发动机进气系统设计方案

lg10

进气口位置：
进气系统的设计须满足以下条件：
●避免机舱内热空气吸入
●避免雨滴和雾气直接吸入
●避免排气灰尘吸入
●从空滤器至涡轮增压器入口之间的进气管必须由耐蚀材料制成
●进气系统使用的分离式接头(如罩与空滤器外壳的接头)必须位于空滤器上部
●进气系统必须能够进行定期维护，且进行维护时不需要打开空滤器和涡轮增压器之间进气
系统的任何部件
●尽可能低的系统阻力，以保证最大限度的利用柴油机功率
●进气系统部件之间的接头和其它接合处，比如与空压机的接头，必须保持有效密封，避免灰尘或其它污染物进入过滤空气中。
进气口尺寸应设计得足够大，且没有锐弯和面积改变，为减小阻力，还应有平滑的转换导管来与进气管相连。发动机舱应充分通风，来发散出这些热量。为保护热敏元件，发动机连续运转时机舱内的最高温度不允许超过（推荐）
空滤器的选择及布置：
一、根据发动机厂家推荐在2200rpm是所需空气流量为1500m3/h，结合以下计算：
1、        发动机性能参数：发动机性能参数
发动机型号：L340 20
额定功率Ne(kW)：250
额定转速n(r/min)：2200
排量Vh(L)：8.9（C系统8.3）
2、        空滤器流量VG（m3/h）的确定
⑴增压后发动机所需的空气流量V（m3/h）的确定
V=Vh×n2×601000=8.9×22002×601000=587.4（m3/h）
⑵发动机所需理想状态空气量Vo（m3/h）的确定（汽车设计理论）
Vo=ε×(ToT)0.75×V×ηvo×ψs
式中：Vo-发动机所需理想状态空气量（m3/h）
To-大气环境温度（k）取313（273+40）；T-增压中冷后气体温度（k）取333（273+60）（要求不高于环境温度的20）；ηvo-充气效率取0.87（推荐）；ψs-扫气效率取1.05；
ε-增压比2.18.1；
Vo=2.18×（313333）0.75×587.4×0.87×1.05=1116.67（m3/h）
⑶空压机流量Vk（m3/h）的确定（推荐为320L/min）
Vk=Vkh×nk×601000  式中：Vkh-空压机公称排量（L）；nk-空压机的转速（r/min）
Vk=0.229×1400×601000=19.2（m3/h）
⑷空滤器流量VG的确定（空滤器流量上述设计的储备流量）
VG=1.066×（Vo+Vk）=1.066×（1116.67+19.2）=1212（m3/h）
考虑到以后布置功率加大380马力发动机
结合两者得出按照发动机厂家的推荐空滤器流量≥1500 m3/h
二、流通面积的确定
在确定了空滤器容积大小的同时，还应校核一下系统中所允许的气流流速。进气系统内的气流流速不宜超过30m/s，因为过高的气流流速会产生很大的流阻和进气噪声，对发动机会造成过大的功率损失。依据这一原则，在结构设计前先要确定空滤器进口、出口及连接管等部位允许的最小流通面积。
最小流通面积Smin=Vo3.6×Vmax×10-3(m2)
式中：Vmax-允许的最大气流流速（30m/s）
Smin=15003.6×30×10-3=13.9×10-3(m2)
样车上的进气口的面积为：S=255*125=31.875×10-3(m2)，大于要求，所以满足要求。对应到圆形直径为66.5*2=133mm(外口)，空滤口直径月340。
查进气管路的径面变化情况（急）
三、空气滤清器选择
结合发动机进气系统的要求：
1、整个进气系统的进气阻力应不大于3.7kPa，最大允许进气阻力（脏的滤芯）不大于6.2kPa
2、空气滤清器总成的滤清效率不低于99.5％，总成原始阻力不应大于2.94kPa。
3、空滤流量应小于1500m3/h，
现决定在参照样件要求厂家开发的同时，并从上海爱迪尔公司选择塑料壳的干式纸质滤芯空滤器，尽量减少开发的成本！另外在空滤器结构上做以下一定的要求：具有较大的储灰能力，使用寿命长，还可以利用进气脉冲自动排出空气滤清器内的灰尘，采用塑料叶片环旋流粗滤装置，即排气引流管，但是要在不影响进气阻力的情况下用此来增加除尘效率。
空滤器布置在驾驶室前端引擎罩下，维修保养方便，而且灰尘、雨雪也不易进入，但是空间上感觉比较紧张，采用样车上的三点支撑，等确定好空滤后在计算重量，设计支架管径。
初步想法是叫上海爱迪尔公司按照要求开发。
进气管路：
发动机进气系统的设计准则是向发动机提供充足、干净的新鲜空气，保证发动机能正常可靠地工作，根据发动机厂家的推荐要求进气系统的进气阻力应不大于3.7kPa，最大允许进气阻力（脏的滤芯）不大于6.2kPa。但是进气系统的阻力取决于很多的因素：如管子的直径、弯度、平滑度等等。
管径根据推荐在排量不大于9L时，用直径在75~110mm，钢管尽量用镀铝或是不锈钢管，主要考虑到热膨胀系数和T型卡箍夹紧时变形。连接胶管在增压器出气口到中冷器进气口段用硅胶管（应能耐高温250 ℃和高压400 kPa以上）；中冷器到发动机用符合胶管（三元乙丙为主）。中冷系统的管路布置应简洁，固定牢靠，并尽量减少方向的改变。管路中间段尽量用支架固定。
初步想法是用直径为100mm不锈钢管，厚度为2mm。
中冷器的选择：
发动机型号：L340 20
额定功率Ne(kW)：250
额定功率进气流量：25m3/min              
热端    th1=150℃  (进口)
    th2=55℃  (出口)
冷端    tc1=30℃  (进口)
tc2=55℃  (出口)         （对于载货汽车不应大于25 ℃）
对数平均温差△t
△t1= th1- tc2=150-55=95℃
△t2= th2- tc1=55-30=25℃
△t=（△t1-△t2）/ln（△t1/△t2）=52.4℃
传热系数K=47.43kcal/m2•℃•h
散热量Qr=3600×Gr△trCpr(kcal/h)
Gr=0.43kg/s（结合空气的密度（不定值取0.938kg/m3）的得出约为0.39kg/s，中冷器的额定流量一般按发动机标定工况下进气量的1.1倍来确定，从而得出Gr=0.43kg/s）
Cpr推荐为0.241kcal/kg.℃
△        tr= th1- tc1=150-30=120℃
△        Cpr=0.43kcal/kg•℃
Qr=3600×0.43×120×0.241=44582 kcal/h
所需散热面积F=Qr/（△t*K）=17.9 m2


正对面积Gr=0.0002866*空滤器额定流量
散热面积=41.89*Gr
所以中冷器作如下要求：
1、        散热面积为18mm2，
2、        芯部正对面积为进入中冷器的空气量为0.44kg/s，
3、        中冷前后压力差不得大于16.7kp，
4、        所含杂质的总和不得超过90 mg，且杂质颗粒最大不得超过1.6 μm，
5、        芯子正面积：0.46 mm2。
6、        采用铸铝气室散热带的片密度不大于8~10片/25.4mm,带百叶窗，虽然现在已经有厂家通过波纹和突起在散热片上做工作产生散热好的效果，但是还需要实验来验证。

haomengkouxu

进气对发动机性能影响很大，最好能匹配合理！

lqzh

lg10看来时进气专家啊  厉害  说的很有价值

cai_ujs

还有进气歧管设计呢

maqian558

说的一点都不对，粗枝烂叶！违背国家法律法规！自以为是！

xfw251019

回复 5# maqian558


    哥们，你有什么见解，能否和大家分享一下！！！

进气系统

有很多地方不明白 感觉公式很奇怪

machine000

狗日的从哪里复制过来的，里面的公式都不对。
你这娃娃先去把加减乘除学好再来吧，冒充砖家也要点水平不是？

lxd424

楼主的设计方案适用于卡车，不适用于乘用车，乘用车进气系统考虑的不仅仅是过滤空气，还要讲究降低噪声要求！

以前的往事

楼主说的好复杂，请教下，有没有商用车进气系统方面的设计方案，有的话请共享下！

残墨

看上去真心不错啊