进气系统设计

1、进气系统匹配设计进气系统匹配设计 一、发动机进气系统的概述一、发动机进气系统的概述 二、进气系统匹配设计要求二、进气系统匹配设计要求 三、空滤器的匹配原则和布置要求三、空滤器的匹配原则和布置要求 四、中冷器的匹配要求四、中冷器的匹配要求 把空气或混合气把空气或混合气 导入发动机气缸的零导入发动机气缸的零 部件集合体称为发动部件集合体称为发动 机进气系统，主要部机进气系统，主要部 件有进气道、空气滤件有进气道、空气滤 清器、空滤器出气管、清器、空滤器出气管、 增压器、中冷器等。增压器、中冷器等。 其功能是为发动机提其功能是为发动机提 供清洁、干燥、充足供清洁、干燥、充足 的空气。的空气。 第一节

2、第一节 发动机进气系统概述发动机进气系统概述 发动机是汽车的心脏，而进气系统则是发动发动机是汽车的心脏，而进气系统则是发动 机的动脉。进气系统的布置、安装直接影响到机的动脉。进气系统的布置、安装直接影响到 发动机功能的发挥、工作的稳定性、可靠性、发动机功能的发挥、工作的稳定性、可靠性、 环保性，甚至大大缩短发动机的寿命。统计表环保性，甚至大大缩短发动机的寿命。统计表 明，发动机的早期磨损、烟大、油耗高、无力明，发动机的早期磨损、烟大、油耗高、无力 等故障，绝大多数情况与进气系统设计布置不等故障，绝大多数情况与进气系统设计布置不 合理有关，所占比例在合理有关，所占比例在85%以上。通常，进气以上

3、。通常，进气 道和连接管路截面积越大，弯曲越少，管壁越道和连接管路截面积越大，弯曲越少，管壁越 光滑，以及空气滤清器额定流量越大，中冷器光滑，以及空气滤清器额定流量越大，中冷器 冷却能力越强，则整个进气系统性能就能越好，冷却能力越强，则整个进气系统性能就能越好， 发动机性能也越好。发动机性能也越好。 1. 进气口位置应设置在少尘防雨和防水，以及吸不进气口位置应设置在少尘防雨和防水，以及吸不 到热空气的地方，进气口应设计的没有锐弯和急剧到热空气的地方，进气口应设计的没有锐弯和急剧 的面积改变。的面积改变。 2. 标定工况下进气阻力标定工况下进气阻力4kPa（管路（管路0.5kPa，空滤，空滤 器

4、器3.5kPa）。）。 3. 空气滤清器前应进行防水设计或安装适当的除湿空气滤清器前应进行防水设计或安装适当的除湿 系统。系统。 4. 管路应能承受足够的真空而不塌瘪管路应能承受足够的真空而不塌瘪(9.8KPa下保持下保持 3min,外形尺寸变化率小于外形尺寸变化率小于5%)。 5. 系统管路不与其它部件磕碰，较长的管子应有支系统管路不与其它部件磕碰，较长的管子应有支 撑。撑。 第二节第二节 进气系统匹配设计要求进气系统匹配设计要求 一、选择空气滤清器的基本原则一、选择空气滤清器的基本原则 空气滤清器的额定空气流量必须大于发动机在空气滤清器的额定空气流量必须大于发动机在 额定功率下的空气流量，

5、即发动机的最大进气额定功率下的空气流量，即发动机的最大进气 量。同时，在安装空间允许的前提下，适当采量。同时，在安装空间允许的前提下，适当采 用大容量和大流量的空气滤清器是必须的，这用大容量和大流量的空气滤清器是必须的，这 有助于减小空气滤清器的阻力，增大储尘能力有助于减小空气滤清器的阻力，增大储尘能力 和延长保养周期。和延长保养周期。 第三节空滤器匹配原则第三节空滤器匹配原则 和匹配要求和匹配要求 二、空气滤清器分类二、空气滤清器分类 普通空滤普通空滤 沙漠空气滤清器总成沙漠空气滤清器总成 复合式油浴式空气滤清器总成复合式油浴式空气滤清器总成 三、空滤器流量的计算三、空滤器流量的计算 下面以

6、下面以DYX4250DYX4250车型空滤器流量匹配车型空滤器流量匹配 进行计算说明进行计算说明 空气滤清器流量选择需根据发动机功空气滤清器流量选择需根据发动机功 率的大小，额定转速时对空气量的需要，率的大小，额定转速时对空气量的需要， 确定合适的空滤器额定空气流量。确定合适的空滤器额定空气流量。 空滤器额定空气体积流量计算公式： Q=P*g*A/(1000*) 式中： Q-额定空气体积流量，m3/h； P-发动机额定功率，kW； g-发动机额定功率时的燃油消耗率，g/kW.h（约 215 g/ kW.h）； -额定功率时过量空气系数（增压发动机取2.1）； A-燃烧1kg燃油所需的理论空气量

7、，kg/kg（柴油为 14.3kg/kg）； -空气密度，kg/ m3，标准状态下的空气密度为 1.2005 kg/ m3 代入：P=247, g=215, =2.1, A=14.9, =1.2005, 计算： Q=P*g*A/(1000*)=2472152.114.9(1000 1.2005) =1384(m3/h) 加空压机所需430L/min=25.8 m3/h 则空气滤清器所需流量为1384+25.8=1410 m3/h 考虑到空气滤清器使用一段时间后，进气阻力会增加，为 此需要增加5%的储备，最后空气滤清器所需流量为 14101.05=1480 m3/h 校核结果：因现整车所配装的空

8、滤器流量达到1920(m3/h)， 远远大于计算所需流量，所以校核结果为现设计满足使用 要求。 中冷器的作用是降低发动机的进气温度。那么为什么要降 低进气温度呢？ （）发动机排出的废气的温度非常高， 通过增压器的热传导会提高进气的温度。而且，空气在被压 缩的过程中密度会升高，这必然也会导致空气温度的升高， 从而影响发动机的充气效率。如果想要进一步提高充气效率， 就要降低进气温度。有数据表明，在相同的空燃比条件下， 增压空气的温度每下降 ，发动机功率就能提高 。 （）如果未经冷却的增压空气进入燃烧室，除了会影响发 动机的充气效率外，还很容易导致发动机燃烧温度过高，造 成爆震等故障，而且会增加发动

9、机废气中的的含量， 造成空气污染。为了解决增压后的空气升温造成的不利影响， 因此需要加装中冷器来降低进气温度。 一、中冷器的作用一、中冷器的作用 第四节中冷器的匹配第四节中冷器的匹配 二、中冷器分类二、中冷器分类 1、按照冷却介质的不同，常见的中冷器分为：、按照冷却介质的不同，常见的中冷器分为： 风冷式风冷式 水冷式水冷式 三、大运车型中冷器参数三、大运车型中冷器参数 1.满足整车布置要求，重卡的中冷器一般布置在满足整车布置要求，重卡的中冷器一般布置在 驾驶室发动机舱内，散热器前，保险杠上方驾驶室发动机舱内，散热器前，保险杠上方。 2. 增压前进气温升增压前进气温升17。 3. 测试环境温度在测试环境温度在25时，中冷后温度与环境温时，中冷后温度与环境温 度差值度差值30；测试环境温度在；测试环境温度在32-43时，中时，中 冷后温度与环境温度差值冷后温度与环境温度差值23。 4. 中冷器的压力损失中冷器的压力损失12kPa（包括管路）。（包括管路）。 5. 管路应能承受足够的压力和温度而不爆裂。管路应能承受足够的