2015
25/06
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# Engine Technology : ITB 系統的最後一塊拼圖 “諧振室”

Category:Engine Knowledge , RHD Engineering / by NickFreeWill

Engine Technology : ITB 系統的最後一塊拼圖 “諧振室” | TE Motorsport by TAG Engineering Group.

諧振室 (Air intake resonator),多數人稱之為集氣箱 (Airbox)。這也是目前我們 ITB 套件中最後的一塊拼圖。

或許是 Google “多喉直噴” 跑出來的圖片都是華麗又霸氣外露的喇叭管,讓許多人誤會了 ITB 就是要這樣!也因此有人疑惑 RHD 的工程師到底搞這個諧振室把喇叭管罩住是要做什麼?空氣濾芯裝哪裡?等等的疑問。


Engine Technology : ITB 系統的最後一塊拼圖 “諧振室” | TE Motorsport by TAG Engineering Group.

其實,除非是為了引擎輸出曲線以及動力特性上或者聲浪與心理層面上(騷包?)的特殊要求,喇叭管外露並非是對引擎效能提升的好方式,只是不可否認開引擎蓋時的霸氣與騷包程度能夠大幅提升!

Engine Technology : ITB 系統的最後一塊拼圖 “諧振室” | TE Motorsport by TAG Engineering Group.

Engine Technology : ITB 系統的最後一塊拼圖 “諧振室” | TE Motorsport by TAG Engineering Group.

為什麼呢?

這裡就來解釋諧振室在進氣系統中扮演的角色吧。

許多人的普遍認知當中,認為諧振室的最大作用相當於排氣管的消音包,主要在為降低引擎吸氣時的噪音或者以俗稱”集氣箱”字面上的意思來解釋為收集空氣的容器。事實上,噪音控制只不過是諧振室主要功能之外的”副作用”罷了。

諧振室被視為進氣岐管的延伸,設計結構並不複雜,通常就是一個半橢圓的容器,因應各種不同引擎或設計者的要求可能會在內部加裝隔板等等結構。

集氣箱就集氣箱,諧振室是什麼意思?

由於空氣看不見,多數人很容易忽略氣流的衝擊、亂流以及振動。氣流在進入燃燒室時,並不會乖乖地直行進入汽缸內,然後汽門關閉時有禮貌又安靜的在汽門外排隊等待下一次汽門開啟。

當汽門開啟時,空氣迅速的湧入燃燒室內,而在汽門關閉時則會狠狠的撞向汽門然後直到下一次汽門開啟之前用相當於音速的速率向反方向彈跳,接著汽門開啟後再被吸入燃燒室。在這汽門一閉一開的過程,氣流可以在進氣管路中來回反彈3-4次。

Engine Technology : ITB 系統的最後一塊拼圖 “諧振室” | TE Motorsport by TAG Engineering Group.

如此的現象造成了進氣管路內的亂流或進氣管路部分區域產生高壓氣流的現象,導致進氣時不順暢或氣流阻塞的狀況。諧振室的作用就是作為進氣管路的延伸,存在容器中的空氣能夠減緩回充氣流的速度並且消除高壓帶的累積。這小小的一個作用,使得下一次汽門開啟時空氣能夠順暢的湧入燃燒室而不需和回彈的氣流抵抗。

另一個原因,則是同個體積下,熱空氣的含氧量較少,因此冷空氣對於汽油燃燒有著相當的益處。通過諧振室本身的隔熱作用以及管路的安排,確保引擎能夠吸取到冷空氣。副作用的部分,由於空氣在衝擊、振動時不可避免的會產生噪音,諧振室的空間在降低了衝擊與振動能量的同時,也作為了這些噪音的緩衝,進而減少進氣時的吸氣聲。以上這些因素,使得這個簡單的零件卻能夠讓引擎進氣效率大增。

那喇叭管外露沒什麼好處嗎?進氣不是比較直接沒有阻塞?

在性能上,是沒有什麼好處。就如上述原理,空氣看不見,所以只是”看起來”沒有阻塞。思考一下,F1 賽車引擎有直接把多喉系統外露嗎?DTM 賽車、WTCC 賽車等等這些國際賽事的賽車引擎是否都有著造型不一的諧振室來確保引擎效能?

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過去 F1 自然進氣引擎的諧振室設計之精良,能夠使得引擎達到 175% 的容積效率,讓轉速直奔 18,000 rpm 時依然能夠吸取到足夠的空氣。下方各種賽車所使用的諧振室照片,都是在賽車工程的層面證實了諧振室對於引擎性能的重要性。

Engine Technology : ITB 系統的最後一塊拼圖 “諧振室” | TE Motorsport by TAG Engineering Group.

上圖 — BMW WTCC 賽車引擎

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上圖 — DTM Mercedes-Benz CLK 賽車引擎室

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上圖 — BMW Z4 賽車引擎室

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上圖 — BMW DTM 賽車引擎室

也因為如此,RHD 的開發項目使用了模擬軟體來設計出諧振室的基礎造型,再實際上車經過了多次的調整及打樣,確保諧振室不會對周邊原廠零件造成干涉之下才能確定開始製造生產。好消息是,在經過了這段時間的努力,For M42/M44的最終樣品已經完成。再過不久就能夠實際上車測試,確定運作良好之後就會開始套件的販售。

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RHD M42, M44 經過多次修改縫縫補補的協震室初胚樣品修改,準備建真空模具進入生產。

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