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何为多喉直喷系统 详解独立节气门知识

改装知识导读:提高发动机功率是各大汽车生产厂商的必争环节,多喉直喷(MultiThrottleBody,或称为独立节气门系统)技术一直以来成为了提高发动机性能的有效办法,不少专攻高性能发动机的知名厂商都曾运用过这项技术,无奈原厂配置这种设计的引擎多属于赛车及高档跑车,额外修改也只是在极少数重度改装车可以看到,稀有且带着些许神秘感。本文就带您详细了解发动机多喉直喷系统。...

提高发动机功率是各大汽车生产厂商的必争环节,多喉直喷(Multi Throttle Body,或称为独立节气门系统)技术一直以来成为了提高发动机性能的有效办法,不少专攻高性能发动机的知名厂商都曾运用过这项技术,无奈原厂配置这种设计的引擎多属于赛车及高档跑车,额外修改也只是在极少数重度改装车可以看到,稀有且带着些许神秘感。本文就带您详细了解发动机多喉直喷系统。

对于多数量产民用车型来说,发动机在设计制造过程中需要考虑到制作难度以及生产成本问题,零部件最大简化是其诉求。另一方面,设计时考虑动力输出的实用性以及燃油经济性也是非常重要的,使用单一节气门不但可以将生产成本及难度降到最低,并且使燃油经济性与实用性得到了较好的平衡。可对于赛车或是高性能车型来说,更高的进气效率才能保证最大化的功率输出,为了追求高峰值马力、瞬间及后段加速力,在此原则下,生产成本及燃油经济性会放在动力性能之后来考虑,从而直接使用多喉直喷系统。而使用这种技术的自然进气发动机几乎都达到了升功率超过100马力的性能。

赛车使用的多喉直喷系统直接放弃了空气滤清器的使用,车外的空气直接通过节气门进入汽缸,这样的设计只适用于为了追求更高速度的赛道行驶

● 何谓Multi Throttle Body 多喉直喷系统?

所谓多喉直喷系统,简单来说就是一种独立节气门技术。在传统发动机上,做功燃烧时所需要的空气由进气口导入进气道,经过空气滤清器过滤后由节气门进入进气歧管,与燃油混合形成混合气,最后进入汽缸燃烧。多喉直喷则在空气经过空气滤清器后变为每缸一个独立的节气门,每个节气门上单独设置空气流量传感器,独立监控每缸的进气动作。通常还会对进气歧管内部进行抛光处理,使进气阻力更低,此时供油系统需要配合增加的进气量,提高燃油压力及精确的燃油喷射量,以达到提高功率输出的目的。

其实多喉直喷的构造并不复杂,但是需要精确地调整以及高精度的发动机内部部件来配合才能达到理想的效果,原因很简单,这种设计的进气系统是为了配合高转型发动机提高输出功率的,发动机内部零件相对一般发动机需要格外的强化以便应付更高转速所带来的热量与冲击。

左边带有集气箱的设计可减少低扭的损失,最右边的则直接放弃了过滤层,完全不顾及低转速扭矩输出与发动机的清洁性,多用于赛车,中间则属于折中方式

多个节气门的好处非常明显,增大了节气阀门的总体面积,提高了气缸的进气量。每缸单独的节气门也可以减轻节气门阀体重量从而提高响应性能,多喉直喷技术还可使难以实现的等长进气歧管得以应用,较短的进气歧管可以显著提高发动机高转速时的进气效率。

增加了进气阀门的面积与使用较短的进气歧管,虽然在高转速时拥有更佳的进气效率,但在低转速时会导致进气压力很小,气流速度下降,损失了低转扭力,想改善这种情况理论上最简单的办法就是提高发动机排量,但实际这样做只能算是治标不治本,加大排量后还是会呈现出低转扭力匮乏的情况,这时就需要更多的方法来配合改善损失的低扭。

另一方面,多喉直喷系统由于每缸使用单独的节气门设计,对于节气门的调校与控制要求极高,调校不当,轻则发动机不顺畅,影响动力输出,重则使各缸进气量失衡,发动机出现异常抖动,与供油系统形成的混合气调节不当还会使发动机燃烧异常,造成磨损。而气缸与节气门阀体自身的清洁保护也需要格外的注意。复杂的设计与较高的工艺精度都无疑增加了制造成本。

● 多喉直喷系统的应用

多喉直喷系统最先被运用在赛车发动机上,F1赛车就是最具代表性的车型。在使用自然进气发动机的F1赛车性能最为辉煌的时候,3升排量可以输出900马力以上,升功率超过300马力,转速接近两万转,几乎达到了四冲程发动机的极限,达到这样惊人的数据,除了高精度的发动机零部件以及电脑程序的配合,进气系统的跟进也是相当关键的。把经压缩的新鲜空气导入斗型集气箱,每个气缸采用独立式节气门,节气门阀体也有别于一般的蝴蝶阀式进气门,采用可以完全打开的侧开式设计,取消了支撑节气阀门的转轴,在节气门全开时阀门会隐藏在阀体边的空间里,使节气门成为了一个没有任何部件阻碍的孔道,进一步减少了进气阻力,保证发动机在需要极高进气量的时候没有损失。

说到在民用车型上的应用,相信看过头文字D的朋友们并不陌生,拓海驾驶的AE86在后来换上了一台TRD改装的4A-GE赛车发动机,1.6升排量,最高转速达到了惊人的每分钟11000转,最大功率达到了240马力,这样的数值即便是涡轮增压发动机也绝对称得上出格表现。其量产车型配备的4A-GE发动机,采用双顶置凸轮轴每缸5气门设计,在双VVT技术(可变气门正时)的帮助下,配合多喉直喷系统,发动机在每分钟7400转时将升功率做到了100马力。在80年代的日本高性能发动机中表现十分抢眼。这款发动机使用在轻盈的丰田AE系列运动车型上表现良好。但由于较小的排量,以及多喉直喷系统带来的低扭不济现象,使得该发动机的运用受到了诸多限制。

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