进气系统学习总结Intake System.doc

进气系统学习总结Intake System一、进气系统的作用：发动机进气系统关系到发动机动力性、经济性、进气噪声、柴油机的烟度等性能。为发动机提供足量的空气，以保证发动机功率的正常发挥；（进气阻力增加6Kpa，功率下降3%左右）。有足够的滤清效率及过滤精度，滤除空气中的硬质灰尘颗粒，降低灰尘对发动机的磨损；对进气产生一定的抑制作用，降低进气噪音。二、进气系统存在理由：1、灰尘、水对发动机工作的影响：灰尘会使磨损加剧，影响寿命和效率，水会使零件腐蚀；2、进气温度对发动机等部件的影响：发动机罩子的温度一般高于环境温度30摄氏度左右，使得管内密度降低，压力下降，帮助进气，但是温度不能太高，太高会使发动机效率下降，对发动机而言理想的进气温度为1633摄氏度。三、进气系统的组成：主要空气滤清器（过滤灰尘、降噪）和进气歧管等。四、基本结构： 图（1）进气歧管 图（2）空气滤清器五、空气滤清器空气滤清器的导流管：不能太粗，保证流速，做长有利于吸气，长的管路（指所有进气管路）应适当支撑，增压器进口的静弯矩不超过6.8N.m；阻力指示装置：推荐安装高质量的阻力指示装置，它在空滤被阻塞到进气阻力达到发动机规定的最大限值时发出警告，以便及时更换滤芯；除水：为了避免吸如雨水，喷洒水和路面飞溅水、盐溶液等，空气滤清器前应安装适当的除水装置；空气滤清器进口处的温度，不应过高，不应超出环境温度的15(较高要求为不超过8)，进气温度过高会降低发动机充气系数。六、 进气歧管：为减小进气阻力，内壁光滑；化油器式或节气门体燃油喷射式发动机进气歧管的温度很重要；温度太低，汽油将在管壁上凝结。因此，对这类发动机的进气歧管应进行适当的加热以促进汽油的蒸发。如果利用一定长度和直径的进气歧管与一定容积的谐振室组成谐振进气系统，并使其固有频率与气门的进气周期调谐，那么在特定的转速下，就会在进气门关闭之前，在进气歧管内产生大幅度的压力波，使进气歧管的压力增高，从而增加进气量。七、进气系统的主要几点衡量指标： 1、过滤性能：1）滤清效率至少 99.9% （按 SAE J726测试）；2）空滤应具有足够的去尘能力以提供合理的滤芯更换周期。 2、进气阻力系统装备所有选装附件后，发动机最大进气流量条件下，在发动机进气口测得的进气阻力不得大于发动机技术参数表上规定的限值。3、进气口位置应避免吸入雨、雪、发动机排气和来自散热器、冷却器、机舱的热空气以及路面飞溅污物。正常作业时进气温升最大不得超过 17（30F）（发动机技术参数表另有规定除外）。八、进气系统的设计：1）要对一种新车型发动机进气系统进行设计，首先要明确该车搭载的发动机对进气系统的要求，其次要知道整车对进气系统总成布置的要求。1）发动机要求的空气流量；2）进气阻力的要求；4）进气系布置（高位或低位进气、空滤器维修保养的方便性等）5）其他要求（如是否前翻等）2）以计算发动机额定空气流量来选择空滤器非增压发动机额定空气流量的计算可以通过以下经验公式计算获得Q=0.03VhnvZ其中：Q：额定空气流量（m3/h）Vh: 活塞总排量（l）n: 发动机转速（r/min）v：充气系数，柴油机取0.85，汽油机取0.75，Z：缸数系数，4缸机以上取1增压（含中冷）发动机额定空气流量的计算对于增压（含中冷）发动机，发动机的进气量也就是发动机在额定转速下增压器的进气流量，一般在发动机的性能试验报告中可以查到，单位kg/s。将其转换成我们常用的体积流量公式为：Q=3600Mc/c 其中： Q：柴油机所需空气量（m3/h）Mc：额定状态下增压器质量流量（kg/s） c：空气密度（kg/m3） 如果发动机实验报告上不能提供准确的进气流量数值，也可通过以下计算方法进行估算：1）根据发动机增压器压比、增压器出气温度、发动机进气温度以及发动机常规参数确定。该方法需要发动机进行必要的实验，测量也比较方便。Q=0.03VhnvsA其中A=I（T0/T）0.75Q：柴油机所需空气量（m3/h）A：增压系数Vh: 活塞总排量（l）n: 发动机转速（r/min）s：扫气系数，增压机取1.05v：充气系数，柴油机取0.85I：增压器压比（增压器出口与进口空气压力的比值）T0：增压器进气温度（K）T：发动机进气温度（K）（增压机为增压器出口温度，增压中冷发动机为中冷后发动机进气温度）2)根据进气密度近似计算空气流量Q=0.03* Vh*n*k*k/c 其中k=P2/（RT）Q：柴油机所需空气量（m3/h）k：进入发动机的空气密度（kg/m3）P2：进入发动机的空气压力（Pa）R：气体常数。对空气R=287T：发动机进气温度（K）（增压机为增压器出口温度，增压中冷发动机为中冷后温度）Vh：发动机排量k：过量扫气系数：气阀重叠角030曲轴转角时k=0.9；气阀重叠角5070曲轴转角时k=1；气阀重叠角100140曲轴转角时k=1.1；k：增压后进气密度c：空气密度（kg/m3）3，对于气制动车型，如果需要空滤器为气泵提供新鲜空气，在确定空滤器流量时，需加上气泵排气量，即：Qk=k（Q+Q1）Qk：空滤器额定空气流量（m3/h）Q：发动机所需空气量（m3/h）Q1：气泵排量（m3/h）k: 储备系数取11.053）空滤器的设计中：空滤效率开始下降，说明滤纸开始出现轻微破损或击穿现象，若效率降到99%以下，可认为该空滤器已失效，已不能再继续使用。4）空滤管口阻力：空滤器管口阻力对总成阻力起决定作用。H=3.02108Q1.94/d3.88 H管气流阻力（Pa ） Q管口空气流量 （ m3/min） d管口直径（mm）上述公式可做出诺模图，不需计算仅查图即可知阻力值。 5)空滤管壳体材料：采用优质碳素结构钢板08AL或热塑性塑料，聚丙烯（PP）添加20%30%玻纤。6）空滤器设计参数的确定：原始阻力、滤清效率和实验室寿命是空滤器的三个基本设计参数。空滤器的寿命是指从空滤阻力的原始值到达极限值之间所经历的时间。在制定空滤器最大允许阻力值时，通过对发动机的大量试验研究，在满足发动机相关指标，如发动机功率的下降、油耗的升高以及排温的提高达到设计规定的条件下，该极限阻力值一般定为6 Kpa。在综合考虑国内滤纸行业技术水平，国内道路条件，并参考国外相关技术标准的条件下，汽车标准中将目前我们使用的双级空滤器的实验室寿命定为10 h。国内标准规定对双级空滤器，在测量实验室寿命时所用加灰浓度通常为1 g/m3。空滤器使用寿命的估算：H2=240H1/d0.8H2：使用寿命（h）H1：实验室寿命（h）(空滤器标准规定在1g/m3加灰浓度下空滤器实验室寿命不小于10h)d：环境含尘量（mg/m3）滤芯上粘附过多灰尘而增大进气阻力，降低发动机功率，增加耗油量。7）进气系统管路阻力计算1、直段管路计算已知：管路长度l1（m)进气管直径d(m)进气管当量粗糙度空气流量Q（m3/h）空气密度（kg/m3)空气运动粘度（m2/s） 1），流速(m/s)=4Q/d22）,雷诺数ReRe=d/3）,相对粗糙度/d4），查莫迪图，沿程阻力系数5），压力损失p(Pa)p=（l/d）(2/2)2、局部阻力1）,渐扩管小端直径d1(m)大端直径d2(m)变直径长度l（m）-孔的张角=2*180arctan(d2-d1)/(2*l)/3.14 查表K1=K（1-A1/A2）2p=1(2/2)3,弯管折弯圆管直径d(m)折弯中心直径R(m)折弯角度A（度）局部阻力损失系数2=(0.13+0.163*(d/R)3.5)*A/90p=2(2/2) 4，折圆管折圆管角度B(度）3=0.946sin2(B/2)+2.05sin4(B/2)p5=3(2/2）管路压力损失总和p=p1+p2+. pn各种直管、弯头、变径管、进气管等进气系统元件可按照实测总结出诺模图来估算其阻力，最后在汽车在实测进气系统阻力来修正进气系统的设计。8）进气系统管路的消声原理 在汽车进气系统中，最常用的消声原理是共振式消声。增加共振腔声阻，另一种拓宽消声频率的办法是采用多节共振式消声器串联，并使各节消声器的共振频率错开。9）透过空滤装置进入发动机的灰尘量：汽车行驶过程中，透过空滤吸进发动机的灰尘量用下式表示：G=*Q*t* （1）式中 G-吸进发动机灰尘量 ，g-道路灰尘浓度，g/m3Q-发动机平均吸气量，m3/ht-汽车行驶时间，h-空滤透灰滤，%将式（1）变换为G=*Q*S*(1-)/V （2） 式中 S-汽车行驶里程 （km）V-汽车平均行驶速度（km/h）-空器滤清器效率（%）公式（2）变换为S=G*V/(*Q*(1-) （3）式中Q-0.8QHQH=0.03*A*vh*n*uQH -发动机额定空气流量（m3/h）A-进气脉冲系数，四冲程A=1vh-发动机排量（L）n-发动机额定转速（r/min）u-发动机进气充气系数（%）（柴油机0.80.85）将上述参数代入（3）整理得S=G*V/(0.8*0.03*vh*n*u*(1-) （4）如果将 G定为发动机磨损极限时的加灰量，则S为发动机大修里程。因此对一指定发动