一、 研究背景

        为了使内燃机在低转速时平稳、转矩充足，高转速时运转顺畅，功率稳定，利用气体的波动效应增大进气量来提高输出功率，同时降低燃油消耗率，发挥出内燃机的最佳性能，可变进气歧管技术被广泛应用于内燃机进气系统结构设计中。本系统就是基于伸缩式无级可变进气歧管技术来对发动机进气系统进行优化设计，实现动力性能的提升，具有较高的实际应用价值和理论价值。

二、 研究思路

        原理上，可变进气歧管技术是指随发动机转速及负荷等因素的变化，相应改变进气系统的结构尺寸或形状，以充分利用进气歧管的进气波动效应来提高发动机充气效率，实现发动机性能的改善。就目前来讲，应用较为广泛且稳定的是分级可变歧管技术，其中以两级可变长度歧管见长。但就GT-Power一维仿真与ANSYS三维仿真平台所呈现的数据来看，发动机转速与进气歧管的长度变化应为线性关系。因此，二级以及分级可变歧管已无法满足发动机在各个工况下的要求。

而本系统就是以此需求为设计目标，旨在满足实现进气歧管长度随发动机转速变化而线性变化。通过在CATIA、AutoCAD等建模软件实现进气系统的计算机辅助辅助设计，后通过GT-Power一维仿真以及ANSYS三维耦合仿真实现进气系统结构优化、歧管长度变化范围的确定等多种设计目标，而后通过CATIA建立舵机，齿条总装等传动系统以及包括单片机在内的电控单元。在进行workbench应力仿真后进行三维装配，以实现与整车的完美配合

    三、研究内容

        基于稳定性与时效性，本系统以歧管长度的变化来实现进气系统充气效率的提高，利用GT-Power 一维仿真平台，模拟仿真出发动机在不同歧管长度下、不同工况下的功率、扭矩、充气效率的变化，选出长度变化范围，后通过ANSYS三维仿真平台修改稳压腔形状以及结构参数，以达到各缸进气均匀且充气效率最大化。后通过ANSYS与GT-Power联合仿真实现在计算机中模拟进气系统在各个工况下的进气情况，得出歧管长度与转速相匹配曲线，而后记录在单片机控制单元。

        在实际工况下，通过传感器采集发动机转速信息，之后通过单片机控制由舵机、齿条总装等传动系统，实现根据发动机转速适时地控制进气歧管长度的变化，以达到预期的目的。

而后通过3D打印技术，选取较耐高温的PLA材料进行进气系统打印。装配完成并试验，采集发动机在各个工况下参数，依托试验进行进气系统的改良，最终实现预期目的。

四、 研究意义

本系统解决了线性进气歧管长度变化、气体密封、算法设计等一系列难题，能够进一步提高发动机进气系统的充气效率，改善发动机性能，并为整车提供更为稳定强劲的动力输出。