经过计量后的空气,随后就来到了节气门,这才是空气进入发动机的第一道“鬼门关”,空气在这里被“节流”了。节气门相当于一个翻转门,它的开启角度由司机脚下的油门踏板来控制,开启角度越大,进入发动机的空气越多,然后再喷入相应数量的燃油,发动机转速就会上升,发出更强大的动力。所以,我们经常说的“加油门”事实上并不是加油,而是加空气,油门踏板应该称作“加速踏板”。关于节气门的知识是非常多的,它也是发动机上故障率较高的零部件之一。节气门发生故障以后,发动机就会出现抖动、加速无力、甚至无法启动等现象,而我们最常见的就是节气门脏污、积碳,需要经常清洗。有关节气门相关方面的知识,我之前有专门的文章论述过,在此不在赘述。
空气从节气门出来后,就进入了进气歧管。不知道大家有没有发现,现在的发动机进气歧管都很长,甚至在缸盖上面绕一圈才进入发动机,这究竟是为什么呢?为什么不让空气直接进入发动机呢?
发动机在工作时,由于进排气门瞬间开启和关闭,会导致进气歧管中的空气流动瞬间停止,从而发生振动和反流。如果各气缸的进气歧管较短,这种振动和反流会干扰其它气缸,从而导致其它气缸进气量减少,影响充气系数。,特别是在低速时,这种影响更为明显,会导致发动机低速扭矩不足。而采用较长的进气歧管就可以把这种振动和反流在传递到其它气缸之前消除掉,避免干扰其它气缸的进气。如果合理的设计进气歧管的长度,甚至还可以利用这种振动和反流,让这种振动恰好可以促进其它气缸的进气,这就是所谓的“谐波进气”。还有些发动机有一个“进气总管”,它一端与节气门相连,另一端与进气歧管相连,起到一个存储空气、缓冲压力的作用,各进气歧管中的振动和反流,在这里会被消除,从而避免干扰其它气缸进气。
不过这种较长的进气歧管对于发动机中低转速是有利的,但是发动机在高速运转时需要更多的空气更快的进入气缸,所以这种固定长度的进气歧管对于发动机高转速时却是不利的。为了能兼顾发动机的高中低转速时的性能,工程师研发出了可变长度进气歧管。当发动机高速运转时,进气歧管中的一个翻板打开,让空气从一个比较短的路径快速进入发动机,从而大大改善了发动机的高速性能。这一功能在很多高档车上都有应用。
在这个位置,还有一种布置型式,就是进气增压。把从节气门出来的空气,用增压器压缩提高压力,然后再送入发动机。空气被压缩后,温度升高,压力增加,密度增加,同体积的空气含有的氧含量更高,就相当于增加了空气供给,提高了充气系数。在增压的条件下,发动机充气系数最多可以提高到2.0以上,然后再增加喷射相应数量的汽油,动力可以大幅度提高,实现了“小排量、高动力”。进气增压有机械增压和废气涡轮增压两种型式,现在更多的采用废气涡轮增压。进气经过增压后,压力提高,温度也会升高,为了避免进气温度过高,一般都会同时采用增压中冷技术,将增压后的空气冷却后再送入发动机,这样也相当于进一步提高了充气系数。