在小排量高性能直列四缸DOHC发动机的进排气系统匹配工作中,进气歧管的结构设计直接决定了各缸进气均匀性、节气门响应速度以及高转速区间的充气效率,这款水平布置的进气歧管结构,正是针对横置动力舱布局下散热器与进气道的空间干涉问题做的针对性优化。不同于传统斜置或上置进气歧管的布局,该结构采用水平延伸的气道走向,整体贴合缸盖进气侧的安装平面,在保证各进气道长度一致性的前提下,将歧管主体的上沿高度控制在缸盖顶面以下12mm的范围内,给散热器的下置安装留出了足够的避让空间,避免了传统布局中散热器出水管与歧管本体的干涉问题,尤其适配前置前驱车型紧凑的动力舱布局,不需要额外改动散热器支架的固定点位就能完成整机装配。
从气道本身的设计来看,四个独立进气道采用等长渐变截面设计,从节气门安装端的圆形接口逐步过渡到与缸盖进气道对接的异形截面,每个气道的内壁曲率都经过平滑过渡处理,没有急剧的截面突变,能够有效降低进气过程中的壁面阻力,减少高转速下的进气紊流,保证四个气缸在全转速区间都能获得均匀的混合气供给。歧管本体上的安装点位完全匹配量产DOHC缸盖的进气侧螺栓孔位,每个气道对接面都预留了密封胶圈的安装槽,不需要额外加工密封面就能实现可靠的负压密封,避免进气泄漏导致的空燃比偏移问题。节气门安装端采用标准化的圆形法兰接口,适配常见的拉线式与电子节气门的安装尺寸,法兰端的加强筋结构从接口处延伸至相邻两个气道的外壁,能够承受节气门反复开关带来的振动载荷,避免长期使用后法兰面变形导致的密封失效。
考虑到很多改装场景与小尺寸3D打印制作的需求,该结构在两个中间气道的连接位置做了可分切的应力释放设计,沿着预设的分切面可以将整个歧管切分为前后两段,分切面处预留了定位销孔与螺栓连接位,分切后的两段可以分别打印后再通过螺栓拼接为整体,不需要大尺寸打印设备就能完成整个部件的制作,拼接后的气道内壁平整度误差可以控制在0.2mm以内,不会对进气气流造成明显干扰。歧管外壁的加强筋布局采用疏密结合的设计,在气道曲率较大的位置增加筋条宽度与密度,在平直段则适当减少筋条数量,在保证整体结构刚性、能够承受进气负压与发动机振动载荷的前提下,尽可能降低部件自身重量,相比同规格的铸铝进气歧管,采用工程塑料打印制作的该结构重量可以降低40%左右,有助于降低动力总成的整体重量。
在实际装车测试的匹配过程中,该水平布局的歧管能够让散热器的安装位置更靠近发动机重心,缩短冷却水管路的长度,减少冷却液的流动阻力,同时水平走向的气道能够让进气在歧管内的流动方向与车辆前进方向的气流惯性形成更好的匹配,在车辆高速行驶时能够利用进气惯性进一步提升充气效率。安装边界方面,歧管最外侧的突出尺寸距离缸盖安装面的垂直距离不超过180mm,不会与纵梁、防火墙等动力舱周边部件发生干涉,歧管下方预留了喷油嘴安装与线束布置的空间,不需要改动原车的喷油嘴固定支架与线束走向,就能完成部件的替换安装。气道内壁的表面粗糙度设计参考了量产注塑进气歧管的标准,在3D打印制作后只需要简单的内壁打磨就能达到满足使用要求的光滑度,不需要复杂的后处理工序。
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