汽车发动机进气系统的发展研究

张文智

摘 要：随着人们生活水平的提高和科学技术的不断进步，汽车作为新一代的交通工具慢慢地走进了千家万户，汽车生产商对于汽车安全性能和技术层面的要求日益提高，汽车发动机是整个汽车运作的中枢系统，在工作中起着至关重要的作用，进气系统是延长汽车发动机寿命的一个重要保证，所以做好进气系统的安排工作 有利于汽车发动机的高效、稳定的运行。近年来，我国一代又一代的汽车工程师在进气系统的研究方面作了各项努力，进气系统的技术革新也有了长足发展，本文主要从汽车发动机进气系统的设计布置、发展历程以及设计研究的角度出发进行阐述，以求为汽车发动机进气系统的发展研究添砖加瓦。

关键词：汽车；发动机；进气系统；发展研究

1 进气系统的设计布置

汽车进气系统只有得到合理的布置，才会有利于汽车作业时的稳定和可靠。所以在最原始的汽车进气口设计时，在位置尽可能的选择空旷、偏高的位置，这样既方便操作，又可以避免灰尘、雨雪等杂物进入堵塞了进气口；为了防止其他杂物进入进气口导致堵塞，我们通常会在进气口安装空气滤清器，空气滤清器因为要时常的保养，在位置上要尽量选择便于操作的地方，选用空气滤清器也是门技术活，每个发动机都有其固定的进气量，所以在选择的时候要尽量选择大于进气量的空气滤清器，此外灰尘的颗粒大小也可以作为餐开支考虑在内；进气管路作为进气口和汽车发动机中间的链接，我们在铺设时尽量不要太长，也不要有弯弯绕绕，短且直的进气管路不仅有利于气体的进出排放，还会在一定程度上节省原料和空间。

2 进气系统的发展

汽车发动机进气系统的发展主要经历了谐波增压进气系统、可变气门正时系统、可变气门升程系统和电子气门技术三个阶段，接下来我们针对这三种系统来进行逐一分析：

2.1 谐波增压进气系统

我们日常常见的汽车奥迪A5C6发动机、起亚的直列4缸发动机和与第七代雅美瑞发动机等都是使用的这一款进气系统，谐波增压进气系统可以分为气管式和容积式两种类型，现在大多数汽车使用的还是可变进气管式谐波增压技术，通俗的讲就是运用气流的惯性来产生压强，从而达到增压的效果。

优点：发动机在运转时，气流速度的不断增加，能够把燃油和进气口的空气混合在一起，不管汽车在低速行驶还是高速行驶的过程中都能保证进气的充足，很好的对发动机起到了保护作用，大大降低了机器的故障率，节省了维修方面的一部分成本。

缺点：和涡轮增压相比，谐波增压进气系统的进气量和增压效果相对来说就不那么明显了。

2.2 可变气门正时系统

丰田公司在可变气门技术上采用的使可变气门正时系统，这一技术是通过汽车在高速或低速运转的过程中，改变气门重叠角的角度来控制进气量，使进气量和燃油按比例混合，从而达到汽油充分燃烧好的效果。

优点：可变气门正时系统通过凸轮轴转，可以非常精确地控制气门开合的角度，使发动机的动力大大的增强。

缺点：可变气门正时系统在工作的过程中，仅仅依靠气门开合的角度来控制进气量，在一定程度上有一定的限制性，进气量十分的有限。

2.3 可变气门升程系统

现今的汽车中本田和奥迪的部分车辆使用了这种可变气门升程系统，可变气门升程技术就是在发动机运转的过程中，通过转速的不同来调节气门，使气体和燃油混合达到充分的燃烧效果，奥迪和本田的升程系统在技术上没有特别大的区别，两者都是通过凸轮的切换，在改变气门的基础上增加进气量使动力增强的。

优点：可变气门升程系统可以在发动机的低速巡航模式下，充分的降低汽车的油耗量，达到很好的节油效果，不仅如此，由于气缸上的进气凸轮三个转换互不干涉，这一简单化、单一化的结构出现故障的概率大大降低了，同样节省了很大的一笔维修费用。

缺点：由于可变气门升程系统采用的还是分段式的气门调节方式，发动机在输出的过程中的操作不够线性化。

2.4 电子气门技术

宝马汽车在生产制造的过程中，大量的使用了电子气门技术，它比之前的进气系统都更加的现金，这一技术是在原始的进气系统上增加了一根偏心轴，通过机械的转动带动这根轴位置上的额变化，从而改变了进气口的大小，来使空气和燃油混合然后增加了动力。此外，在原始的进气系统上存在泵气损失的现象，为了解决这一弊端，电子气门技术去掉了气节门，改善了泵气损失的情况，在已订购程度上也减少了汽车的油耗量。

優点：去除了泵气损失以后，空气在进入进气口的时候变得更加流畅，燃油效率大大增加，同时这项技术可以根据不同发动机的特点调节自己的转速，对于节省燃油量也是一个很大的突破。

3 进气系统的设计研究

如今国内外的汽车生产商和制造商对于汽车进气系统的设计研究已经有了一套很成熟的技术，对于进气系统的研究，我们可以分三步走：根据对流体的模拟设计，充分利用有限容积的算法建立发动机模型；运用插入损失的计算公式进行进气系统的插入损失分析，找出中心频率；根据以上对中心频率进行声学元件设计。这种三步走的设计方法，可以从科学的角度出发，验证进气系统设计的可靠性和安全性。

4 结语

当今社会的不断进步的同时，也对我们赖以生存的环境造成了许多负面影响，人口的膨胀、光污染、尾气污染等等，这些都在一定程度上使我们的空气质量有所下降，人们的健康已经在逐步受到威胁。在这样一个形势影响下，未来的科技发展中汽车的低碳、节能、环保发展已经渐渐成为一种趋势，汽车发动机进气系统的发展研究，不仅有利于我们进一步了解发动机进气系统的发展规律，还对未来汽车进气系统的研究探索起到一定的指引作用，汽车油耗大、污染率高的弊端才能一步步得以解决。

参考文献：

[1]张红卫.浅谈汽车发动机进气系统的发展.科技创新与运用，2014.

[2]李春荣.浅谈汽车进气系统的设计布置.内燃机，2009.

[3]岳贵平，卢炳武，刘英杰，刘杨.发动机进气系统声学元件设计方法研究.汽车技术，2009.