흡기 매니폴드.
기화기 또는 스로틀 바디 가솔린 분사 엔진의 경우, 흡기 매니폴드는 기화기 또는 스로틀 바디 뒤에서 실린더 헤드 흡기 포트 앞까지 이어지는 흡기 파이프를 말합니다. 흡기 매니폴드의 기능은 기화기 또는 스로틀 바디를 통해 공기와 연료 혼합물을 각 실린더의 흡기 포트로 분배하는 것입니다.
포트 연료 분사 엔진이나 디젤 엔진의 경우, 흡기 매니폴드는 단순히 깨끗한 공기를 실린더 흡입구로 분배합니다. 흡기 매니폴드는 공기, 연료 혼합기 또는 깨끗한 공기를 각 실린더에 최대한 균등하게 분배해야 하며, 흡기 매니폴드 내 가스 채널의 길이는 최대한 동일해야 합니다. 가스 흐름 저항을 줄이고 흡기 용량을 향상시키려면 흡기 매니폴드 내벽이 매끄러워야 합니다.
흡기 매니폴드에 대해 이야기하기 전에, 공기가 엔진으로 들어가는 방식에 대해 생각해 보겠습니다. 엔진 소개에서 실린더 내 피스톤의 작동에 대해 언급했습니다. 엔진이 흡기 행정에 있을 때 피스톤이 아래로 이동하여 실린더 내에 진공(즉, 압력이 낮아짐)을 형성합니다. 이렇게 외부 공기와의 압력 차이가 발생하여 공기가 실린더로 유입됩니다. 예를 들어, 주사를 맞은 사람이라면 간호사가 약을 바늘통에 빨아들이는 모습을 본 적이 있을 것입니다! 바늘통이 엔진이라면, 바늘통의 피스톤이 당겨지면 액체가 바늘통으로 빨려 들어가고, 이것이 엔진이 실린더로 공기를 흡입하는 방식입니다.
흡기단의 온도가 낮기 때문에 복합재료가 인기 있는 흡기 매니폴드 소재가 되었는데, 이는 가볍고 내부가 매끄러워서 저항을 효과적으로 줄이고 흡기 효율을 높일 수 있습니다.
이름의 이유
흡기 매니폴드는 스로틀 밸브와 엔진 흡기 밸브 사이에 위치하며, "매니폴드"라는 명칭은 공기가 스로틀 밸브로 유입된 후, 매니폴드 버퍼 시스템을 거쳐 엔진 실린더 수에 따라 공기 흐름 채널이 "분할"되기 때문입니다. 예를 들어, 4기통 엔진은 4채널, 5기통 엔진은 5채널로 공기가 각 실린더로 유입됩니다. 자연 흡기 엔진의 경우, 흡기 매니폴드가 스로틀 밸브 뒤에 위치하기 때문에 엔진 스로틀이 열려 있을 때 실린더가 충분한 공기를 흡수할 수 없어 매니폴드 내부의 진공이 높아집니다. 반면, 엔진 스로틀이 열려 있을 때는 흡기 매니폴드 내부의 진공이 감소합니다. 따라서 분사 연료 공급 엔진은 흡기 매니폴드에 압력 게이지를 설치하여 ECU가 엔진 부하를 파악하고 적정량의 연료를 분사하도록 합니다.
다양한 용도
매니폴드 진공은 엔진 부하를 판단하기 위한 압력 신호를 제공하는 데 사용될 뿐만 아니라 다양한 용도로 사용됩니다! 브레이크도 엔진의 진공을 보조해야 하는 경우, 엔진 시동 시 진공 보조 장치 덕분에 브레이크 페달이 훨씬 가벼워집니다. 매니폴드 진공을 활용하는 정속 주행 제어 장치도 있습니다. 이러한 진공 튜브가 누출되거나 부적절하게 개조되면 엔진 제어 장애를 유발하고 브레이크 작동에 영향을 미치므로, 주행 안전을 위해 진공 튜브를 부적절하게 개조하지 않도록 권장합니다.
영리한 디자인
흡기 매니폴드 설계 또한 상당한 지식이 필요합니다. 각 실린더의 연소 조건이 동일하도록 하려면 각 실린더의 매니폴드 길이와 굽힘 각도가 가능한 한 동일해야 합니다. 엔진은 4행정으로 작동하므로 각 실린더는 펄스 모드로 펌핑됩니다. 일반적으로 긴 매니폴드는 저속 RPM 작동에 적합하고, 짧은 매니폴드는 고속 RPM 작동에 적합합니다. 따라서 일부 모델은 가변 길이 흡기 매니폴드 또는 연속 가변 길이 흡기 매니폴드를 사용하여 엔진이 모든 속도 영역에서 더 나은 성능을 발휘하도록 합니다.
우월
플라스틱 흡기 매니폴드의 주요 장점은 저렴한 가격과 가벼운 무게입니다. 또한, PA는 열전도율이 알루미늄보다 낮아 연료 노즐과 유입 공기 온도가 낮습니다. 고온 시동 성능을 향상시키고 엔진의 출력과 토크를 향상시킬 뿐만 아니라, 저온 시동 시 튜브 내 열 손실을 어느 정도 방지하여 가스 온도 상승을 가속화합니다. 또한, 플라스틱 흡기 매니폴드 벽이 매끄러워 공기 흐름 저항을 줄여 엔진 성능을 향상시킵니다.
비용 측면에서 플라스틱 흡기 매니폴드의 재료 비용은 기본적으로 알루미늄 흡기 매니폴드와 동일하며 플라스틱 흡기 매니폴드는 한 번 성형되어 통과율이 높습니다. 알루미늄 흡기 매니폴드 블랭크 주조 수율이 낮고 가공 비용이 비교적 높기 때문에 플라스틱 흡기 매니폴드의 생산 비용은 알루미늄 흡기 매니폴드보다 20~35% 낮습니다.
재료 요구 사항
1) 고온 내구성: 플라스틱 흡기 매니폴드는 엔진 실린더 헤드에 직접 연결되며, 엔진 실린더 헤드 온도는 130~150°C에 달할 수 있습니다. 따라서 플라스틱 흡기 매니폴드 소재는 180°C의 고온을 견뎌야 합니다.
2) 고강도: 플라스틱 매니폴드는 엔진에 설치되어 자동차 엔진의 진동 부하, 스로틀 및 센서 관성력 부하, 흡기압 맥동 부하 등을 견뎌낼 뿐만 아니라, 비정상적인 템퍼링이 발생할 때 고압 맥동 압력으로 인해 엔진이 폭발하지 않도록 보장합니다.
3) 치수 안정성: 흡기 매니폴드와 엔진 사이의 연결에 대한 치수 공차 요구 사항은 매우 엄격하며, 매니폴드에 대한 센서 및 액추에이터 설치도 매우 정확해야 합니다.
4) 화학적 안정성: 플라스틱 흡기 매니폴드는 작동 시 가솔린과 부동액 냉각수와 직접 접촉합니다. 가솔린은 강력한 용매이며 냉각수에 포함된 글리콜도 플라스틱의 성능에 영향을 미칩니다. 따라서 플라스틱 흡기 매니폴드 재료의 화학적 안정성은 매우 높으므로 엄격한 테스트가 필요합니다.
5) 열 노화 안정성; 자동차 엔진은 매우 가혹한 주변 온도에서 작동하며, 작동 온도는 30~130°C로 변화하며, 플라스틱 소재는 매니폴드의 장기적 신뢰성을 보장할 수 있어야 합니다.
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