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進氣系統(tǒng)匹配設計,,,張杰峰2010.8.22,,目錄,一、發(fā)動機進氣系統(tǒng)的概述二、進氣系統(tǒng)匹配設計要求三、空濾器的匹配原則和布置要求四、中冷器的匹配要求,把空氣或混合氣導入發(fā)動機氣缸的零部件集合體稱為發(fā)動機進氣系統(tǒng)，主要部件有進氣道、空氣濾清器、空濾器出氣管、增壓器、中冷器等。其功能是為發(fā)動機提供清潔、干燥、充足的空氣。,,第一節(jié)發(fā)動機進氣系統(tǒng)概述,,發(fā)動機是汽車的心臟，而進氣系統(tǒng)則是發(fā)動機的動脈。進氣系統(tǒng)的布置、安裝直接影響到發(fā)動機功能的發(fā)揮、工作的穩(wěn)定性、可靠性、環(huán)保性，甚至大大縮短發(fā)動機的壽命。統(tǒng)計表明，發(fā)動機的早期磨損、煙大、油耗高、無力等故障，絕大多數(shù)情況與進氣系統(tǒng)設計布置不合理有關，所占比例在85%以上。通常，進氣道和連接管路截面積越大，彎曲越少，管壁越光滑，以及空氣濾清器額定流量越大，中冷器冷卻能力越強，則整個進氣系統(tǒng)性能就能越好，發(fā)動機性能也越好。,1.進氣口位置應設置在少塵防雨和防水，以及吸不到熱空氣的地方，進氣口應設計的沒有銳彎和急劇的面積改變。2.標定工況下進氣阻力≤4kPa（管路0.5kPa，空濾器3.5kPa）。3.空氣濾清器前應進行防水設計或安裝適當?shù)某凉裣到y(tǒng)。4.管路應能承受足夠的真空而不塌癟(9.8KPa下保持3min,外形尺寸變化率小于5%)。5.系統(tǒng)管路不與其它部件磕碰，較長的管子應有支撐。,,第二節(jié)進氣系統(tǒng)匹配設計要求,,一、選擇空氣濾清器的基本原則空氣濾清器的額定空氣流量必須大于發(fā)動機在額定功率下的空氣流量，即發(fā)動機的最大進氣量。同時，在安裝空間允許的前提下，適當采用大容量和大流量的空氣濾清器是必須的，這有助于減小空氣濾清器的阻力，增大儲塵能力和延長保養(yǎng)周期。,,第三節(jié)空濾器匹配原則和匹配要求,,二、空氣濾清器分類,,單級干式濾清器，通常用于路況比較好的公路車輛，包括載貨車、牽引車等。全壽命濾清效率不低于99.9%，進氣阻力2.5KPa.,普通空濾,,沙漠空氣濾清器為二級過濾，第一級為離心式，第二級是紙質濾芯。沙漠空氣濾清器通常用于路況比較差的牽引車和自卸車。大運車型有：DYX3250、DYX3253、DYX3310等車型.,沙漠空氣濾清器總成,,復合式油浴式空濾器總成主要用于路況比較差的礦用自卸車上?？諝鈴倪M氣口1通過進氣道2到達油面3;由于空氣的流動使油面上升到一級濾網(wǎng)4，經(jīng)過旋流葉片5使油、氣、灰塵的霧化物繼續(xù)上升到二級過濾網(wǎng)6，到達氣體通過腔7,此氣體的清潔度為93%(利用機油有粘撫灰塵的功能);再往上是濾清器的濾紙8，經(jīng)過安全濾芯9，從濾清器的出氣口進入發(fā)動機的氣體清潔度為99.6%，因此油浴式濾清器使空氣更清潔。圖中:1進氣口2進氣道3油面4一級過濾網(wǎng)5旋流葉片6二級過濾網(wǎng)7空氣通過腔8濾紙9安全濾芯10出氣口,復合式油浴式空氣濾清器總成,,三、空濾器流量的計算,下面以DYX4250車型空濾器流量匹配進行計算說明,空氣濾清器流量選擇需根據(jù)發(fā)動機功率的大小，額定轉速時對空氣量的需要，確定合適的空濾器額定空氣流量。,,,空濾器額定空氣體積流量計算公式：Q=P*g*α*A/(1000*γ)式中：Q----------額定空氣體積流量，m3/h；P-----------發(fā)動機額定功率，kW；g-----------發(fā)動機額定功率時的燃油消耗率，g/kW.h（約215g/kW.h）；α-------額定功率時過量空氣系數(shù)（增壓發(fā)動機取2.1）；A---------燃燒1kg燃油所需的理論空氣量，kg/kg（柴油為14.3kg/kg）；γ--------空氣密度，kg/m3，標準狀態(tài)下的空氣密度為1.2005kg/m3代入：P=247,g=215,α=2.1,A=14.9,γ=1.2005,計算：Q=P*g*α*A/(1000*γ)=2472152.114.9(10001.2005)=1384(m3/h),,,加空壓機所需430L//min=25.8m3/h則空氣濾清器所需流量為1384+25.8=1410m3/h考慮到空氣濾清器使用一段時間后，進氣阻力會增加，為此需要增加5%的儲備，最后空氣濾清器所需流量為14101.05=1480m3/h校核結果：因現(xiàn)整車所配裝的空濾器流量達到1920(m3/h)，遠遠大于計算所需流量，所以校核結果為現(xiàn)設計滿足使用要求。,四、空氣濾清器的布置要求,1、空氣濾清器排塵口的安裝位置應盡可能遠離發(fā)動機表面和汽車迎風面。否則會進氣溫度高2、在空氣濾清器與進氣管路之間增加軟連接。3、空氣濾清器與消音器布置太近時，應在空氣濾清器之間加裝隔熱擋板，否則會進氣溫度高。4、空氣濾清器原始進氣口應盡可能高，并且其截面積是空濾器進氣口的1.5倍左右，以確保能吸進清新、足量的空氣。5、空氣濾清器原始進風口不能布置在發(fā)動機機艙以內，否則進氣溫度過高，且容易吸入風扇吹來的熱風、雜物和路面積水，容易堵塞原始進風口。,中冷器的作用是降低發(fā)動機的進氣溫度。那么為什么要降低進氣溫度呢？（１）發(fā)動機排出的廢氣的溫度非常高，通過增壓器的熱傳導會提高進氣的溫度。而且，空氣在被壓縮的過程中密度會升高，這必然也會導致空氣溫度的升高，從而影響發(fā)動機的充氣效率。如果想要進一步提高充氣效率，就要降低進氣溫度。有數(shù)據(jù)表明，在相同的空燃比條件下，增壓空氣的溫度每下降１０℃，發(fā)動機功率就能提高３％～５％。（２）如果未經(jīng)冷卻的增壓空氣進入燃燒室，除了會影響發(fā)動機的充氣效率外，還很容易導致發(fā)動機燃燒溫度過高，造成爆震等故障，而且會增加發(fā)動機廢氣中的ＮＯｘ的含量，造成空氣污染。為了解決增壓后的空氣升溫造成的不利影響，因此需要加裝中冷器來降低進氣溫度。,,一、中冷器的作用,,第四節(jié)中冷器的匹配,二、中冷器分類,1、按照冷卻介質的不同，常見的中冷器分為：,,風冷式水冷式,三、大運車型中冷器參數(shù),,1.滿足整車布置要求，重卡的中冷器一般布置在駕駛室發(fā)動機艙內，散熱器前，保險杠上方。2.增壓前進氣溫升≤17℃。3.測試環(huán)境溫度在25℃時，中冷后溫度與環(huán)境溫度差值≤30℃；測試環(huán)境溫度在32℃-43℃時，中冷后溫度與環(huán)境溫度差值≤23℃。4.中冷器的壓力損失≤12kPa（包括管路）。5.管路應能承受足夠的壓力和溫度而不爆裂。6.中冷器必須彈性連接，管道必須進行適當固定。7.濰柴建議中冷器散熱面積0.2dm2/Kw(d為風扇直徑)，需裝車驗證。,,,四、中冷器匹配要求,謝謝大家！,