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2007年2月14日 星期三

進氣岐管的設計

進氣系統有什麼好說的??!!不就是空氣管路,將外面的空氣經過空氣濾清器過濾後,送到燃燒室裡面供混合汽油燃燒,有什麼特別的學問??!!原本我這樣想的,不過修十幾年的TOYOTA,也感覺到設計也漸漸進化,外行人可能沒有什麼感覺,但我自己有些車子的基本設計與觀念,所以就知道不同的設計有些什麼不同~

首先是空氣的特性,會因為引擎高溫而有熱漲冷縮的現象,相同的質量(分子數、含氧量),會因為熱而膨脹,打個比方20度C一公升的空氣再溫度提高到30度C時體積會膨脹到1.2公升(假設),但裡面的氧氣量不變,但不管是20度還是30度引擎還是只能吸入1公升空氣,因此在30度的時引擎吸入的空氣含氧量較少,所以在氣溫高、塞車、山上....這些時候的空氣濃度較稀,引擎就會比較沒力、燃燒不完全、爆震....就可以知道高溫、空氣稀薄是引擎性能殺手,一些渦輪或機械增壓的車子會加裝空氣冷卻器,藏在前保桿裡,長的與水箱很像,但管子很粗約10公分,因為加壓過的空氣溫度會上升,若不降溫就失去加壓的作用,自然進氣的空氣是吸入的,所以管路內氣壓低於大氣壓力、加壓的空氣是高於大氣壓力的,空氣量進入多自然燃燒效率好、馬力提高,雖然進氣壓力越大馬力越高,引擎承受的外力也越大(傷車,所以改裝車引擎本體也要適度強化)

原先的進氣岐管設計大多是鋁製管路,但四缸的管路都不等長,所以若空氣由右邊進入時最左邊的那一缸距離最遠,所以進入的空氣會最少,而最右邊那缸空氣量會最多,這樣就會有動力不平衡的現象(四缸進氣量不平均);所以就有進化成四條進氣岐管等長,這樣就能改善進氣不均的動力不平衡震動;不過金屬進氣岐管會有吸熱現象,所以目前新車將進氣岐管改成塑膠製,達到減重、降低熱傳導的效應,不過缺點就是強度不足一撞就裂、老化脆裂的漏氣機會,而且還將空氣流向由原本的由上往下送入引擎改成由下往上傳送(熱空氣的特性原本就是由下往上、冷空氣向下;先前的設計由上往下有違空氣物理特性),因為冷空進入引擎後還是會漸漸加溫,所以就會有冷空氣下降、熱空氣上升的特性,若能順著熱上冷下的特性也就能使空氣流向順暢加大進氣效應;又些改裝車還會將其內側拋光,以減低空氣阻力,順暢流量。


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上圖是TERCEL二代的進氣岐管,四缸的管路長度都相同,空氣由右上的節氣門進入在由上往下流入引擎燃燒室

上上圖為VIOS、上圖為ALTIS的進氣岐管是塑膠製的,空氣流向是由右下的節氣門進入,再由下方往上流入引擎內部

塑膠製進氣歧管若車禍一撞就斷裂~

雜誌翻拍下來的渦輪引擎,左下為空氣冷卻器,冷空氣由左上角空氣濾清器進入送入中央藍色的渦輪內加壓(排放的廢氣會驅動紅色的葉片經由傳動軸連接到藍色區域加壓冷空氣),加壓完成後高壓熱空氣送入空氣冷卻器冷卻,再由右邊的管路送到右上方的進氣岐管燃燒。

傳統型鋁製進氣岐管

翻拍自修護手冊,不等長進氣岐管,最右邊的空氣途徑最短、最左邊距離最遠,空氣由上往下送入,違反空氣熱上冷下的物理原理。

上兩圖 等長進氣岐管(四條管子一樣長),空氣由下往上送、傳送距離也相同。