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多喉直喷 | 这都不知道,还敢说你爱自吸?

所在版块: 中日韩改装讨论区 2017-09-25 17:09 [复制链接] 查看: 482|回复: 2
转自:CLauto酷乐汽车
送给钟爱自吸的你


各位
你们还记得AE86响彻秋名山的排气声么
竞技级别的四喉直喷4A-GE引擎
那独特的万转声浪
相当迷人
  
这种情景下
你一定不会想到
约30年后
AE86的接班人
现款Corolla
已经用上了“双擎”动力
而打败GT-R、RX-7、S2000等神车的AE86
万转自吸的直四声浪
永远的留在了我们的记忆中
同样的故事还发生在BMW上,毕竟这家德国车企是全世界第一个让多喉直喷走向量产的制造商。
如今的M3/M4当然很猛,不过你还记得E46 M3上的自然吸气直列六缸S54引擎么?
采用六喉直喷的S54B32,3.2L的排气量竟然做出了343匹的马力输出,升功率达到了107.2hp/L,而在被誉为史上最佳的E46 M3 CSL上,最大马力提升到了360匹,升功率进一步提高到了112.5hp/L!
  
而细心的读者可能会发现,无论是纯粹JDM AE86上的4A-GE引擎,还是日耳曼驾驶机器E46 M3上的S54**,他们都有一个共同点,那就是
多喉直喷
而这,也是自然吸气引擎的终极强化手法
  
  所谓自然吸气,就好比是人在做正常的呼吸,肺部扩张容积增加,空气自然被吸入体内。而在现今节能减碳的环境下,制造商们纷纷采用小排量涡轮增压技术来提升动力。我们都知道,一旦有了涡轮的加持,周边配套得宜的情况下,动力即可大幅度的增长。
  这是因为涡轮增压引擎,就好比是一个人,除了在做正常呼吸的同时,还有个强力鼓风机往口鼻吹气,强大的风力能够一瞬间灌满你的燃烧室,进气量远比正常呼吸大得多。
  两种引擎的工作方式不同,输出特性也有着较大差异,但是两种动力方案都能让人着迷,也形成了不同的阵营。
无论如何,想要提升动力,必定要增加进气量。而大部分汽车,都是通过进气道内的节气门来控制进气量。当驾驶者全油门加速之时,大量的空气通过这里,流进各个气缸。因此,这个节气门成为了各缸空气的必经之路。
但问题是,对于传统的单个节气门而言,空气经过此处再流进各个汽缸,导致各缸进气量之间不够平均;另外复杂冗长的进气管路会让空气绕来绕去最终进入发动机,无形之中牺牲了油门响应的灵敏度。
  
而多喉直喷,指的是每个汽缸都有一个属于自己的节气门。
因此进入各缸的空气,不再受限于一个节气门的制约,拥有四个或者六个甚至更多节气门同时工作,进气更加直接,并且依靠着“直通、极短”的进气管路,油门响应也更快。
  
想当年J’s Racing的初代目GD Fit,移植K20+K24合体引擎,外加四喉直喷,可以爆发出330匹的最大马力,相当夸张!
而想要最大化的利用四喉直喷技术增加进气量,则需要另一个秘密武器,那就是进气喇叭
  
实际上,这些喇叭是极致竞技版本的进气歧管。它们让流入引擎的空气更加迅速、有序,而且可以在有限的空间内,将进气流量发挥到极限。
能达到这样的效果,其背后的主要原因有二
  进气管路有长短输出特性有专长
进气喇叭改变了进气道的长度,有的喇叭长一些,有的短一些,这是因为不同的引擎有着不同的特性从而需要定制化搭配。
  
赛车工程师们对喇叭长度比较了解,因为从喇叭开口到进气门的长度,会影响不同转速下的引擎出力,也会改变引擎出力的峰值转速。
或者,在某一转速下找到最适合动力输出的长度。因此,在比赛时,可以通过改变喇叭的长度来调节引擎输出曲线以适应不同赛道,或者是不同驾驶风格的车手。
  
对于街道而言,调教就麻烦得多了,并且需要妥协。街道驾驶需要在所有经常使用的转速下都能提供尽量多的动力,而自然进气引擎的特性是,在合理范围内,进气歧管越短,越利于在高转速发挥动力,歧管越长,动力越倾向于提前一些,在低转速爆发。
我想肯定有人要问为什么,看下去就知道。
  
其实,改变歧管长度,最主要的作用是影响进气歧管内的气波。也就是俗称的“气波增压”。
当引擎运转的时候,活塞向下运动从而由进气门吸入空气。不过值得注意的是,在一个工作循环中,进气门大多数时间内都是关闭的。
如果油气在进气门关闭的时刻到来,那么这部分正在往前猛冲的混合气,会因为撞上了关闭的气门而瞬间停住,而后面源源不断冲过来的混合气会将前面的气体进一步压缩,最终,这部分经过压缩的气体会凭借其较高的气压反弹回去。
而弹回去之后,这部分气体又会被后面继续冲过来的混合气推回进气门。由此油气混合气在进气管内以声速来回震荡(与气压,湿度,温度有关,约340-345 m/s)。
  
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YY君玩忧郁

 楼主| 发表于 2017-9-25 17:09:20 | 显示全部楼层
本帖最后由 YY君玩忧郁 于 2017-9-25 17:10 编辑

了解了这些,那么我们不禁会想:如果我们能够更加精妙的设计进气道,使得进气歧管内来回震荡的混合气,正好能在进气门开启的时刻进入气缸,那么这样就相当此刻发动机的进气是在超过大气压的压力下实现的,于有了“增压”的效果,因此可以爆发出更多的马力。
  
不过,由于发动机在不同的转速下,进气门开启/关闭的“节奏”不同,因此所产生的混合气振动也不相同,因此我们想的“好事”也只能在某些特定的转速区间实现。
于是问题就来了:在什么转速下才能实现呢?
这就要看混合气体压力波的频率了。我们现在来回顾一下高中物理:机械波的频率和波长是成反比的,这意味着,较短的波长会有更高的频率,反之亦然。
因此我们讨论的进气波动,其波长被混合气压力波所处的空间所约束,也就是进气歧管长度。因此在其他条件不变的情况下,进气道越长,发生气波增压时的引擎转速就越低。进气道越短,则这个甜蜜点会跑到高转速区间爆发。
  
  空气流动更顺畅进气效率大不同
可能细心的读者会发现,不光进气喇叭的长度很重要,喇叭开口的形状更是有讲究。
其实道理很简单,如果开口仅为普通直管的话,空气会一窝蜂的阻塞的入口处,从四面八方涌进的气流会乱成一团,就像出入口无人排队,大家疯狂加塞乱成麻。
而呈喇叭状的开口,会让空气有序的从四面八方汇集,整齐排列好的气流快速冲进引擎,无形之中增加了燃烧室的填充效率,进气量更加充足的情况下也有利于马力的发挥。
  
普通直管形状的气流如口,如下图所示,会让流入的空气在入口处形成局部涡流,气流无法很好附着的情况下,无形之中损失了进气通道的有效截面积,牺牲了进气量,而喇叭口处于流量的贡献则在于可以有效、充分的使用管路截面,增加进气量。
  
  多喉直喷很厉害成本过高太复杂
也许车友可能会问,为什么多喉直喷这么厉害,但是却得不到自然吸气引擎的普遍应用?其实对于汽车厂商来说,开发这么极端的技术应用到民用量产车上,是有着很大的挑战的。
毕竟驾驶街道和攻克赛道不同,赛道上用到的引擎转速范围较小,有针对性的进行动力调教即可,目的是在常用的转速区间压榨出最大的动力,而多喉直喷依据不同车手/赛道进行快速调节的特点能够胜任这点。
反观街道驾驶,平时代步的诉求,城市走走停停的路况和偶尔的赛道日激情都要兼顾,也需要引擎在各种转速区间下都能有很好的动力输出,还要兼顾耐用度以及维护保养方便。
  
而将原本的单个节气门改成与气缸数相同的节气门数也会额外增加很多成本,例如四缸四个节气门,六缸六个节气门等。
对于车友而言,如果要在爱车上安装这样一套系统,仅凭个人能力进行设计搭配是很难让整颗引擎高效良好运作的。如果爱车所搭载的引擎比较热门的话,可以选择推出对应产品的改装厂部件来对应,市场上也买得到。
如果想要完全个人定制的话,可就要委托专业团队来负责打造了。
例如这位M3车主,在AutoCAD的辅助下,经过了概念设计,零件设计,加工装配等一大堆工序,才最终完成这套带有水喷射的辅助的八喉直喷。其复出的精力与时间是一般改装所不能比拟的。
  
  
  
  
因此下次再有人质疑自然吸气引擎的提升潜力时,你可以理直气壮的反问他 ——
哥们儿,你知道多喉直喷么?

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mssjcai

发表于 2017-10-13 16:34:23 | 显示全部楼层
怎么分享文章 ?????
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