对汽车进气排气系统及CVR应用的评述
本帖最后由 wdhd 于 2016-5-18 09:34 编辑对汽车进气排气系统及CVR应用的评述
程大酉博士 2006年3月31日
汽车的改进
汽车生产是一种利润极低，产量很高而又有国际竞争的一个行业。
为了改进汽车排放，每加仑油耗的里程数，发动机单位重量的马力，安全性，低费用等因素，以实现降低成本，其改进措施应寻求简化机器的方法，以达到最好的性能。
德国人常常用复杂的办法达到这一目的，因此其产品价格高昂，十分复杂而可靠性又差。二次大战期间，战场上最好的坦克是虎牌坦克，它具有最好的性能，速度和其他方面的改进，但需要很复杂的零部件和维修。所以一旦在战场上出故障后，士兵不得不抛弃这些坦克，而不是像美国坦克那样，经过修理继续使用。另一方面从每缸两个阀门改为每缸四个阀门，可以认为是进排气系统最好的改进。
杜邦公司对进气管的最新进展是用炭素纤维为宝马汽车制造进气管，它既经济又耐用。
汽车发动机最需要的是低速时的扭矩。汽车以加速度来评价，即在几秒钟内达到某一个速度。由于事实上汽车发动机在低转速时不具有高的扭矩，为满足这个扭矩要求，唯一的办法就是采用很大的发动机。据NASA的风洞实验研究，一辆大型的雪佛莱轿车在65英里/小时时只需要8马力。然而为满足顾客要求的加速度，要采用最大的250马力发动机。柴油机具有好得多的低速扭矩。例如同样车型的奔驰，它只要65马力就具有280马力汽油机的性能。从另一方面说，汽油发动机更受欢迎，因为同样数量的原油可以生产的汽油远多于柴油。
汽车进气管设计是很复杂的。进入空气是波动的形式，它取决于进气管到汽缸的长度和气阀从开启到关闭的时间，这就取决于发动机的转速。一个可称为“调谐管道”，其含义是气波冲向进气阀，需要和阀门的开启合拍一致，才能加快把空气吸入到气缸。这一过程取决于频率，也就是取决于发动机的转速。
基于前面论述，通常单个气缸进气管的“运动体(空气团)”的体积等于气缸的排量，进气管的长度是调到最常用的转速的时候。
在一个管乐器中，如长笛等，空气的振荡频率可以通过开关不同的共振腔来调谐。通用汽车公司曾尝试用大容积的共振腔去调整进气管，但这个调整非常依赖于频率。需要一个很大的阻尼器，如车轮的吸振器，但只能在一个方向有阻力。在这种气流中使用CRV，其特性是可以在一个方向减小阻力，而在相反方向增加阻力。
CRV的特性
CRV是用NASA的风洞进行研究开发，建立了一个新的概念，迄今为止没有在任何机械刊物和书籍发表过。在古典力学中有一个科目叫保角映射，它可绘出在变化的几何流道中流体的流线。数学上用到的是复变函数。
三维保角映射的延伸，用向量分析方法，让流线通过一个三维曲线通道，使截面上全部流线束流经相同的距离，根据曲线导管的几何形状，决定CVR的旋转角度。
旋转叶片是不容易设计的，可以用它使流体旋转一个要求的角度，这个角度不依赖于流体的速度。必须确定一组旋转叶片的曲线，使其不依赖于流体速度的特性成为可能。
一当旋转叶片的几何设计确定下来，它的大量生产是比较便宜的。这是一个最好的解决途径，也就是低成本下获得高性能。
本文回顾
汽车的进排气是非常复杂的问题。为避免汽车税，不牺牲输出马力情况下减小气缸尺寸，最重要的是控制排放。这就要求每个气缸都要调整到最好的空气—燃料比。不幸的是当今的汽油喷射系统采用的是主进气管平均空气流量，而不是单个气缸的空气流量。因此为每个单气缸的“运动体”采用CVR，用以平衡进入单个气缸的气流是重要的。这就是在SAE论文中总结的内容。这个“运动体”定义为经进气支管进到单缸的气流。
空气/燃料比是调整到气缸的最高空气流量。当喷射相同的平均燃料到各气缸时，进气少的汽缸燃烧富裕的燃料，产生不完全的燃烧，形成为污染物。这也造成MPH的低效率。
最有效的方法是在涡轮增压器上采用CRV。这可增加进入气缸的空气流量，减少发动机的体积和重量。现在涡轮增压器的汽车效率不高，是由于增压器的管路安排不良所致。用CVR将会使涡轮增压器的弯曲吸入管路如同直线管路一样。这将提高涡轮增压器的效率和寿命，降低价格和便于维修。
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这个东西不错，有点兴趣。就是我们在考虑进气管的气流的时候，一般怎么样的气流速度和波动频率比较好？ 还有增压器，增加进口空气的体积，这个由什么定量的计算没有？ 不好意思，想问一下文中的“CVR”、“CRV”是什么意思啊？ 这个东东不错，希望大家可以共同谈谈
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此技术，在几年前作过全套测试，希望能在中国推广，大家能介绍一下，哪家公司适合吗？CRv回复
此技术，在几年前作过全套测试，希望能在中国推广，大家能介绍一下，哪家公司适合吗？ 是CVR？ 还是CRV?
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