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1、进气系统匹配设计,张杰峰 2010.8.22,目录,一、发动机进气系统的概述 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 四、中冷器的匹配要求,把空气或混合气导入发动机气缸的零部件集合体称为发动机进气系统，主要部件有进气道、空气滤清器、空滤器出气管、增压器、中冷器等。其功能是为发动机提供清洁、干燥、充足的空气。,第一节 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、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、无力等故障，绝大多数情况与进气系统设计布置不合理有
2、关，所占比例在85%以上。通常，进气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。,1. 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的面积改变。 2. 标定工况下进气阻力4kPa（管路0.5kPa，空滤器3.5kPa）。 3. 空气滤清器前应进行防水设计或安装适当的除湿系统。 4. 管路应能承受足够的真空而不塌瘪(9.8KPa下保持3min,外形尺寸变化率小于5%)。 5. 系统管路不与其它部件磕碰，较长的管子应有支撑。,第二节 进气系统匹配设计要求,一、选
3、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，增大储尘能力和延长保养周期。,第三节空滤器匹配原则 和匹配要求,二、空气滤清器分类,单级干式滤清器，通常用于路况比较好的公路车辆，包括载货车、牵引车等。全寿命滤清效率不低于99.9%，进气阻力2.5KPa.,普通空滤,沙漠空气滤清器为二级过滤，第一级为离心式，第二级是纸质滤芯。沙漠空气滤清器通常用于路况比较差的牵引车和自卸车。大运车型有：DYX3250、DYX3253、DYX3310等
4、车型.,沙漠空气滤清器总成,复合式油浴式空滤器总成主要用于路况比较差的矿用自卸车上。空气从进气口1通过进气道2到达油面3;由于空气的流动使油面上升到一级滤网4，经过旋流叶片5使油、气、灰尘的雾化物继续上升到二级过滤网6，到达气体通过腔7,此气体的清洁度为93%(利用机油有粘抚灰尘的功能);再往上是滤清器的滤纸8，经过安全滤芯9，从滤清器的出气口进入发动机的气体清洁度为99.6%，因此油浴式滤清器使空气更清洁。 图中: 1进气口 2进气道 3油面 4一级过滤网 5旋流叶片 6二级过滤网 7 空气通过腔 8滤纸 9安全滤芯 10出气口,复合式油浴式空气滤清器总成,三、空滤器流量的计算,下面以DYX
5、4250车型空滤器流量匹配进行计算说明,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，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，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
6、, 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。,四、空气滤清器的布置要求,1、空气滤清器排尘口的安装位置应尽可能远离发动机表面和
7、汽车迎风面。否则会进气温度高 2、在空气滤清器与进气管路之间增加软连接。 3、空气滤清器与消音器布置太近时，应在空气滤清器之间加装隔热挡板，否则会进气温度高。 4、空气滤清器原始进气口应尽可能高，并且其截面积是空滤器进气口的1.5倍左右，以确保能吸进清新、足量的空气。 5、空气滤清器原始进风口不能布置在发动机机舱以内，否则进气温度过高，且容易吸入风扇吹来的热风、杂物和路面积水，容易堵塞原始进风口。,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
8、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,第四节中冷器的匹配,二、中冷器分类,1、按照冷却介质的不同，常见的中冷器分为：,风冷式 水冷式,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17。 3. 测试环境温度在25时，中冷后温度与环境温度差值30；测试环境温度在32-43时，中冷后温度与环境温度差值23。 4. 中冷器的压力损失12kPa（包括管路）。 5. 管路应能承受足够的压力和温度而不爆裂。 6. 中冷器必须弹性连接，管道必须进行适当固定。 7.潍柴建议中冷器散热面积0.2d m2/Kw(d为风扇直径) ，需装车验证。,四、中冷器匹配要求,谢谢大家！,
