客户赵先生驾驶一辆2021款大众迈腾B8L轿车，早晨启动车辆后，怠速工况下发动机抖动严重，仪表上的故障指示灯常亮。经过维修技师仔细检查发现，可变进气系统电磁阀损坏，导致以上故障现象。作为汽车维修专业的学生，你知道如何对可变进气系统故障进行检修吗？

随着汽车技术的不断进步，汽车的性能和燃油经济性越来越受到人们的关注。而可变进气系统作为一种新型的汽车发动机技术，已经成为了提高汽车性能和燃油经济性的重要手段之一。

一、可变进气系统的功用与类型

1.可变进气系统的功用

为了有效地利用进气管内的动力效应来增加充气量，高速时应使用短而粗的进气管，低速时应使用长而细的进气管。可变进气系统能根据发动机的转速自动地变换进气管的形状，以有效地利用进气管道内的动态效应。因此，它可以在较大的转速范围内增加气缸充量，提高发动机的输出转矩和功率。

可变进气系统能够根据发动机的实际运行工况，自动的改变进气管的长度和/或直径，以获得最佳的充气效率和动力性。可变进气系统还有以下作用：

（1）提高发动机的低速扭矩和动力输出

可变进气系统通过改变进气道的长度和形状，可以使发动机在低速运转时能够获得更好的进气效果，从而提高发动机的低速扭矩和动力输出。这对于需要大量低速扭矩和动力输出的汽车(如 SUV、越野车等)来说尤为重要。

（2）提高发动机的高速输出功率

可变进气系统同样可以使发动机在高速运转时能够获得更好的进气效果，从而提高发动机的高速输出功率。这对于需要高速输出功率的汽车(如跑车、赛车等) 来说尤为重要。

（3）提高燃油经济性

可变进气系统可以根据发动机的工作状态和负荷情况，自动调整进气道的长度和形状，从而使发动机在不同的转速范围内都能够获得最佳的进气效果。这不仅可以提高发动机的性能，还可以提高燃油经济性。

（4）减少排放

可变进气系统可以使发动机在低速运转时能够获得更好的进气效果，从而使燃烧更加充分，减少未燃烧的燃料和氧化物的排放，从而降低车辆的排放量。

2.可变进气系统的类型

可变进气系统按照改变进气管的形状的方式的不同可分为可变长度进气管系统、可变直径进气管系统、双进气通道歧管系统和谐波增压系统等类型。

二、可变进气系统的结构及工作原理

1.可变长度进气管系统

（1）可变长度进气管系统结构

可变长度进气系统利用改变进气流的动态效应来提高进气歧管绝对压力,根据发动机转速要求，通过控制机构的运作来进行长、短气道的切换。低转速时长气道打开，短气道关闭,而高转速时气流主要从短气道进入气缸。可变长度进气歧管主要由转换阀、转换阀控制器及电子控制单元 ECU 等组成，如图 3-8-1 所示。

图3-8-1可变进气管长度系统

（2）可变长度进气管系统工作原理

当发动机转速低时（低于4000r/min),发动机控制单元ECU指令转换阀控制器关闭转换阀，这时空气经空气滤清器→节气门→弯曲而细长的进气歧管→气缸。细长的进气歧管提高了进气速度，充分利用气流的惯性，使进气量增多，如图3-8-2(a)所示。

发动机转速高时（高于4000r/min),发动机控制单元ECU指令转换阀控制机构开启转换阀，这时空气经空气滤清器→节气门→较粗的进气歧管→气缸。较粗的进气歧管进气阻力小，使进气量增多，如图3-8-2(b)所示。

a)发动机低速运转                    b)发动机高速运转

图3-8-2 可变长度进气管系统的工作原理

（3）可变长度进气管系统优缺点

较长的进气歧管使发动机在低转速下获得较大的扭矩。但在高转速下却会出现较低的最大输出功率。较短的进气歧管却正相反，发动机在低转速下获得较小的扭矩，但在高转速下却会出现较高的最大输出功率。

通过双级可变进气歧管，可以保证在相应的转速范围内具有有效长度。在保证较大的转速范围内，不但具有较大的扭矩。同时，在高转速区具有较高的最大输出功率保证汽车在高速行驶时，具有较好的加速性。

2.可变直径进气管系统

（1）可变直径进气管系统结构

为了适应发动机不同转速和负荷时的进气量需求，控制发动机进气道的空气流通截面大小，从而改善发动机的动力性。

低速、小负荷工况下，进气量较少，使进气道空气流通截面减小，所以，通过提高进气流速来增加气缸内的涡流强度，有利于低速小负荷工况下的燃烧和热效率的提高，从而改善发动机的低速性能。在高速、大负荷工况下，进气量较多，所以，通过增大进气道截面来诚小进气阻力，增加充气效率，有助于改善发动机的高速性能。可变直径进气管系统主要由进气转换阀、膜片执行器、三通电磁阀和ECU等组成，如图3-8-3所示。进气转换阀装在进气管上，控制进气道空气流通截面大小。

图3-8-3可变直径进气管系统的结构

（2）可变直径进气管系统的工作原理

当发动机转速低于约4100rpm时，三通电磁阀断电。膜片气室与大气之间的通路被切断，而与真空罐之间形成通路。真空作用在转换阀膜片气室。膜片带动拉杆，关闭进气转换阀门，空气通过路径较长而截面较小的进气管道进入气缸。此时，进气流速高，具有较大的惯性，起到惯性增压的作用，可获得较大的发动机转矩，如图3-8-4（a）所示。

当发动机在高速大负荷下工作时，转换阀开启，进气通路为两条，此时进气截面大大增加，进气阻力减小，气缸充量增加，使高速大负荷时的动力性得到提高。当发动机转速超过4100rpm时，三通电磁阀通电。膜片气室与真空罐之间的通道被切断，转而与大气接通。大气压作用在转换阀膜片气室。膜片带动拉杆将进气转换阀打开，形成了路径较短而截面较大的进气管道。此时空气通过较短的路径流入气缸，降低了进气阻力，增加了发动机高速时的功率，如图3-8-4（b）所示。

a)发动机低速运转                           b)发动机高速运转

图3-8-4可变直径进气管系统的工作原理

3.双进气通道歧管系统

（1）双进气通道歧管系统结构

每个歧管都有两个进气通道，一长一短。根据汽油机的工作转速高低、负荷大小，由旋转阀控制空气经过哪一个通道流进气缸，在长进气道中安装有喷油器，如图3-8-5所示。

图3-8-5双进气通道歧管的结构

（2）双进气通道歧管系统工作原理

当汽油机在中、低速运转时，旋转阀受到由汽油机电子控制模块发出的指令，在旋转阀控制机构（执行器）作用下，将短进气通道封闭，新鲜空气充量经空气滤清器、节气门沿长进气通道经过缸盖上的进气道和进气门进入气缸；当汽油机在高速运转时，汽油机电子控制模块发出指令，旋转阀控制机构（执行器）作用将短进气道打开，使长进气道通道短路，将长进气通道改变为辅助进气通道。这时，新鲜空气充量同时经过两个进气通道进入气缸。如图3-8-6所示。

图3-8-6双进气通道歧管的工作原理

（3）双进气通道歧管系统的优点

双通道可变进气歧管可提高汽油机在中、低速和中小负荷的有效输出扭矩，从而改善动力性；降低汽油机在中、低速和中、小负荷的最低燃油消耗率，从而改善经济性；适当减少汽油机有害排气污染物的排放量，从而改善排气净化性。

4.谐波增压系统

（1）谐波增压系统的结构

当气体高速进入气缸，由于活塞向下运动，气缸容积增加，使进入气缸的气体开始膨胀，而形成的波称为膨胀波。若气门未关闭，则膨胀波向进气管口方向传播，在管口处受到外界气体压力作用而变成压力波，并向气缸方向传播。压力波的传播速度与进气管的长短有关。

如果进气压力波与进气门开闭配合好，使压力波集中到要打开的进气门旁时，再打开此进气门，就会形成增压进气的效果；同样，如果进气压力波都进入气缸后，再将缸进气门关闭，也会形成增压进气的效果。

谐波增压控制系统(ACIS)主要由进气控制阀、真空驱动器、真空电磁阀、ECU及传感器等组成，如图3-8-7所示。

图3-8-7谐波进气增压系统的结构

（2）谐波增压系统的工作原理

谐波增压系统主要是利用进气流的惯性来增压的， ECU根据发动机转速信号控制真空电磁阀的开闭，高速时真空电磁阀开启，真空罐内的真空进入真空驱动器的膜片气室，真空驱动器驱动进气控制阀开启。反之，低速时电磁真空开关阀关闭，真空罐内的真空不能进入真空驱动器的膜片气室，进气控制阀处于关闭状态。

当发动机高速运转时，进气控制阀开启，由于大容量进气室的影响，使进气管内压力波传递距离缩短为进气门到进气室之间的距离，与该气缸的进气门开、关闭间隔时间较短相适应，从而使发动机在高速时得到较好的进气增压效果，如图3-8-8（a）所示。

当发动机转速较低时，进气控制阀关闭，压力波的传递距离为进气门到空气滤清的距离，与该缸进气门开、关时间间隔较长相适应，从而使发动机在低速时得到较好的进气增压效果，如图3-8-8（b）所示。

a)真空电磁阀关闭、控制阀关闭          b)真空电磁阀打开、控制阀打开

图3-8-8谐波进气增压系统控制原理

（3）谐波增压系统的优缺点

谐波增压系统的主要优点是无运动部件，运行可靠，成本低。

但是缺点是增压效果有限，一般只能多给发动机进百分之十到二十的空气，发动机的动力提升效果并不明显；另外，由于发动机进气系统中的压力和频率随时波动，进气谐波增压只能在特定的转速下，增加进气量和发动机的扭矩，而不能实现全速的进气增压。

三、可变进气系统常见故障      

当可变进气系统发生故障时，常会出现车辆动力不足、油耗升高等症状。

可变进气系统的常见故障如下：

(1)电磁阀及控制电路故障

电磁阀可能会出现线圈断路、阀芯卡滞和通气口堵塞等故障。控制电路则可能会出现断路、短路、接触不良和接触电阻过大等故障。

(2)膜片转换阀及真空管路故障

膜片转换阀可能出现的故障有膜片破裂、拉杆变形等。真空管路则可能会出现泄漏和堵塞等故障。

(3)机械故障

可变进气系统可能的机械故障有：因积碳产生阀门关闭不严或不能开启等。

可变进气技术由来

汽车发动机在实际运行中大多处于中、低转速部分负荷，因此，现代汽油机技术其中一个目标就是提高部分负荷的性能，希望在满足高功率的同时，保证中低速、中小负荷的动力性和经济性，避免出现扭矩低谷。如果给发动机增加一个可变进气系统，针对不同工况对进气形式的不同需求，实现高负荷时多进气，低的进气涡流强度，低负荷时少进气，高的进气涡流强度，就可兼顾高低负荷的不同工况。为此，开展了可变进气技术的研究工作。

一、任务准备

工作任务：一辆2021款大众迈腾B8L轿车，请对汽车发动机可变进气系统进行检查。

1.课前准备

（1）场地设施：举升机一台，装有废气抽排系统和消防设施的场地。

（2）设备设施：2021款大众迈腾B8L轿车一辆

（3）工量具：常用工具（一套）、车辆故障诊断仪、万用表等。

（4）耗材：车内三件套、车外三件套等。

（5）学生组织：教师指导、分组实训、过程评价。

2.注意事项

（1）在工作过程中要注意人身安全，认真执行7S管理。

（2）在工作过程中请根据操作步骤，规范操作，防止损坏设备和器材。

（3）严格按照工作要求正确使用仪器设备，出现问题及时报告，服从管理。

二、任务实施

1.可变进气转换电磁阀的检查

（1）检查电磁阀线圈的阻值应符合规定(25~35Ω )，否则更换电磁阀。

（2）在断电状态下，用压缩空气从电磁阀的通大气口处吹入，空气应从通膜片式转换阀的接口处流出，用压缩空气从电磁阀的通真空口处吹，空气应不能通过。否则更换可变进气转换电磁阀。

（3）在通电状态下，用压缩空气从电磁阀的通大气口处吹入，空气应不能通过。用压缩空气从电磁阀的通真空口(通进气管口) 处吹入，空气应从通膜片式转换阀的接口处流出否则更换可变进气转换电磁阀。

2.膜片式转换阀的检查

（1）检查膜片式转换阀是否有卡死、变形等现象。可以用手动真空泵连接到膜片式转换阀的膜片室，并均匀地按动手动真空泵，膜片式转换阀应在两个位置往复来回开启。

（2）检查膜片式转换阀是否有泄漏现象。可以用手动真空泵连接到膜片式转换阀的膜片室，并施加真空到一定的值，然后观察在一定的时间内真空度的变化情况。如果真空度T降，则说明存在泄漏，需要更换膜片式转换阀。

3.进气歧管切换阀故障

（1）打开进气歧管切换阀端盖，将听力棒抵住进气歧管切换阀处，启动发动机，连续反复地踩加速踏板，大众车系待发动机转速达到4000r/min前放松加速踏板，听进气歧管切换阀是否能正常工作，转速在3200r/min左右时能听到“咔”声为合适，否则应更换进气歧管切换阀。

（2）可变进气歧管切换阀破损，发动机加速时故障灯被点亮，动力明显不足。更换可变进气歧管切换阀总成可排除故障。

1.可变进气系统有以下作用：提高发动机的低速扭矩和动力输出、提高发动机的高速输出功率、提高燃油经济性、减少排放。

2.可变进气系统按照改变进气管的形状的方式的不同可分为可变长度进气管系统、可变直径进气管系统、双进气通道歧管系统和谐波增压系统等类型。

3.可变直径进气管系统主要由进气转换阀、膜片执行器、三通电磁阀和ECU等组成。

4.双通道可变进气歧管可提高汽油机在中、低速和中小负荷的有效输出扭矩，从而改善动力性；降低汽油机在中、低速和中、小负荷的最低燃油消耗率，从而改善经济性；适当减少汽油机有害排气污染物的排放量，从而改善排气净化性。