发动机进气系统选型设计手册--轻卡发动机进气系统的设计.doc

轻卡发动机进气系统的设计 进气系统概述 发动机进气系统： 1）进气系统的功用 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。 2） 进气系统布置要求 空气滤清器作为发动机进气系统的一部分，在系统布置时，必须从整个进气系统考虑以下几点： 1）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。 2）进气口应避免吸入雨雪及发动机排出的废气。 3）进气口应避开机舱的负压区，集灰区，甩泥区。卡车空滤进口应尽量升高，放在驾驶室顶部，以降低吸入空气的含尘浓度，空气灰尘浓度与地面距离高度三次方成反比。 4）空气滤清器至发动机进气口之间的管子应减少接口数量，接口卡箍沿管壁360o密封。 5）空气滤清器装在车辆上，容易让人接近，便于保养，外壳上在醒目的位置贴上明确的保养说明。 空气滤清器 在发动机进气系统中，空气滤清器（以下简称空滤器）是其中最主要的部件。空滤器的作用主要是保护发动机，使它不被空气中的灰尘磨损，以提高发动机的经济性和动力性，并可延长汽车的大修里程。统计显示，机动车和工程机械发动机的早期磨损，70%与空气滤清器有关，空气滤清器的滤清效率对发动机的磨损和寿命起着决定性的作用。 1）空滤器的分类： 根据使用条件，空气滤清器主要有以下类型： （1）干式（2）湿式（3）油浴式（4）离心式（5）组合式 根据滤清级数可分为 (1) 单级(2)双级(3)多级 结合国内路况一般较差的情况，为保证高效的过滤，延长空滤器的保养周期和使用寿命，国内轻卡空滤器一般采用干式双级过滤（粗滤器+细滤器）。有的生产厂家参照日本轻卡使用单级空滤器，本人认为其设计未充分考虑国内实际路况，长期使用会对发动机产生不良影响。在工作环境较恶劣的一些车型上，则采用三级过滤，即增加安全滤芯，防止主滤芯偶然损坏时灰尘进入发动机。 另外在空滤器上提倡增加空气压力报警器，以便能够及时提醒司机在空滤器堵塞严重时进行保养。 干式空滤器与其它类型相比，它具有以下优点： 效率高，性能稳定 滤芯容易设计，使空气滤清器结构简单，体积小，重量轻 滤芯更换方便 3，进气管路 1）刚性管道： 必须绝对气密，而且能经受得住发动机振动和压力脉冲所引起的机械压力。无缝钢管及塑料管道能适用这一要求；也可以采用薄钢板的焊接管，但其先决条件是焊缝致密，内部要清理。管道内表面必须清洁，无焊瘤、锈层、氧化皮等进行防锈处理。进气钢管不允许内表面涂漆处理。 管道须根据发动机的安装检查振动情况，并尽可能增加固定支架。 2）软管： 由于发动机弹性支撑在车架上，在使用过程中会发生抖动，而空滤器一般刚性连接于车架上，对此必须在进气管道上装上具有减震作用的弹性管路（如橡胶管）。 在管路布置时，软管的纵向中心线应尽可能与主振动方向垂直。 为保证进气软管在一定的负压下不被吸瘪，对于装配自吸柴油发动机的轻卡上，以前应用较多的软管为纯橡胶管内衬钢丝骨架结构。该结构橡胶管采用挤压成型工艺，工艺简单，制作周期短（一般4~5天），但缺点是由于内部塞有钢丝骨架，对气流有扰动作用，同时加大了进气阻力，另外受工艺限制，两端管径变化不能太大。为了满足排放法规及动力升级的需要，轻卡上越来越多的匹配增压或增压中冷发动机，而发动机增压器对进气阻力及气流的组织提出了更高要求。同时为满足增压器性能需要，发动机增压器进气口直径一般较小（目前轻卡常用ф60），而增压发动机要求空气流量较大（一般在500m3/h左右），决定了空滤器出气口直径也较大（一般为ф90~ф100），如果需要用软管直接连接空滤器出口及增压器进口，用挤压工艺已无法加工出所需的连接胶管。适应这一变化，轻卡上进气软管采用了模压工艺，一种结构是将ф1钢丝骨架埋于胶层内部，而胶管内外表面保持光洁；另一种结构是用纯胶管制作，在胶管外表面增加纵横交错的凸起作为加强结构。这样做的目的就是要保持胶管内部光洁，降低进气阻力。其中第二种结构生产效率高于第一种，适宜批量生产，应尽量采用。 胶管性能要求： （1），胶管邵氏硬度:60~85，耐温-20~110℃，耐臭氧，在40℃时软管耐真空度负10 kPa. （2），低温性能:在-40℃时将橡胶成形件挤压到等于内径一半的尺寸,停留3秒种不得有裂纹或破裂. (3),收缩率:最大外径的10% 3)橡胶管的密封 为了不让灰尘通过连接部位进入管路（即短路），胶管与刚性硬管连接时必须用卡箍可靠连接，确保可靠密封。一般还要求在进气硬管上增加限位凸台。由于进气管路内负压并不是很大