進(jìn)氣系統(tǒng)的工作原理與改裝
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07-9-24 23:17
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進(jìn)氣系統(tǒng)包含了空氣濾清器、進(jìn)氣歧管、進(jìn)汽門機(jī)構(gòu)�？諝饨�(jīng)空氣濾清器過濾掉雜質(zhì)后，流過空氣流量計，經(jīng)由進(jìn)氣道進(jìn)入進(jìn)氣歧管，與噴油嘴噴出的汽油混合后形成市適當(dāng)比例的油氣，由進(jìn)汽門送入汽缸內(nèi)點火燃燒，產(chǎn)生動力。
一、容積效率
引擎運轉(zhuǎn)時，每一循環(huán)所能獲得的空氣量多寡，是決定引擎動力大小的基本因素，而引擎的進(jìn)氣能力乃是藉由引擎的‘容積效率’及‘充填效率’來衡量。‘容積效率’的定義是每一個進(jìn)氣行程中，汽缸所吸入的空氣在大氣壓力下所占的體積和汽缸活塞行程容積的比值。之所以要用在所吸入空氣在大氣壓力下所占的體積為標(biāo)準(zhǔn)，是因為空氣進(jìn)入汽缸時，汽缸內(nèi)的壓力比外在的大氣壓力為低，而且壓力值會有所變化，所以采用一大氣壓的狀態(tài)下的體積作為共通的標(biāo)準(zhǔn)。并且由于在進(jìn)行吸氣行程時，會遭受各種的進(jìn)氣阻力，加上汽缸內(nèi)的高溫作用，因此將吸入汽缸內(nèi)的空氣體積換算成一大氣壓下的狀態(tài)時，一定小于汽缸的體積，也就是說自然吸氣引擎的容積效率一定小于１。進(jìn)氣阻力的降低、汽缸內(nèi)壓力的提高、溫度降低、排氣回壓降低、進(jìn)汽門面積加大都可提高引擎的容積效率，而引擎在高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時則會降低容積效率。
二、充填效率
由于空氣的密度是因進(jìn)氣系統(tǒng)入口的大氣狀態(tài)（溫度、壓力）而有所不同，因此容積效率并不能表現(xiàn)實際上進(jìn)入汽缸內(nèi)空氣的質(zhì)量，于是我們必須靠〞充填效率〞來說明。〞充填效率〞的定義是每一個進(jìn)氣行程中所吸入的空氣質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（1大氣壓、20℃、密度：1.187Kg/㎡）占有汽缸活塞行程容積的乾燥空氣質(zhì)量的比值。在大氣壓力高、溫度低、密度高時，引擎的充填效率也將隨之提高。由此也可看出，容積效率所表現(xiàn)的是引擎構(gòu)造及運轉(zhuǎn)狀態(tài)所造成引擎性能的差異，充填效率表現(xiàn)的則是運轉(zhuǎn)當(dāng)時大氣狀態(tài)所引起引擎性能的變化。
進(jìn)氣岐管與容積效率
另一項影響容積效率的重要因素是進(jìn)氣歧管的長度，由此也引發(fā)了與容積效率有關(guān)的‘脈動’及‘慣性’兩種效應(yīng)。
一、脈動效應(yīng)
引擎除了在極低的轉(zhuǎn)速外，進(jìn)汽門前的壓力在進(jìn)汽期間會不斷的產(chǎn)生變動，這是由于進(jìn)汽閥門的開、閉動作，使得進(jìn)氣歧管內(nèi)產(chǎn)生一股壓縮波（Compression Wave）以音速的大小前后波動。假如進(jìn)汽歧管的長度設(shè)計正確，能讓壓縮波將在適當(dāng)?shù)臅r間到達(dá)進(jìn)汽閥門，則油氣可藉由本身的波動進(jìn)入汽缸，提高引擎的容積效率，反之則會導(dǎo)致容積效率下降，此現(xiàn)象稱為進(jìn)氣歧管的脈動效應(yīng)，又稱‘共震效應(yīng)’。
二、慣性效應(yīng)
進(jìn)汽閥門打開，空氣流入汽缸內(nèi)時，由于慣性的作用，即使活塞已經(jīng)到達(dá)下死點，空氣仍將繼續(xù)流入汽缸內(nèi)，若在汽缸內(nèi)壓力達(dá)最大時，關(guān)閉進(jìn)汽閥門的話，容積效率將成最大，此效應(yīng)稱為慣性效應(yīng)。若想得到最佳的容積效率必須同時考律脈動效應(yīng)及慣性效應(yīng)，也就是說在汽缸壓力達(dá)到最大，關(guān)閉進(jìn)汽閥門的同時，前方進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓縮波也同時達(dá)到最高的位置（波峰）。較長的進(jìn)氣歧管在引擎低轉(zhuǎn)速時的容積效率較高，最大扭力值會較高，但隨轉(zhuǎn)速的提高，容積效率及扭力都會急劇降低，不利高速運轉(zhuǎn)。較短的進(jìn)氣歧管則可提高引擎高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時的容積效率，但會降低引擎的最大扭力及其出現(xiàn)時機(jī)。因此若要兼顧引擎高低轉(zhuǎn)速的動力輸出，維持任何轉(zhuǎn)速下的容積效率，唯有采用可變長度的進(jìn)氣歧管。
進(jìn)氣系統(tǒng)的改裝
進(jìn)氣系統(tǒng)的改裝基礎(chǔ)就是要提高引擎‘容積效率’，要達(dá)到此一目的通�？捎梢韵碌姆绞街郑�
一、空氣濾清器
進(jìn)氣系統(tǒng)改裝的入門工作就是換用高效率、高流量的空氣濾清器濾芯，市場上常見的品牌有K&N、HKS、ARC等。換裝高流量的空氣濾芯可降低引擎進(jìn)氣的阻力，同時提高引擎運轉(zhuǎn)時單位時間的進(jìn)氣量及容積效率，而由供油系統(tǒng)中的空氣流量計量測出進(jìn)氣量的增加，將訊號送至供油電腦（ECU），ECU便會控制噴油嘴噴出較多的汽油與之配合，讓較多的油氣（并不是較濃）進(jìn)入汽缸，達(dá)成增大馬力輸出的目的。若換了濾芯仍不能滿足你的需求，可將整個空氣濾清器總承換成俗稱〞香菇頭〞的濾芯外露式濾清器，進(jìn)一步的降低進(jìn)氣阻礙，增強(qiáng)引擎的〞肺活量〞。目前市場上知名度最高的當(dāng)屬HKS的POWER FLOW。
二、進(jìn)氣道
進(jìn)氣道的改裝可分成形狀及材質(zhì)兩方面來談。改變進(jìn)氣道的形狀目的在于進(jìn)氣蓄壓（以供急加速時節(jié)氣閥突然全開之需）及增加進(jìn)氣的流速，但這類產(chǎn)品通常有特殊性的限制，也就是說Ａ型車所用的若裝在Ｂ型車上并不一定能發(fā)揮其最大的效果，如前一陣子所流行的‘進(jìn)氣肥腸’，形狀便是仿造ＭＵＧＥＮ廠車上所用的，也就是喜美專用，裝在其它車種則效果可能會打折扣。改變進(jìn)氣道材質(zhì)乃是著眼于不吸熱及重量輕，目前最常用的就是碳纖維的材質(zhì)，其不吸熱的特性，能讓進(jìn)氣的溫度完不受引擎室的高溫所影響，讓進(jìn)氣的密度較高，即單位體積的含氧量增加，提高引擎出力，唯一缺點是價格高不可攀。進(jìn)氣道的改裝常是形狀及材質(zhì)同時改變以收最大效果，同時將空氣濾清器一并拆除，并將進(jìn)氣口延伸至車外，直接對準(zhǔn)前方，以便隨車速提高增加進(jìn)氣壓力，提高進(jìn)氣量。
三、直噴式歧管
在賽車引擎上所需要的是高轉(zhuǎn)速的動力表現(xiàn)，可犧牲低轉(zhuǎn)速時的馬力輸出，因此都將進(jìn)氣歧管盡量縮短并取消空氣濾清器，充份消除進(jìn)氣阻力，以求得最佳的高速表現(xiàn)。傳統(tǒng)式后方進(jìn)氣前方排氣的引擎型式，在換裝直噴式進(jìn)氣歧管后，所面臨的最大問題是如何由車外導(dǎo)入足夠的新鮮空氣。直噴式的進(jìn)氣歧管與經(jīng)過空氣動力學(xué)設(shè)計的碳纖維進(jìn)氣道是最佳的組合，也是目前比賽廠車的不二選擇。尤其在將引擎降低后，利用引擎上方所空出的空間，安裝一大型進(jìn)氣導(dǎo)管，開口并與車頭水箱護(hù)罩充份密合，讓空氣能有效的送達(dá)后方的進(jìn)氣歧管。目前的CLASS-Π廠車則直接將汽缸頭反置（Reverse-Head），如此一來進(jìn)氣歧管便直接對準(zhǔn)車頭，進(jìn)氣又變得更直接了。
四、二次進(jìn)氣
目前市面上有許多利用二次進(jìn)氣原理所制成的產(chǎn)品，使用的人不少，價格也都不便宜。之所以稱它為〞二次進(jìn)氣〞乃是因為除了原有從空氣濾清器吸入的空氣外，另外再利用進(jìn)氣歧管的真空壓力差，從引擎PCV（曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)）管路外接另一進(jìn)氣裝置，導(dǎo)入適量的新鮮空氣來達(dá)到提高容積效率的目的。二次進(jìn)氣所能得到的動力提升效果最主要的是在前段（低轉(zhuǎn)速），因為在節(jié)氣閥全開，空氣大量進(jìn)入真空度降低時，二次進(jìn)氣裝置所能導(dǎo)入的空氣量相形就變得微不足道了。二次進(jìn)氣裝置最重要的就是要維持‘適量’的進(jìn)氣，目前市面上產(chǎn)品的差異，就在于控制導(dǎo)入空氣的進(jìn)氣量的方法各家不同。若進(jìn)氣的量太少，則效果不佳，太多則會降低真空度，影響煞車真空動力輔助器（Air-Tank）的輔助力，使煞車所需力道變得較重，而所謂的‘適量’則是廠家研究、實驗所得的結(jié)果。進(jìn)行大幅度的進(jìn)氣系統(tǒng)改裝時，必須考慮與供油系統(tǒng)的配合問題。若只是大幅的增強(qiáng)進(jìn)氣能力，而供油系統(tǒng)無法提供足夠的供油量與之配合，則勢必?zé)o法達(dá)到提高馬力的目的，因為引擎所需的是比例適當(dāng)?shù)挠蜌舛恢皇谴罅康目諝�。此外在實用上必須考慮噪音的問題。以往談到噪音大家通常只想到排氣管所產(chǎn)生的聲浪，而忽略了進(jìn)氣也會產(chǎn)生噪音。您也許不知道，在裝了觸媒轉(zhuǎn)化器的ITC賽車，進(jìn)氣的噪音幾乎大過排氣的聲浪。因此若您是‘實用性能型’的車主，換個高流量的濾芯或許就能符合您的需求，是否再往上換可能需要再三思。
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