发动机之进排气系统
(完整版)汽车发动机的进排气系统
主要内容
进排气系统的组成 EGR 废气再循环 涡轮增压
5.Байду номын сангаас概述
作用：
在内燃机工作循环时，不断地将新鲜空气或可 燃混合气送入燃烧室，将燃烧室的废气排放到大 气中，保证内燃机连续运转。
组成：
空气滤清器、进气管、排气管、排气消音器
一、空气滤清器
1、功用：
清除流向化油器的空气中所含的尘土和沙粒， 以减少气缸、活塞和活塞环的磨损。
共振式进气管
进气管细长与各缸连接长度大体一致能很好的匹配，利用进气流 的脉动效应增强进气效果。
带谐振腔进气管
能改变谐振腔的容积，可以调节内燃机的最大扭矩和 相应的转数范围 降低噪声
捷达进气管实物图
捷达排气管实物图
三、排气消声器
功用： 减少噪声和消除废气中的火焰及火星。 原理： 1)多次地变动气流方向； 2)重复地使气流通过收缩而又扩大的断面； 3)将气流分割为很多小的支流并沿着不平滑的平
面流动 4)将气流冷却。
排气管
排气的净化装置
催化反应器
EGR 闭是曲轴箱强制通风系统 进气恒温控制原理
排气净化装置
作用：
除去 HC CO NOx (HC一半串入曲轴箱) 方法：
1.机内净化 2.机外净化
三元催化 EGR
三元催化器
• 三元催化器串接在排气歧管和和消声器之间, 氧传感器之 后.
废气涡轮增压利用废气能量直接压缩空气，提高内燃机的 功率。废气涡轮增压器由压气机、涡轮和中间体三部分组 成。中间体内有轴承、密封、润滑油路和冷却腔等。采用 浮动轴承，降低轴与轴承间的相对速度。带放气阀的涡轮 增压系统对改善柴油机的加速性和低速扭矩特性有良好效 果。
发动机的进、排气系统
1、发动机控制单元
汽油发动机 – 发 动机中小负荷时 将一定量的废气 引入燃烧室参与 燃烧，怠速、全 负荷时不起作用。
2、废气再循环阀（电磁）
3、废气再循环阀（机械） 4、空气流量计 5、尾气净化装置 柴油发动机 – 发动机怠 速、中小负荷时将一定 量的废气引入燃烧室参 与燃烧，全负荷时不起 作用。
废气涡轮增压系统结构、检测、维修
废气涡轮增压系统结构、检测、维修
废气涡轮增压系统结构、检测、维修
增压控制系统功能
根据发动机进气压力的大小，控制增压装置的
工作，以达到控制进气压力、提高发动机动力性和
经济性的目的。
4、机械增压器
主要组成部分及工作原理 组成：压气转子、主
动从动齿轮、皮带轮。
4、燃油蒸发控制
功用
收集汽油箱的汽油蒸气，并 将汽油蒸气导入气缸参加 燃烧，从而防止气油蒸气 直接排出大气而防止造成 污染。同时，根据发动机 工况，控制导入气缸参加 燃烧的汽油蒸气量。
工作过程：活性碳罐吸收燃油蒸汽，通过控制单元控制碳
罐电磁阀的开启，在适合的发动机工况下将燃油蒸汽回收到 气缸内重新燃烧，减少燃油蒸发污染，提高车辆环保性能。
提高了整机的使 用动力性和经济 性。
废气涡轮增压系统
•发动机转速很高时，涡轮转速也很高，压缩空气量超出需要。 •发动机转速较低时，涡轮转速达不到所需要的转速，空气压缩不 足，发动机功率达不到要求。（增压滞后）
涡轮增压器的润滑：
转子的工作转速高达每分钟数万转至二十多万转，需要有 单独的润滑油供应管路，并为浮动轴承提供油膜支撑。
强制通风：强制通风方式，将曲轴箱内的混合气通过
连接管导向进气管的适当位置，返回气缸重新燃烧，这样 既可以减少排气污染，又提高发动机的经济性。目前车用 汽油机都采用强制性通风，汽车用柴油机也逐渐采用强制 性通风。强制性通风可分为开式和闭式两种。
图解汽车发动机技术之进排气系统
图解汽车发动机技术之进排气系统发动机进、排气系统的作用是供给发动机新鲜空气，并将燃烧后的废气排出。
发动机进排气系统直接影响发动机的动力性、经济性及排放性能。
01进气系统进气系统的作用是尽可能多、尽可能均匀地向各缸供给可燃混合气或新鲜空气，保证发动机连续运转。
进气系统通常由空气滤清器、节气门体和进气歧管等部件组成，如下图所示。
空气滤清器的主要作用是滤除空气中的杂质等，让洁净的空气进入气缸。
发动机大多使用干式纸滤芯空气滤清器，它由纸滤芯和滤清器外壳组成，滤清器外壳包括滤清器盖和滤清器外壳底座。
节气门体的作用是控制进入发动机的进气量。
在工作过程中空气中的部分杂质遇热会凝结在节气门体上，会造成怠速抖动，熄火等现象，所以要对节气门体进行定期清洗。
进气歧管是指节气门体之后到气缸盖进气道之前的进气管道。
进气歧管必须将空气尽可能均匀地分配到各气缸，因此进气歧管长度应尽量相等。
02排气系统车辆排气系统是指收集并且排放废气的系统，其主要由排气歧管、排气管、三元催化器、谐振器、消声器、排气尾管等部件组成。
汽车排气系统主要有以下作用：①将废气引到车尾排放，防止有害气体进入驾驶室。
②改善发动机的排放污染，减少对大气的危害。
③降低发动机排放废气的噪声。
1、排气系统的类型排气系统一般有单排气系统和双排气系统两种类型，单排气系统应用于直列式发动机和部分 V型发动机，双排气系统用于V/W型发动机。
•单排气系统直列式发动机在排气行程期间，气缸中的废气经排气门进入排气歧管，再由排气歧管进入排气管、三元催化器和消声器，最后由排气尾管排到大气中，如下图所示。
V型发动机有两个排气歧管，在大多数装配V型发动机的车辆上仍采用单排气系统，即通过一个叉形管将两个排气歧管连接到一个排气管上。
•双排气系统有些 V/W型发动机采用两个单排气系统，即每个排气歧管各自连接一个排气管、三元催化器、谐振器、消声器和排气尾管，这种布置形式称为双排气系统，如下图所示。
汽车发动机的进排气系统
汽车发动机的进排气系统1. 引言进排气系统是一台汽车发动机中至关重要的组成部分。
它负责引入新鲜的空气和排出废气，从而保证发动机正常运行和性能的提升。
本文将详细介绍汽车发动机的进排气系统的工作原理、组成部分和常见问题等。
2. 工作原理汽车发动机的进排气系统工作原理主要包括气缸充气、气缸排气和废气处理三个过程。
2.1 气缸充气气缸充气是指在发动机行程的吸气冲程中，通过进气门将新鲜空气引入气缸。
进气门由凸轮轴通过气门机构控制开关，其开启时间和开启程度都会影响空气进入气缸的速度和量。
进气管道会对进气气流进行调节和过滤，以确保空气的清洁和稳定进入。
2.2 气缸排气气缸排气是指在发动机行程的排气冲程中，通过排气门将废气从气缸排出。
排气门的工作由凸轮轴通过气门机构控制，其开启时间和开启程度决定了废气排出的速度和量。
废气通过排气管道进入排气系统，最终排出汽车尾部。
2.3 废气处理废气处理是针对排出的废气进行净化和处理，以满足环境保护的要求。
常见的废气处理方法包括催化转化器和颗粒捕集器等。
催化转化器通过催化剂将废气中的有害物质转化为无害物质，而颗粒捕集器则用于捕集和减少废气中的颗粒物质。
3. 组成部分汽车发动机的进排气系统由多个重要组成部分组成，包括进气系统、排气系统和废气处理系统等。
3.1 进气系统进气系统的主要组成部分包括空气滤清器、进气管道、节气门和进气歧管等。
空气滤清器用于过滤进入发动机的空气，避免粉尘和颗粒物对发动机的损坏。
进气管道将新鲜空气引入发动机，而节气门用于控制进气气流的大小。
进气歧管将进气气流分配到每个气缸中。
3.2 排气系统排气系统的主要组成部分包括排气管道、消声器和尾气管等。
排气管道将废气从气缸排到消声器中，消声器通过减少废气流动的噪音。
最终，废气通过尾气管排出汽车尾部。
3.3 废气处理系统废气处理系统的主要组成部分是催化转化器和颗粒捕集器。
催化转化器通过催化剂将废气中的有害物质转化为无害物质。
汽车发动机排气系统工作原理
汽车发动机排气系统工作原理汽车发动机排气系统是发动机的重要组成部分，它的功能是将燃烧产生的废气从发动机中排出，并起到净化环境和提高发动机性能的作用。
本文将从排气系统的组成、工作原理和主要组件等方面进行介绍。
一、排气系统的组成汽车发动机排气系统由排气歧管、催化转化器、消声器和尾气管等组成。
1. 排气歧管：排气歧管是连接发动机缸体和催化转化器的管道，它的设计能够将发动机排出的废气有效地输送到催化转化器，提供最佳的排气流动性能。
2. 催化转化器：催化转化器是排气系统中的核心部件，其主要作用是将废气中的有害物质，如一氧化碳、氮氧化物等，转化为无害的物质。
它通过使用催化剂，如铂、钯等，将废气中的有害成分催化氧化或还原，从而净化废气。
3. 消声器：消声器是用来减少发动机排气产生的噪音的装置。
它通过运用消音原理和吸声材料，使废气的流动能够产生适当的阻尼和吸收，从而达到降低噪音的效果。
4. 尾气管：尾气管是将经过处理的废气排放到大气中的管道。
一般情况下，尾气管上还会装有尾气嘴，用来改变排气流动的方向和形态，以达到净化环境和美观的目的。
二、排气系统的工作原理汽车发动机排气系统的工作过程主要包括四个步骤：进气、压缩、燃烧和排气。
在这四个步骤中，排气是其中一个最重要的环节。
1. 进气：汽车发动机通过进气门将空气和燃油混合物吸入到气缸内，形成可燃气体。
2. 压缩：活塞向气缸内移动，将进气混合物压缩，增加其密度和压力，为燃烧创造条件。
3. 燃烧：发动机点火后，点燃进气混合物，产生高温高压气体，释放能量推动活塞做功。
4. 排气：在燃烧后，废气会产生，并通过排气门排出。
排气门在发动机的特定时机打开，废气经过排气歧管和催化转化器等组件后，经过消声器减少噪音，并最终排出尾气管。
三、排气系统的主要组件及其功能1. 废气涡轮增压器（可选）：它利用废气的能量驱动涡轮从而帮助提高发动机的进气效率。
2. 废气再循环系统（EGR）：EGR系统将一部分排气重新引入到气缸中，减少氮氧化物的生成和发动机燃烧过程的温度，提高燃烧效率和降低排放。
柴油机进排气系统
• 发动机进排气系统的功用及组成
• 排出气缸内燃烧产生的废气，并向气缸内尽可能多的充入新鲜气体， 为实现热工转换提供物质基础 • 进排气过程是间歇进行的，因此进排气管中都存在气流脉动。 • 排气消声器 • 三元催化器
• 进排气系统的发展趋势
• • • • • • 1、进排气系统协调控制技术 废气涡轮增压 废气再循环 2、可变技术 可变增压技术 可变进气技术
• 后处理器
• 汽油机常规排放污染物主要由CO、HC、Nox，可以通过 在排气管上加装三元催化转换器降低尾气中CO、HC、 Nox的含量。当混合气过量空气系数处于1±0.03的范围 内时，三元催化转换器的催化转换效率最高，转换效率高 达96%。 • 柴油机混合气的平均过量空气系数大于1，且混合气极不 均匀，因此不能采用三元催化转换器净化CO、HC、Nox 。而且一般降低Nox的技术措施和降低碳烟排放的技术措 施相矛盾，成为现代柴油机排放控制的主要技术难点。 • CO和HC采用氧化型催化转换装置使之氧化处理为CO2和 H2O；Nox采用还原型催化转换装置来还原处理成N2；碳 烟颗粒则采用捕集器来捕集以后烧掉。
机械增压
机械增压是一种通过发动机曲轴直接驱动 压气机，以提高发动机进气压力的增压方 式。 机械增压的特点是能有效的提高发动机功 率。与涡轮增压相比，其低速增压效果更 好。另外，机械增压器与发动机容易匹配， 结构也比较紧凑。但是驱动增压器需要消 耗发动机功率，因此燃油消耗率略高。 废气涡轮增压主要由涡轮机和压气机构成， 利用废气能量推动涡轮机转动，由此驱动与 涡轮同轴连接的压气机实现增压。废气涡轮 增压器与发动机无机械连接。这种增压方式 能有效地回收利用排气能量，所以经济性比 机械增压和非增压发动机都好，并可大幅度 的降低有害气体的排放和排气噪声水平。缺 点是因涡轮机是流体机械，而发动机是动力 机械，因此废气涡轮增压发动机低速增压效 果差，而且在发动机过渡工况瞬态响应特性 较差。
汽车发动机排气系统
汽车发动机排气系统
汽车发动机排气系统是指收集和排放废气的系统，主要由排气歧管、排气管、消声管、尾管和共鸣器等组成。
排气歧管是连接发动机排气孔的部件，将各缸的排气歧管汇集在一起，使废气能够通过排气管顺利排出。
在设计排气歧管时，会尽可能使每个气缸的排气阻力相同，以保证每个气缸的排气顺畅。
当汽油和空气混合后进入发动机燃烧，会产生高温高压气体推动活塞。
当气体的能量被释放后，对发动机就不再有价值，这些气体就变成了废气，被排出了发动机。
废气从气缸排出后，会立即进入排气歧管，然后通过排气管排出。
催化转化器是排气系统中的重要组成部分，它含有铂、铑、钯等贵金属元素，能够将废气中的有害物质转化为无害物质，如将一氧化碳和碳氢化合物转化为二氧化碳和水，将氮氧化物还原成氮气。
此外，消声管和尾管等部件也起到降低噪音和净化废气的作用。
整个排气系统在设计和制造过程中需要精确控制每个部件的尺寸、形状和材料，以确保废气的排放顺畅、噪音降低以及减少对环境的影响。
简述汽车发动机工作过程
简述汽车发动机工作过程汽车发动机是汽车的重要组成部分，它通过燃烧燃料产生能量，驱动车辆行驶。
发动机的工作过程可以分为四个阶段：进气、压缩、燃烧和排气。
下面将对每个阶段进行详细描述。
1. 进气阶段：在进气阶段，发动机通过进气门将空气引入燃烧室。
进气门是通过凸轮轴带动，凸轮轴根据曲轴的转速进行旋转。
进气门的开启和关闭由凸轮轴上的凸轮控制，凸轮轴的转动是通过连杆机构与曲轴相连实现的。
2. 压缩阶段：进气阀关闭后，活塞开始向上运动，将进气混合气体压缩。
压缩过程使混合气体变得更加浓缩，增加了燃烧时产生的能量。
压缩过程中，汽缸内的体积减小，气体压力增加。
3. 燃烧阶段：当活塞到达顶点时，高压点火系统将火花塞产生的火花引燃混合气体。
混合气体在火花的作用下发生燃烧反应，释放出大量的能量。
燃烧产生的高温高压气体将活塞推向下方，并且曲轴转动，通过连杆机构将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动。
4. 排气阶段：在燃烧完全后，活塞再次向上运动，将燃烧产生的废气排出。
此时，排气门打开，废气通过排气门进入排气管，最终被排放到大气中。
排气门的开启和关闭过程与进气门相似，由凸轮轴控制。
在发动机工作过程中，曲轴的旋转驱动着汽缸内的活塞做往复运动。
曲轴通过连杆机构与活塞相连，能够实现活塞的上下运动转换为曲轴的旋转运动。
这样，曲轴的转动就能够驱动汽车的动力传出装置，如驱动轴、传动箱等，从而驱动车辆行驶。
发动机运行过程中需要燃料与空气的混合物进行燃烧，以产生能量。
为了确保燃料的燃烧效率，发动机还配备了一系列辅助设备，如喷油系统、点火系统、进气系统和排气系统等。
总结起来，汽车发动机工作过程包括进气、压缩、燃烧和排气四个阶段。
这些阶段由发动机各个部件的协同工作完成，最终产生能量驱动车辆行驶。
汽车发动机的工作原理和性能对车辆的性能和经济性都有着重要的影响。
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浮子室
气 缸
气液 分离器
2021年2月23日星期
北京邮电大学自动化学院
碳 罐
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汽油蒸发控制系统工作原理
2021年2月23日星期
北京邮电大学自动化学院
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发动机增压系统
2021年2月23日星期
•功用 •类型
•组成
减小阻力和降低噪声，排废气 单排气系统 双排气系统 排气管（包括排气歧管、总管等） 催化转换器 排气消声器
2021年2月23日星期
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排气尾管
排气系统类型
叉形管
排气歧管
催化转换器 消声器
连通道
单排气系 统
双排气系 统
2021年2月23日星期
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混合气一起再
次进入气缸，
减少了NOx的
生成量。
排气
管
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EGR阀
进气 管
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强制曲轴箱通风系统（PCV）
空气滤清器
功用防止曲轴 箱气体排放到 大气中
组成空气滤清 器、空气软管
曲轴气体软管、 PCV阀
PCV 阀
曲轴 箱
2021年2月23日星期
北京邮电大学自动化学院
北京邮电大学自动化学院
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空气滤清器
1.功用
滤除空气中的杂质或灰尘，让洁 净的空气进入气缸
削减进气噪声
2021年2月23日星期
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2.空气滤清器类型
油浴式空气滤清器 纸滤芯空气滤清器 离心式及复合式空气滤清器
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油浴式空气滤清器
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进气导 流管
碟形螺母
金属 网
2021年2月23日星期
滤 纸
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滤芯
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离心式及复合式空气滤清器
应用：多用于大型货车上 工作原理：空气首先从滤清 器下部周围的进气孔进入离 心式空气滤清器内的旋流管。 由于空气切向地进入旋流管， 因此在旋流管内产生高速旋 转运动。在离心力的作用下， 空气中的大部分灰尘被甩向 旋流管壁，空气则从旋流管 顶部的出口经接管进入纸滤 芯空气滤清器。空气中残存 的细微杂质经纸滤芯滤除。
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单排气系统组成
副消声器
催化转换器
主消声器
后排气管
排起歧管
排气尾管
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排气歧管
材料 铸铁、球墨铸铁 不锈钢
形状 排气歧管应尽可 能长， 各缸歧管 应相互 独立，长 度相等。
2021年2月23日星期
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消声器
2021年2月23日星期
进气歧管内气体流道的长 度应尽可能相等
减气体流动阻力，提高进 气能力，进气歧管的内壁 应该光滑
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2021年2月23日星期
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谐振进气系统
• 组成：进气支管或进气导流管与一定 容积的谐振室
• 进气波动效应：特定转速，压力波， 增加进气量。
• 特点 ① 工作可靠，成本低； ② 增加特定转速下的进气量和转矩
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功用 •降低压力、衰减脉动以消除排气噪声 材料 •镀铝钢板、不锈钢板 组成 由共振室、膨胀室、管子和、吸声材料
工作原 理
•排气经过管子流入膨胀室，排气不 断改变流动方向，使噪声得到削减
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汽车排污来源
排气管排出的废气（CO、HC、
1）可变长度进气歧管 根据发动机转速和负
荷的变化而自动改变有效长度的进气歧管 高速
转换阀
低速
节气门
转换阀控 制机构
电子控制 装置
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2）双通道可变进气岐管
中、低转速
喷油器
旋转阀
高转速
进气道
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发动机排气系统
发动机之进排气系 统
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进气系统组成
• 空气滤清器 • 进气支管 • 空气流量计
空气滤 清器
进气 歧管
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进气系统的功用
提供清洁新鲜空气 提供合适浓度的混合气 进气均匀充分地分配到各个气缸
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纸滤芯空气滤清器
广泛用于汽车发动机上
干式纸滤芯
可反复使用，恶劣环 境下工作不可靠，一 般维护周期为5000～ 10000km
湿式纸滤芯
使用寿命长、吸附杂 质的能力强和滤清效 果好，但不能反复使 用，需定期更换
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•纸滤芯空气滤清器结构
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空气滤清器进气导流管和谐振器
橡胶波纹 管
空气滤清 器
前导流管
谐振 后导流管 室
• 增强谐振 进气效果
• 要有较大 的容积
• 保证空气 有一定流 速
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进气歧管
功用 要求
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将空气-燃油混合气或 洁净空气尽可能均匀地 分配到各个气缸
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PCV 阀工作过程
发动机不工作
怠速或减速
部分节气门开度
发动机大负荷
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汽油蒸发控制系统
功用：将汽 油蒸气收集 和储存在碳 罐内，送到 气缸内烧掉
NOx和颗粒 ）
汽油蒸汽的挥发（以HC为主 ）
曲轴箱窜气（以HC为主 ）
2021年2月23日星期
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催化转换器
功用：利用催化剂的作用将排气中
CO、HC、Nox转换为对人体无害 的气体。
2021年2月23日星期
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催化转换器类型
氧化催化 转换器
三效催化 转换器
将排气中的CO和HC 氧化为CO2和H2O ， 以二次空气作为氧化 剂
以排气中的CO和HC作 为还原剂，把NOx还原 为氮（N2）和氧O2）， 而CO和HC在还原反应 中被氧化为CO2和H2O
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排气再循环系统（EGR）
• 功用把排出的
废气回送到进
气管，与新鲜
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可变进气歧管
•功用
利用进气波动效应和尽量缩小发动机 在高、低速运转时进气速度的差别
•要求
发动机在高转速、大负荷时装备粗短 的进气歧管
在中、低转速和中、小负荷时配用细 长的进气歧管
2021年2月23日星期
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• 可变进气歧管类型