这周我们和各位介绍了许多与发动机进气有关的知识,例如:高流量风隔、 负压管、正压管、风箱、多喉直喷、进气道加工等等。虽然已经提到了不少的知识点,但进气部分咱们还有很多知识点是还没有和各位提到的,例如节气门。以上提到的各种进气部件,本质上都离不开进气子系统的核心组件:Throttle节气门。

图:现代汽车上的电子节气门,是由弹簧、阀门、电磁离合(电子节气门)、驱动电机(电子节气门)、位置传感器、齿轮组所组成。

图:例如多喉直喷装置,其核心组件依然是每个气缸独立的节气门,每组标准的配置是由风杯(最顶端的小喇叭)、进气歧管、节气门、拉索(拉线节气门独有)所组成。如今也有电子节气门形式,但这种形式的使用成本非常高,例如:需要购买多只响应速度足够快、体积合适的电子节气门体,同时还需要重新编写发动机ECU来匹配电子节气门。
节气门又名蝴蝶掩、但最为人熟悉的名字便是“油门”。整天我们将踩油门挂在嘴边,但其实我们所踩下“油门”控制的便是节气门,无论是以前出现的拉线油门还是现代汽车上所出现的电子节气门都一样。只不过,拉线节气门是通过钢索连接着节气门体阀门和油门踏板,当我们踩下油门踏板时便直接钢索控制节气门阀门的开启角度,原理上和提线公仔类似。而节气门开多少,直接决定了发动机的进气量和喷油量,这和发动机空燃比有着莫大的关系。人们常说的拉线油门反应直接、快速(踩多少,有多少)便是这样一个道理,但拉线油门最大的问题便是时对燃油喷射量的控制是被动的,燃油经济性也会打了折扣,随着进气量的忽大忽小对供油系统会造成较大的负担,因为燃油供应系统需要无时无刻的根据发动机进气量做适当的被动式调整,以保证空燃比在合理的范围内,所以踏板的踩踏需要非常精确。但毕竟一个靠物理一个靠电脑计算,其空燃比精准度一定是没有全电子控制来得精准,所以这也是为何配备拉线油门的车型其油耗一直都要比配备电子油门的差。

图:而且在行驶了一定的公里数之后,拉线节气门上的钢索会因为长期使用导致出现间隙,所以便需要做调整。
来到电子节气门时代就完全不一样了,千万别单纯觉得这只节气门只是从钢索控制变成了电机控制那么简单,使用了电子节气门后整个发动机ECU控制单元都需要随之做出改变。因为使用了电子节气门后,我们在踩踏油门时只是给了一个发动机ECU一个驾驶意图信号而已,具体的节气门开度是发动机ECU根据发动机当前工况来决定的,喷油、点火正时这些参数(空燃比)也是通过发动机ECU一同调整。
最早使用的电子节气门机构是在1992年的麦拿伦-本田的MP4/7A一级方程式赛车上,随后的1995年,本田在第一代NSX(NA2)的中期改款上使用了电子节气门机构。

当然,如果只是单纯和各位介绍节气门体,那么这篇文章就没啥必要存在了,因为之前就已经出过相同的文章了感兴趣的读者也可以前往車誌官网查阅。今天我们要说的是节气门能否升级,以及能升级些啥?上文咱们也提到了,节气门开度、大小决定了能有多少经过风箱、空滤的空气进入到气缸内燃烧,对于那些对发动机进气量有更高要求的玩家而言,最简单直接的方式就是更换加大节气门体了,只不过可不是盲目加大节气门体就有用,而是要对应原厂节气门体的大小,以及发动机在经过升级后,对空气的流量、填充率有了多大的额外需求。

相信会有那么一部分玩家会觉得,车辆在全原厂的状态下升级节气门的意义并不是那么大,因为在原车发动机排量或增压值没有增大的情况下,所以发动机对进气的要求并不像增加了排量或增压值的发动机高。无可否认,这样的说法其实是对的,但也不完全对。首先我们要了解,为啥要升级节气门,从根本原因上来说是要通过更大直径的节气门体,增加负压管、进气歧管的空气填充率,让更多的空气能够被吸入到气缸内燃烧。气缸能更快的充满空气且与雾化燃油混合地更加充分(有利于发动机空燃比),自然对动力也会有一定程度的提升。

图:这套是专门为Fiat 500 Abarth推出的加大尺寸节气门体,其体积从原厂的44mm增加了10mm,来到了54mm多出来的这10mm直径,进气道内截面面积增加了50%,要知道,进气量跟管道横截面积(πr²)成正比,大致上可以理解为进气量增加约50%。
但如果是发动机排量增大了或增压器的增压值变大了,那么升级节气门、负压管、正压管、中冷器的意义就大了,甚至可以说是一种刚需般的升级。因为随着排量或增压值的增加,发动机对进气量的需求会随之增加,如果发动机进气量没有同步升级的话,你为发动机所做出的升级又有何意义呢?因为进气量不足,反而还会导致发动机在升级之后反而还变得更乏力,属实是大冤种了.....
其实吧,关于汽车升级改装里,这类例子和理解误区还是挺多的,例如,一台130匹的飞度(图片|配置|询价),最高速度是200 kph,但如果在不改变速箱的前提下,即使给你改到300匹,每档的最高速度和最高速度并不会发生变化,充其量就是往红线挪多二三十kph。所以,没改过波箱齿比的,就别在那儿吹自己的车多少匹马力、能跑到250/300了,蒙谁呢?

图:在国外和国内部分地区,会有加大节气门内径的加工服务,但因为节气门的气道部分使用很薄的铝合金制作,所以内径增加的幅度很有限,磨多个一两毫米已经算“手艺精湛”了。
如果你开的是热门车型的话,要换一只尺寸更大的节气门体并不是一件难事,因为市面上很大概率会出现各种对应不同升级方案,推出的加大节气门体。但如果你开的是冷门车型,那么就不好意思了,因为节气门体是一种机械与电子相结合的精密原件,它不像排气那般定好尺寸、弯管、烧焊就能完成的产品,所以对应的车型并不算太多。

图:在国外的汽车后市场里,加大节气门产品是常见产品,尤其是针对一些大排量、多气缸(4缸以上)的升级产品更是琳琅满目,价格也更为平易近人。
当然,这些升级加大节气门体并不是单纯加大了尺寸那么简单,一般来说在节气门体靠近进气歧管的那一端会做一个锥面设计,又或者尺寸上会比前端稍微小一点。这是因为通过锥面的设计增加空气流通时的流速,单纯只有流量但没有流速,这样反而不利于空气填充率。

图:要追求更好的空气填充率,单纯只看流量而不看流速是没有意义的,毕竟这些空气都需要被吸入到气缸内燃烧才有用。要是这些空气停留在管道里的时间长,需要一定的时间才能到达气缸,那么再大的流量对气缸的空气填充率没啥太大的帮助,反而对管道的空气填充率有帮助.......
升级加大节气门,无论是电子节气门还是拉线油门都有对应的升级部件,并且在形式上还有着多种造型。例如:

图:经常能在老美的肌肉车上看到的鲁式机械增压器,那三片红色的便是节气门阀门。机械增压和涡轮增压不同,机械增压是通过发动机皮带带动,增压器内的两根蜗杆旋转产生吸力,将空气吸入并加压往节气门输送。

图:多喉直喷,这种进气形式在咱们車誌官网能找到详细的介绍文章,因此在本文里就不过多提及了。

图:这种就相对有意思了,从形式来讲这种节气门和进气歧管设计,应该是对应化油器时代的美国V8机器,从化油器升级为更好控制的电子燃油喷射。从位于进气上方的大型节气门和位于进气歧管上的高压油管、喷油嘴安装孔便可以看出。

图:市场上还有很多所谓的节气门升级附件,例如上图这种名为“节气门法兰”的产品,该产品安装在节气门体的后方,从造型上来看该内圈气道上设计了许多空气导槽,据称是用来加快空气流速和产生微涡流效果的。从理论上来讲,这是一件蛮有用的产品,但实际如何因为没有相关数据证明,在这里咱们就不展开说了。
发动机进气系统当中涉及到的知识点相当多,本文提到的节气门也仅仅是知识点之一,可别以为升级进气就是换个高流量空滤这么简单就行了。
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