進氣岐管和蓄氣室, RAM AIR導論 - 汽車改裝

來跟各位大大聊聊進氣岐管和蓄氣室, 節氣門這幾種東西的功能和影響吧;

再討論之前, 先定義一下進氣岐管(intake manifold)包含哪些東西
1)歧管(runners)從蓄氣室到汽缸頭中間的管路
2)蓄氣室(plenum)從節氣門到歧管之間的筒狀氣室

進氣岐管主要的作用, 是平均分配各缸的進氣, 但各部位和引擎容積率是息息相關,
有很大的連動關係; 先來說明何謂RAM AIR;

空氣是流體, 當引擎運轉時, 進氣的速度主要由引擎轉速而決定, 此外空氣也有質量,
所以移動時帶有動能和慣性, 當四行程引擎在運轉時由於進氣門的關閉, 本來衝往汽門
的空氣會被瞬間壓縮, 而這個被壓縮的氣體壓力升高, 隨之為了宣洩壓力, 會嘗試跟後
方的低壓區中和, 因此造成反彈, 進而造成壓力波; 壓力波以音速前進, 在歧管內前後
不停震盪數次直到進汽門再度被打開, 此時的氣體帶著大量動能充進汽缸, 從我以前所
讀到的資料, 至多可以產生3~4 PSI; 也就是說, 只要進汽門打開的時間和壓力波抵達
的時間相配得宜, 一般的自然進氣引擎可以達到超越100%的容積率;

蓄氣室的作用為何? 蓄氣室在此做為一個氣體彈簧的功用, 當壓力波從汽門往回衝,
衝到蓄氣室時遇到大量的氣體, 而這些氣體相較之下佔有較大質量和體積, 壓力波受到
蓄氣室的儲存氣體阻礙之後, 會回彈往汽門方向, 來回數次, 最近進入汽缸, 如上段述

http://img9.imageshack.us/img9/3431/grafico3gif.jpg

這個系統架構在節氣門之後, 也就是說, 節氣門前理論上較不相關, 該系統主要根據歧
管長度, 歧管管徑, 蓄氣室大小以及歧管彎曲角度所決定增壓的績效, 但依照過往經驗,
節氣門前進氣路徑的長短和管徑粗細確實會對某轉速域的扭力產生影響, 所以依舊是可
以視為連動的一部分... 我的解釋主要是壓力差的改變, 流速對於引擎容積率的影響

要達到RAM AIR的效果, 引擎方面需要決定的參數更多了, 氣門大小, 起閉角度, 氣門
開啟和活塞的相對位置, 氣門重疊角, 排氣系統的壓力波震盪能否幫助吸氣, 這些問題
留給工程師去傷腦筋, 我認為只要對各項參數的連動關係有個基本的概念就好了, 畢竟
大部分時候受限於我們和改裝廠的能力, 只能從大方向去做trail and error的實驗

那, 蓄氣室和節氣門的大小關係, 該如何決定? 我跑去翻我以前的舊文章...

-----------------------------------------------------------------------------
節氣門的大小主要是根據進氣岐管的蓄氣室決定的
就是從節氣門後的一個氣室然後分流給各缸歧管的那部份

怎麼決定節氣門是否太小?
如果改裝了進氣岐管, 蓄氣室明顯變大的話, 在校調階段利用datalogger可以知道
當油門全開MAP(歧管絕對壓力感知器)讀出來的值是否接近一大氣壓, 沒有真空
如果油門全開但仍然有pressure drop 那就是節氣門太小

蓄氣室有點像噴油嘴油軌的作用, 油軌越大燃油壓力越穩, 因為儲存在各噴油嘴後方
的油量越多, 既使某缸狂噴油也不會影響裝在相同油軌上的其他噴油嘴後方供油壓力
像是個compensator 像是個蓄水池 相同道理高轉速引擎吸氣量大的話也需要更大的
蓄氣室, 讓各缸進氣壓力不會互受干擾, 每缸的吸氣量才會越穩定. 至於節氣門跟
蓄氣室的關係, 蓄氣室越小節氣門越大, 蓄氣室越大對節氣門直徑大小反而需求越小
-----------------------------------------------------------------------------

又, 以下是老外的文章得來的結論

蓄氣室容量的大小取決於用途, 增壓車的情況容量要比自然進氣引擎來的大,
一般而言以中高轉速域(五到六千轉)的四缸自然進氣引擎, 蓄氣室容積大約等於50%~
60%的引擎排氣量, 而渦輪車則由渦輪的預期CFM決定.

本文許多觀念闡述來自於
http://www.team-integra.net/sections/articles/showarticle.asp?ArticleID=466

上述連結第二頁有提出很多粗略的計算公式, 準確與否就不知到了,
當然這篇所闡述的觀念可能也不完全正確, 有錯請多多指教...
文章落落長, 感謝您耐心看完

※ 引述《Jyneda (Jyneda)》之銘言：
: ※ 引述《chuangtx (台北怎麼玩)》之銘言：
: 恕刪
: 對於進氣歧管渦輪，我想效果應該有的底了
: 不管是其宣稱 渦旋氣流 or 慣性進氣。
: 不過我再好奇另外也是困擾我很久的問題，那就是
: Q1. YAMAHA的進氣旁通室的概念
: Q2. 集氣箱的大小 and 進氣歧管的長度
: Q1: YAMAHA的進氣旁通室的概念，就是在進氣歧管上插一個洞，
: 在用硬管連接一個空瓶子。
: 用意是，當行駛中忽然要再加速導致忽然有大量空氣需求時，外邊來不及供給，
: 可由這邊供應。二行程系統使用很有效，對於四行程，不過據我之前聽說的，
: 是意義不大。 不過FSC那邊很多人有裝一宣稱是 "鐵芭樂" 的東西，
: 應該就是進氣旁通室，使用者都反應對於油門加速感受有變化。
: 我疑問的地方有兩個：
: 1. 四行程系統有沒有效呢?
: 2. 雖說是可以供給空氣，可是對一個密閉的瓶子吸氣，怎麼吸的到?
個人認為是無效

四行程引擎採用的是蓄氣室的方法, 當然以單缸引擎而言沒有各缸吸氣協調的問題,
但有蓄氣室可以得到RAM AIR的效果

我的NSR在歧管上也有類似的東西, 這玩意對2T的影響另外有請高人回答...

: 相較之下進氣口還比較好吸呢?
: Q2. 集氣箱聽說不是越大越好，也不能太小，進氣歧管的長度也是，長短都有影響，
: 這就絕了? 我覺得最有影響的應該是 "進氣口的大小" 吧?
: 集氣箱大小不管，只要進氣口小就是很難吸氣，
: 進氣歧管的長度不管，只要進氣口小就是很難吸氣，
: 可是好像是事實，集氣箱大小、進氣歧管的長度，都會影響的，
: 是我漏想的什麼嗎?
: PS. 這邊的進氣歧管是指
: 外部空氣進入口到集氣箱那段，與集氣箱連結節氣門那段，
: 並 "不是" 節氣門到燃燒室 那段。
節氣門之前之進氣管路長短 -> 影響壓力差, 進氣平均流速, 但相較之下設計(改裝)
不良所造成的結果遠比進氣岐管和引擎的搭配, 造成的影響來的小
集氣箱大小 -> 影響節氣門前的RAM AIR效應? 這個... 僅為揣測


--