可变进气管的结构和工作原理

可变进气歧管通过改变进气管的长度和截面积来提高燃烧效率，使发动机低速时更稳定，扭矩更充沛，高速时更平顺，动力更强劲。

可变进气歧管结构(图)

可变进气歧管(大众迈腾)

1—气温传感器螺栓；2-空气温度传感器；3-活性碳罐电磁阀；4-进气管；5-真空罐；6—高压泵螺栓；7 ——油箱燃油管路连接接头；8—燃油压力调节阀；9-机械单活塞高压泵；10—轴套；1—连接至燃油分配器燃油管路的连接管(蓄能器);12—进口翻板控制阀；13—喷射阀；14—入口管接头；15—入口管接头螺栓；16—进气管接头的固定螺母；17—节气门控制单元的螺栓；18—节气门控制单元；19—密封环

可变进气管的工作原理

进气歧管的一端连接到进气门，另一端连接到进气歧管后面的进气谐振室。每个气缸都有一个进气歧管。当发动机运转时，进气门不断地打开和关闭。当气门打开时，进气歧管中的混合气以一定的速度通过气门进入气缸。当阀门关闭时，混合气受阻会反弹，振动频率会反复产生。如果进气歧管短，显然这个频率会更快；如果进气歧管较长，这个频率会变得相对较慢。如果进气歧管内混合气的振荡频率与进气门的开启时间发生共振，显然进气效率很高。因此，可变进气歧管可以在发动机高速和低速时提供最佳的空气分配。

当发动机低速运转时，采用细长的进气歧管可以提高进气速度和气压强度，使汽油雾化更好，燃烧更好，扭矩增加。就像把水管压扁一样，水流会更强。发动机在高转速下需要大量的混合气，使得进气歧管更粗更短，这样可以吸入更多的混合气，提高输出功率。

可变进气歧管的技术原理

由于混合气是有质量的流体，进气管内的流动状态是不断变化的。工程上经常利用流体力学来优化其内部设计，比如打磨进气歧管内壁来降低阻力，或者故意制作粗糙的表面来制造气缸内的涡流运动。而汽车发动机的工作转速范围高达几千转，每个工况所需的进气需求不同，这对普通进气歧管是一个极大的考验。于是，工程师对进气歧管进行了深度开发，——，让进气歧管“变了样”。

可变长度

汽车四冲程发动机只有活塞上下往复运动两次，进气门只开启1/4的时间，才能完成一个工作循环，从而在进气歧管内产生进气脉冲。发动机转速越高，气门开启间隔越短，脉冲频率越高。简单来说就是进气歧管振动越大。

工程师们通过改变进气歧管的长度来改善气流。进气歧管设计成螺旋状，分布在发动机缸体中间，气流从中间进入。当发动机以2000转/分的低速运转时，黑色控制阀关闭，气流被迫从长歧管进入气缸。此时，进气歧管的固有频率降低，以适应气流的低速。当发动机转速升至5000 rpm时，进气频率上升。此时控制阀打开，气流绕过下降管，直接喷入气缸。这降低了进气歧管的共振频率，有利于高速进气。

可变截面

我们知道，在低转速下，阀门会被设定为短行程开启，在高转速下，阀门会被设定为长行程开启，这些都是负压造成的。那么进气歧管除了阀门不能达到同样的效果吗？

根据流体力学原理，管道截面积越大，流体压力越小；管道的横截面积越小，流体压力越大。比如我们小时候都玩自来水，t的前端

根据这个原理，发动机需要一个机构，在高速时利用进气歧管较大的截面积来改善进气流量；在低速时采用较小的进气歧管截面积，可以提高气缸的进气负压，也可以在气缸内充分形成涡流，使空气和汽油更好地混合。

可变进气歧管功能

可变长度进气歧管系统根据发动机转速调节进气歧管的长度。当发动机转速较低时，它被调整为较长的进气歧管。根据振动原理，当进气歧管的长度变长时，其固有频率会降低，接近此时低速气流的振动频率，产生共振效应，会使发动机在低速时进气量增大，获得更大的扭矩。但在高速时，由于进气管较长，进气节气门阻力较大，最大输出功率下降。所以在发动机转速较高时，调整到较短的进气歧管，增加其固有频率，接近此时高速气流的振动频率，也产生共振效应，使发动机在高转速下的进气量增加，使发动机获得更大的功率。

可变长度进气歧管系统的结构原理如图1所示。主要由进气管转换阀和进气管转换阀控制机构组成。进气管开关阀的控制机构包括ECU、进气管开关真空电磁阀、进气管开关真空膜片盒、真空执行器等部件。

可变进气管长度

可变进气歧管长度是普通民用车辆广泛使用的技术。大部分进气歧管的长度分为两段，低速时长度可调整为33，354，高速时可调整为短进气歧管。应该很容易理解为什么要设计成高速时的短进气歧管，因为这样可以让进气更顺畅。但是为什么低速的时候需要很长的进气歧管呢？不会增加进气阻力吗？因为发动机低速时的进气频率也较低，长进气歧管可以聚集更多的空气，所以非常适合匹配发动机低速时的进气需求，从而提高扭矩输出。

此外，长进气歧管还可以减少空气流量，使空气和燃油混合更好，燃烧更充分，产生更大的扭矩输出。这种形式最常见。

可变进气谐振

用于通过进气谐振提高发动机中高速时的动力。每个气缸共用一个共振室，其中两个相互连接。其中一个进气管可以在ECU的控制下通过阀门打开和关闭。这个气门开关频率与气缸间的进气频率有关(进气频率实际上取决于发动机转速)。这样，在气缸之间就形成了压力波。如果进气频率与压力波转速对称，根据共振原理，空气会因强烈共振而被强力推入气缸，从而提高了改变进气效率的原理：压力波的频率由交错的进气管控制，在低转速时关闭其中一根，使压力波的频率降低，与相对较低的进气频率重合，从而提高中低转速时的扭矩输出；相反，在高速时，气门打开，所以

可变排气背压管

许多新型高性能汽车也采用了可变排气背压技术。与可变进气歧管技术类似，可变排气背压技术仅针对废气而设计。普通跑车的排气管从单个气缸收集废气，汇集到排气歧管，形成新的排气脉冲，形成反向增压。反向增压只有在发动机处于一定转速时才能发挥最佳作用，而排气管的长度决定了其适用的转速范围。短排气管适合低速增压，长排气管则相反。对于排气管长度固定的发动机，只能设计成最适合相对折中的可变排气管长度技术。使用两根不同长度的排气管，可以穿过开口，相互切换。