从进气管形状看发动机的性能

现在时兴车辆改装，有改外观的，有改悬挂的，有改动力的，但说到底，一辆车改装潜力的深浅，还得看底子的好坏。就说动力吧，很多人认为动力中的进气改装，就是加装一个冬菇头，认为这样进气效率就能提高了。其实这是很片面的，跟进气效率最有关系的，应该是进气管的形状！不同形状、长短、截面积的进气管形状，代表着这台发动机的设计诉求。在这里，我们现就进气管的形状来谈谈。从形状上看，进气管可分为垂直进气道和回旋进气道。垂直进气道因为进气阻力小，利于在高转形成共振，提高进气效率，同时也便于布置喷油嘴，一般适用于强调高转表现的发动机；而回旋进气道能有利于在进气时产生涡流，提咼空气和汽油的混合度，利于在低转提高缸内燃烧效率，一般适用于强调低转表现的发动机。

这里我们拿两个比较极端的例子，来给大家解释。一个就是宝马的招牌，搭载在M5上的V10发动机，它没有像日本的三菱、本田那样采用很多复杂的技术来提升发动机的响应速度、高转速时的大功率输出等等。而是采用最直接、最纯粹的方式来实现对高性能的完美诠释。这台V10发动机的十个进气管都是采用非常短的垂直设计，并且在每个进气管都装有节气阀，这些是强调高转、响应的最明显设计特征。

而进气道旋转最明显的则是柴油发动机，一般柴油发动机的转速都不高，强调的是低转速时的动力表现，所以柴油发动机毫不例外的全是采用回旋进气道。有的柴油车还刻意增加进气道末端的回旋度数，以求产生最大限度的进气涡流，达到提高空气和燃油混合程度的目的。明白这两种形状的进气管所代表的不同工况需求之后，我们再来说说涡流，它是怎样作用于发动机的进气及燃烧表现的。我们知道在进气时，空气是有流动惯性的。在回旋进气道中，流动的空气能很容易的产生涡流，因为空气会随着管道形状产生与之接近的运动惯性。在进气速度和频率较低时，汽油和空气混合得越充分，燃烧效率越高，动力性和经济性也越高。而当转速提升后，进气的速度和频率越来越快，这种空气流动惯性所产生的涡流却变成了一种降低进气效率的罪魁祸首，不便于油气混合物更多更快的被吸入气缸。其实这很好理解，一个回旋的管路，对于空气产生的气阻，肯定是要比直通的管路要大得多的。所以这时,垂直的进气道更加适合发动机的工况需求。

上面还说了一个特点，这两种形状的进气管，喷油嘴的布置位置也不相同。垂直进气管因为形状简单，占用空间小，进气效率高，更加适合采用缸内直喷技术（如三菱的GDI），即使如同宝马M5的V10发动机，没有采用缸内直喷，也能把喷油嘴布置得很靠近进气阀。这样一来，发动机的动力性和响应性就都能得到提高。但是回旋进气道，必须采用较为复杂的螺旋状，这样比较占空间，所以一般喷油嘴都离进气阀比较远，油气混合物要经过较长的距离才能到达汽缸内，这就大大减低了发动机的响应性，并且一部分混合气会附着在进气道内壁，经济性也会受牵连。

有人会说，极端设计是完全垂直或是较大的回旋角度，那一般主流的民用车都是什么设计呢？当然是回旋进气道占绝大多数。因为民用车的设计绝对不能走极端,只能走折中的路线，必须兼顾高低转的表现。一般来说是采用较小弧度的回旋进气道。即便是发动机适合于高转表现，也会采用回旋进气道，用来弥补低转速时的动力表现，以求获得相对平滑稳定的动力输出曲线。现在有不少厂家为了提高发动机在各个转速区间的性能，在进气管上做了很多文章，有可变进气截面积、可变进气管长度，当然，还有可