越野车的功能:翻山越岭和涉水。在野外非铺装道路难免会遇到崎岖的道路,同时也有可能穿越一些浅谈小河;想要驾驶汽车涉水而不造成发动机进水报废,解决的方式正是是改装“涉水喉”——专业称之为高位进气管,在解析其功能之前,首先要了解燃油动力汽车发动机的运行原理与特点。
怕水的内燃机
发动机分为内燃机、外燃机、电动机、涡扇机等等。其中活塞往复循环式内燃机是燃油动力汽车的发动机,运行原理是依靠燃烧燃油产生热能,通过机械结构将热能转化为机械能的机器。普通汽车装备的是四程冲内燃机,运行步骤为:进气喷油,压缩蒸发,点火膨胀,排气循环。内燃机怕水的原因正在于压缩冲程,下图1/2/3/4步骤为运行动态演示。
2步骤的压缩冲程:活塞由下至上几乎达到了气缸的顶端,这一动作是为了压缩气缸内的空气使其产生高温,利用高温将液态燃油蒸发为气态;汽化后的燃油燃烧速度会快太多,在极短的时间内完全燃烧膨胀是压缩的目的。所以内燃机必须有压缩冲程,且设计制造完成后,活塞必须达到上止点后曲轴才能旋转一圈开始下一步的动作,而如果没有达到上止点就被“逼停”则曲轴停转发动机熄火。
内燃机燃烧燃油的基础是依靠“进气”,指利用进入气缸内空气中21%(约数)的氧气——氧气是燃油的助燃剂。于是内燃机必须设计出进气管路,其进气口大多在车头进气格栅(俗称中网)的上端,位置偏高的设计目的是防止汽车在积水路面行驶会通过进气口进水。如果发动机进水则必然要进入气缸,水量大于气缸工作容积(气缸总容积-活塞达到上止点=剩余容积),此时会出现什么情况呢?(下图的压缩比概念等于工作容积与进水量的极限)
水相比空气几乎不能压缩(至少发动机的扭矩不足够压缩变形水),如果进水量大于工作容积的体积则会导致发动机活塞无法达到上止点,水等于气缸内活塞运行的障碍物;结果自然是活塞被水逼停,通过连杆与活塞连接的曲轴自然会停转,也就是熄火了。在越野时熄火是非常危险的,轻则发动机报废重则车辆失控被淹没;即使是在平路涉水熄火也会造成发动机连杆变形,如果熄火后强制启动则有可能通过起动电机输出扭矩而“别断”发动机的连杆以至于缸体被击穿。
越野不想涉水熄火——改装高位进气
高位进气的概念实际非常非常的简单,简而言之:把原车中网位置的进气管路切除,从汽车两侧翼子板的位置打孔,另安装一条密封防水的进气工程塑料管,与发动机原车的进气管路连接并密封。高位进气的吸气孔会延伸至前档最高位置的一侧,这就大大提升了发动机进水的高度极限,可以说车辆被淹没但没有淹到高位进气的吸气孔发动机都不会熄火。
高位进气的作用之一是提高涉水的极限,第二个作用是提高发动机吸入空气的纯净度。比如在沙丘或土路集群驾驶时,此时地面车头位置的空气会非常的浑浊,反而是车顶位置的空气要洁净的多。那么把进气口放置在车顶自然能提升进气的空气质量,同时也能防止空气滤清器被快速堵塞。而且高位进气的吸气口总会安装一个集砂杯,空气中的杂质会首先被集砂杯滤除,这就是高位进气——涉水喉的作用。
说明:安装好涉水喉之后并不代表汽车立刻就能“高位涉水越野”,这只是第一步而已。因为发动机舱内还有诸多电路系统,比如ECU电脑板如果泡水则必定损坏,引擎舱的保险盒中的十数枚保险丝泡水后会短路损坏,蓄电池泡水后正负极短路也会造成车辆的损坏——这些电路系统的损坏都会造成发动机停转,所以改装涉水喉之后还需要对发动机舱各电路部件进行严格密封,否则涉水喉只能用以提升进气质量了,供参考。
编辑:天和Auto-汽车科学岛
责编:天和MCN
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