某车型进气系统空气滤清器的设计
图解汽车发动机技术之进排气系统
图解汽车发动机技术之进排气系统发动机进、排气系统的作用是供给发动机新鲜空气，并将燃烧后的废气排出。
发动机进排气系统直接影响发动机的动力性、经济性及排放性能。
01进气系统进气系统的作用是尽可能多、尽可能均匀地向各缸供给可燃混合气或新鲜空气，保证发动机连续运转。
进气系统通常由空气滤清器、节气门体和进气歧管等部件组成，如下图所示。
空气滤清器的主要作用是滤除空气中的杂质等，让洁净的空气进入气缸。
发动机大多使用干式纸滤芯空气滤清器，它由纸滤芯和滤清器外壳组成，滤清器外壳包括滤清器盖和滤清器外壳底座。
节气门体的作用是控制进入发动机的进气量。
在工作过程中空气中的部分杂质遇热会凝结在节气门体上，会造成怠速抖动，熄火等现象，所以要对节气门体进行定期清洗。
进气歧管是指节气门体之后到气缸盖进气道之前的进气管道。
进气歧管必须将空气尽可能均匀地分配到各气缸，因此进气歧管长度应尽量相等。
02排气系统车辆排气系统是指收集并且排放废气的系统，其主要由排气歧管、排气管、三元催化器、谐振器、消声器、排气尾管等部件组成。
汽车排气系统主要有以下作用：①将废气引到车尾排放，防止有害气体进入驾驶室。
②改善发动机的排放污染，减少对大气的危害。
③降低发动机排放废气的噪声。
1、排气系统的类型排气系统一般有单排气系统和双排气系统两种类型，单排气系统应用于直列式发动机和部分 V型发动机，双排气系统用于V/W型发动机。
•单排气系统直列式发动机在排气行程期间，气缸中的废气经排气门进入排气歧管，再由排气歧管进入排气管、三元催化器和消声器，最后由排气尾管排到大气中，如下图所示。
V型发动机有两个排气歧管，在大多数装配V型发动机的车辆上仍采用单排气系统，即通过一个叉形管将两个排气歧管连接到一个排气管上。
•双排气系统有些 V/W型发动机采用两个单排气系统，即每个排气歧管各自连接一个排气管、三元催化器、谐振器、消声器和排气尾管，这种布置形式称为双排气系统，如下图所示。
空滤设计基本方法及计算
粗滤效率 Prefilter efficiency ：99.8% 在沙漠环境下 In the desert environment ： 寿命 Life time ：35h or 1000km
空气滤清器设计的基本原理和计算方法 The basic principle and calculation method of the air cleaner design
不同形式的粗滤器与细滤器组合，形成多级式空气滤清器。
离心式空气滤清器是指带有粗滤装置的空气滤清器 影响发动机缸套、活塞、活塞环等机件磨损的最危险的粉尘粒径约20um
空气滤清器设计的基本原理和计算方法 The basic principle and calculation method of the air cleaner design
滤芯上的滤材具有最大的面积Fmax。 2. 当0.34 ≤ d/D ≤ 0.66时：
滤芯上的滤材面积F≥90%Fmax。
表一
d/D 0.1 0.2 0.3 0.34 0.4 0.5 0.6 0.66 0.7 0.8 0.9
Fmax % 36 64 84 90 96 100 96 90 84 64 36
Bao yadong
七.滤材的选用:
滤材的选用应满足滤芯的基本要求,在内燃机进气系统中空气滤芯常用的滤材有: 1.以有机合成纤维为主体的无纺布； 2.以玻璃纤维为主体的玻璃纤维滤布； 3.以木浆纤维为主体的滤纸；
离心式空气滤芯的滤材，一般选用以木浆纤维为主体的滤纸或覆膜滤纸。 瓦楞滤纸是最常见用在工程机械车的滤芯上，其优点是在同等的过滤面积下， 增大的表面过滤面积有利于提高滤芯的容尘量，既提高滤芯的寿命。
Bao yadong
一.空气滤清器的工作过滤原理和结构:
柴油机的进排气系统结构设计
柴油机的进排气系统结构设计1进气系统设计1.1进气系统的组成及其作用进气系统主要空气滤清器和进气支管组成。
1.2空气滤清器设计1.2.1作用燃油燃烧的时候需要消耗大量的空气，以一般的柴油机为例，每消耗一升柴油大概要消耗6000-10000L空气。
这么多的空气，里面的杂质诸如灰尘等肯定会很多，如果不把这些杂质清除，一定会加速气缸的部件的磨损，缩短整个发动机的寿命。
有实验表明，如果不加装滤清器，发动机的寿命大概缩短三分之二，所以空气滤清器是很重要的。
为了保证柴油机气缸的寿命，我们决定采纳干式滤清器。
1.2.2进气导流管的设计在现在的这个柴油机车上，为了增强进气效果，能够利用发动机的谐振，这需要空气滤清器的进气导管有交大的容积，来增强发动的谐振，提升进气效能，但进气导管又不能做的太粗，否则在里面流动的新奇空气的流速太低，反而不利于进气，为了使效果最佳，本次设计的柴油机的导流管应该做的又细又长。
1.2.3进气支管的设计进气支管对于柴油机或者气道燃油喷射式发动机来说，进气支管必须把新奇的空气分配到各个气缸的进气道里面来，而且是均匀的分配，从这个要求考虑，进气支管必须是等长的，而且为了保证空气具有较高的流速，进气支管的内壁的应该尽可能的光滑，以便提升进气水平。
一般进气道使用合金铸铁制造，但车辆轻量化是汽车的重点进展方向之一，为了配合这种趋势，近来也采纳铝合金制造的进气支管，这种进气支管具有质量轻，导热性能优良的特点，随着科技的进步也有采纳复合材料的进气支管，而且应用越来越广。
这种进气支管，内壁光滑，质量很轻，关键是其无需特别加工，其内壁就特别光滑，这点十分重要，所以有增大应用的趋势。
1.3进气系统的方案为了充分利用进气歧管的谐波效应，使发动机在低速时获得大扭矩，在高速时获得大功率，保证在不同工况下具有良好的性能，汽车发动机采纳了可变进气系统。
每个进气歧管都有两个进气通道，一长一短。
根据汽油机的工作转速高低、负荷大小，由旋转阅A操纵空气经过哪一个通道流进气缸，可变进气管，它由两种长度的冲压管组成，可旋转阀A在外壳中转动；中低速时，空气由外侧通道经单独的进气管进入一长管，实现中、低速大扭矩；高速时，空气由内部通口经双进气管进入一短管，实现高速大功率。
空滤器的设计及额定流量的计算
空滤器的设计及额定流量的计算作者：金星王贺来源：《科教导刊·电子版》2014年第02期摘要本文介绍机动车进气系统中空气滤清器的设计与额定空气流量的计算，阐述了空气滤清器的结构，及其额定空气流量的设计要求。
关键词空气滤清器额定空气流量中图分类号：TK403 文献标识码：A0前言空气滤清器一般由进气导流管、空气滤清器盖、空气滤清器外壳和滤芯等相关部件组成。
空气滤清器主要功用是滤除空气中的杂质或灰尘，使洁净的空气进入发动机气缸。
另外，空气滤清器也有消减进气噪声的作用。
以普通轿车为例，每消耗1L汽油需要消耗5000-10000L空气。
如此大量空气进入气缸，若不将其中的杂质或灰尘滤除，必然加速气缸和活塞的磨损，缩短发动机使用寿命。
实践证明，发动机不安装空气滤清器，其寿命将缩短2/3。
为提高发动机性能只有提高充气效率，提高充气效率可以采用进气惯性及谐振效应。
1空气滤清器的设计及计算常用的空滤器有油浴式空气滤清器、纸滤芯空气滤清器、离心式空气滤清器。
纸虑芯空气滤清器有质量轻、成本低和滤清效果好等优点，这种空滤器广泛应用在汽车发动机上。
纸虑芯有干式和湿式两种。
干式滤芯可以反复使用。
纸虑芯经过浸油处理后即为湿式纸滤芯，其主要优点是使用寿命长，吸附杂质的能力强和滤清效率高。
但它不能反复使用，需定期更换。
1.1叶片空气通过叶片旋流后产生旋转，在额定空气流量时，80%以上的灰尘在离心力的作用下分离，灰尘沉积在积尘盘内，使到达滤纸上的细尘土约为吸入总量的20%。
1.2积尘盘积尘盘用来收集被叶片甩出来的大颗粒灰尘。
1.3排尘袋积尘盘内的尘土，可在车辆的振动下自动向排尘袋集中并排出，有时由用户定期张开袋口，进行彻底消除。
1.4纸质空气滤芯设计及计算空气滤清器滤芯孔径及过滤面积取决与发动机排量、使用环境、更换周期及进气阻力等要素。
空气滤清器的安装尺寸及壳体形式取决于具体整车布置要求，同时考虑谐振增压和噪音的处理。
中小型汽车空气滤清器多采用纸质滤芯，为节省空间增加过滤面积，其纸质滤芯折叠增大过滤面积，不同环境单位滤芯面积及容质量是不同的，可据此选择空气滤清器尺寸。
汽车进气系统的匹配设计、空滤器的匹配原则和布置要求讲解
第二节
进气系统匹配设计要求
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。
二、中冷器分类
1、按照冷却介质的不同，常见的中冷器分为： 优点 风冷式 成本低 结构比较简单 缺点 散热效率不高 管路布置比较长 风冷式 水冷式
复合式油浴式空气滤清器总成
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
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。
空气滤清器的设计
目录摘要 (I)ABSTRACT ......................................................................................................... I I 1绪论 (1)1.1空气滤清器 (1)1.2空气滤清器国内现状 (1)1.3 课题研究目的及意义 (2)2空气滤清器的设计分析 (3)2.1 空气滤清器的分类 (3)2.2空气滤清器的性能 (4)2.2.1进气阻力 (5)2.2.2滤清效率 (6)2.2.3储灰能力 (7)2.2.4流量——阻力特性 (8)2.2.5其他性能 (9)3空气滤清器设计计算 (10)3.1整体结构设计 (10)3.2滤芯设计 (10)3.2.1滤芯材料的选择 (10)3.2.2滤芯的结构设计 (12)3.2.3滤芯过滤面积设计计算 (12)3.3进出口面积计算 (14)3.4 壳体设计 (15)3.4.1壳体容积 (15)3.4.2壳体结构 (15)4空气滤清器相关实验............................................... 错误!未定义书签。
4.1储灰能力试验 (18)4.2密封性试验 (18)4.3耐振动性试验 (18)4.4进气纯音试验 (19)5空气滤清器的维护与保养 (20)致谢 (22)参考文献 (24)东风日产阳光轿车空气滤清器的设计摘要空气滤清器的作用是向发动机提供清洁空气，减少发动机的早期磨损。
另外，空气滤清器对进气噪声、整车经济性及动力性都起着至关重要的作用。
本文对汽车用空气滤清器的工作原理、结构形式等进行了较全面的介绍。
从进气阻力、滤清效率、储灰能力等几方面说明了其主要性能参数的设计计算过程。
通过对空气滤清器的各种性能进行分析，确定了东风日产阳光轿车所用空气滤清器的尺寸及材料，并设计一款东风日产阳光轿车用空气滤清器。
进气系统设计
进气系统设计作者：高斌来源：《科教导刊·电子版》2016年第05期摘要本文首先分析了进气系统的功能和主要内容，然后对空气滤清器的设计及相关计算进行了分析，并讲述了额定空气流量的计算。
本文分析了进气系统设计及计算，提高进气效率。
关键词进气流量进气系统空气滤清器中图分类号：TK403 文献标识码：A进气系统的功用：是为发动机提供纯净、干燥、合适温度、充足的空气，降低灰尘对发动机的磨损，最大程度把发动机性能发挥出来。
进气系统主要包括：空气滤清器和连接管路。
在燃油喷射式发动机中，进气系统还包括空气流量计或进气支管压力传感器，以便对进入气缸的空气量进行计量。
空气滤清器：一般由进气导流管、空气滤清器盖、空气滤清器外壳和滤芯等相关部件组成。
空气滤清器主要功用：滤除空气中的灰尘和水气，使干燥清洁的空气进入发动机气缸。
另外，空气滤清器也有消减进气噪声的作用。
以普通轿车为例，每消耗1L汽油需要消耗5000-10000L空气。
如此大量空气进入气缸，若不将其中的杂质或灰尘滤除，必然加速气缸和活塞的磨损，缩短发动机使用寿命。
实践证明，发动机不安装空气滤清器，其寿命将缩短2/3，为提高发动机性能提高充气效率，提高充气效率可以采用进气惯性及谐振效应。
1空气滤清器的设计及计算空气滤清器由滤芯的结构分为干式、湿式等。
目前汽车主要使用纸质空气滤清器和油浴空气滤清器，纸质空气滤清器滤清效率高，不受发动机负荷变化影响，养护方便，在进气系统布置上可以采用立式或卧式结构。
空气滤清器的作用：净化空气、降低进气噪声、优化匹配。
进气系统对空滤器布置的要求：（1）空气滤清器进气口处的温度不应过高，进气温度过高会降低发动机充气系数，应远离排气高温区，最好迎风借助车速提高充气量。
（2）进气应避免吸入雨水、雪及发动机的废气。
（3）进气口应避开机舱的负压区、集尘区、甩泥区，轿车空气滤清器进气口一般置于汽车前脸，卡车的进气口应尽量高，一般放在驾驶室顶部，以降低空气含尘浓度。
汽车进气系统
汽车进气系统汽车进气系统是车辆发动机中至关重要的一个部件，扮演着引入空气、混合空气与燃料的角色。
它的性能直接影响着发动机的功率、燃油效率和排放。
在现代汽车技术中，进气系统已经经历了多次演进和优化，以提高发动机性能和燃油经济性。
进气系统组成汽车进气系统通常包括空气滤清器、进气管道、节气门、进气歧管、进气门和气缸等组件。
空气滤清器空气滤清器主要作用是过滤进入发动机的空气，阻止灰尘、杂质等颗粒物污染进气系统，保护发动机不受损。
一个高效的空气滤清器能够保证发动机正常运行，延长发动机寿命。
进气管道进气管道将空气从空气滤清器引导至发动机。
设计合理的进气管道能够减少气流阻力，提升发动机的进气效率。
节气门节气门是控制进气量的调节器件，通过调节节气门的开合程度，可以控制发动机的运转速度和功率输出。
进气歧管进气歧管将来自不同缸的进气汇聚到一起，确保每个气缸获取到相同的燃烧条件，提高发动机的运行平稳性。
进气门进气门是进气系统最末端的组件，负责控制气缸内空气的进出。
进气门的设计与运作直接关系到发动机的进气效率和性能输出。
进气系统工作原理汽车的进气系统工作原理基本上遵循以下步骤：1.空气吸入：车辆行驶时，发动机通过空气滤清器吸入外部空气。
2.混合：空气与燃料在进气系统中混合，形成可燃气体，便于点燃。
3.进气调节：节气门调节空气的进入量，根据驾驶员的要求控制发动机的输出功率。
4.进气均衡：进气歧管将各缸的进气均匀分配，保证每个气缸工作条件相同。
5.燃烧：混合气体进入气缸后与火花塞点燃，产生燃烧反应，推动活塞运动。
6.废气排放：燃烧完毕后，废气通过排气阀排出排气系统。
进气系统维护和故障为了确保进气系统的正常运行，需要定期进行维护保养。
常见的维护方式包括更换空气滤清器、清洗节气门，检查进气管道是否有漏气等。
进气系统故障可能导致发动机性能下降、燃油经济性降低、尾气排放超标等问题。
常见故障包括空气滤清器堵塞、节气门失灵、进气歧管破裂等，一旦发现故障，应及时修复以免影响车辆的正常运行。
汽车空气滤清器的模态分析及结构优化
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第 ３ ２ 卷 第 ０ ４ 期
文章编号 ： １ ０ ０ ６— ９ ３ ４ ８ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ４— ０ １ ２ ４—０ ５
计
算
机
仿
真
２ ０ １ ５ 年０ ４ 月
汽 车 空 气 滤 清 器 的Байду номын сангаас 态 分 析 及 结 构 优 化
关 英俊 ， 张力锋 ， 李 想， 张疆 平
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一、进气系统概述1，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。
2，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。
汽车气路原理图讲解
汽车气路原理图讲解汽车的气路系统是汽车发动机工作的重要组成部分，它包括进气系统和排气系统两大部分。
进气系统负责将空气和燃料混合后送入发动机燃烧，而排气系统则将燃烧后的废气排出。
下面我们将对汽车气路原理图进行详细讲解。
首先，我们来看进气系统。
进气系统主要由进气管道、空气滤清器、节气门和进气歧管组成。
空气首先通过空气滤清器进入进气管道，然后经过节气门调节进入进气歧管，最终进入汽缸内与燃料混合燃烧。
进气系统的设计和优化对于发动机的性能和经济性有着重要的影响，因此在汽车设计和制造过程中，进气系统的结构和参数设计都经过精密计算和实验验证。
其次，我们来看排气系统。
排气系统主要由排气歧管、催化转化器、消声器和排气管道组成。
燃烧后的废气首先通过排气歧管进入催化转化器，在催化转化器中进行化学反应，将一些有害气体转化为无害气体，然后经过消声器减少噪音，最终通过排气管道排出。
排气系统的设计和优化对于汽车的环保性能和行驶舒适性有着重要的影响，因此在汽车设计和制造过程中，排气系统的结构和材料选择都经过精密计算和实验验证。
在汽车气路系统中，进气系统和排气系统密切配合，共同影响着发动机的工作效率和性能表现。
优化气路系统设计，可以提高发动机的燃烧效率，降低排放污染，提高汽车的动力性和经济性。
因此，汽车制造商在设计和制造汽车时，都会对气路系统进行精密的计算和优化，以确保汽车的性能和环保要求得到满足。
总之，汽车的气路系统是汽车发动机工作的重要组成部分，它直接影响着发动机的性能和环保性能。
进气系统和排气系统的设计和优化对于汽车的性能和经济性有着重要的影响，因此在汽车制造过程中，气路系统的设计和优化是至关重要的。
通过对汽车气路原理图的详细讲解，相信大家对汽车气路系统有了更深入的了解。
希望本文对大家有所帮助，谢谢阅读！。
空滤设计基本方法及计算
二. 空气滤清器的进、出气口管径设计与计算:
d1
V= ２０ｍ/s ～ ２５ｍ/s
d2 d2
空气进气口
d2 d1
在设计空滤时,空滤的进、出气口管 径常常受到主机厂在装配配合方面制约, 而空滤总成进、出气管口径的大小将会 直接影响空滤总成的原始阻力，因为在 空气流量不变的情况下，空滤总成进、 出气管的大小所产生的流速是影响空滤 总成阻力的直接因素。
主滤芯 main filter element
叶片环 blade ring, 壳体 housing
上盖 cover
安全滤芯 safety element
密封垫 Packing
排尘阀 Dust release valve
空气滤清器设计的基本原理和计算方法 The basic principle and calculation method of the air cleaner design 3.1 叶片环设计与计算:
在沙漠环境下 In the desert environment ：
寿命 Life time ：35h or 1000km
空气滤清器设计的基本原理和计算方法 The basic principle and calculation method of the air cleaner design
Bao yadong
并折，应选用较小的折宽b。
b
注意：为了防止滤材有效过滤面积的下降，建议滤 材 的折宽b≤55mm，如果b＞55mm，应采取特 殊的措施，防止滤材并折现象的发生。
空气滤清器设计的基本原理和计算方法 The basic principle and calculation method of the air cleaner design
发动机的进气与排气系统解析
发动机的进气与排气系统解析在汽车发动机中，进气与排气系统扮演着至关重要的角色。
进气系统负责将空气和燃料混合物引入燃烧室，而排气系统则将燃烧产生的废气排出。
这两个系统相互配合，共同实现汽车引擎的高效工作。
本文将对发动机的进气与排气系统进行详细解析。
一、进气系统进气系统的主要部件包括进气道、空气滤清器、进气歧管和气缸。
其工作原理如下：1. 空气滤清器：汽车进气系统中的第一道防线是空气滤清器。
其作用是过滤进入发动机的空气，防止灰尘、沙粒等杂质进入引擎，保护发动机运行顺畅。
2. 进气道：空气滤清器过滤后的空气通过进气道进入发动机。
进气道的设计可影响进气的流量和速度，进而影响发动机的性能。
3. 进气歧管：进入进气道的空气经过进气歧管分配到不同的气缸中。
进气歧管的结构和设计也会对发动机的性能产生一定的影响。
4. 气缸：空气进入气缸后与燃油混合，通过喷油器喷射形成可燃混合气。
然后，在火花塞的作用下，混合气被点燃，完成燃烧过程。
进气系统的设计和优化对发动机的性能和燃油经济性具有重要影响。
例如，增加进气道的直径和长度可以增加进气量，提高发动机的输出功率。
同时，采用进气可变门的技术可以实现进气道的变化尺寸，从而在不同转速下优化进气效果。
二、排气系统排气系统由排气歧管、催化转化器、消声器等组成，其功能是将燃烧后产生的废气排出发动机。
排气系统的工作原理如下：1. 排气歧管：燃烧后的废气从气缸中排出，在排气歧管中进行集中处理，将多个气缸的废气合并到一起。
2. 催化转化器：废气经过排气歧管后进入催化转化器，其中的催化剂能够将有害物质转化成无害物质，减少对环境的污染。
3. 消声器：排气经过催化转化器后进入消声器。
消声器通过设计和设置吸音材料，减少发动机排气产生的噪音。
排气系统的设计和优化可以降低发动机运行时的噪音，并减少废气对环境的污染。
例如，采用不同形状和尺寸的排气管可以改变排气流动的速度和压力，从而影响发动机的输出功率和扭矩。
汽车进气系统的匹配设计、空滤器的匹配原则和布置要求
第四节中冷器的匹配
一、中冷器的作用
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？ （１）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１０ ℃，发动机功率就能提高３％～ ５％。 （２）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ＮＯｘ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。
第二节 进气系统匹配设计要求
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。
下面以DYX4250车型空滤器流量匹 配进行计算说明
空滤器额定空气体积流量计算公式：
Q=P*g*α*A/(1000*γ) 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）； α-------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）； γ--------空气密度，kg/ m3，标准状态下的空气密度为
乘用车进气系统前期设计
AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计时代汽车 乘用车进气系统前期设计罗宏锦 胡德勇 李锐上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西柳州市 545007摘 要： 本文介绍乘用车进气系统常用的布置方式及进气系统理论模型的计算，为进气系统前期设计提供依据。
关键词：进气系统 计算 布置设计 声学设计 消音容积 压力损失 噪声1 前言进气系统作为发动机空气管理系统，在设计开发过程中应考虑以下因素：首先，发动机气缸中燃料需要同适当比例空气混合才能完全燃烧，通常1kg的汽油所需空气约为1418kg。
发动机的进气量受多种因素制约, 如果进气管路阻力过大会导致发动机进气量不足,影响发动机的动力性、经济性和排放指标；其次，进气系统应尽量避免水、雪、灰尘和杂质进入系统内，否则容易加大发动机磨损，影响发动机寿命；再次，进气系统噪声是整车噪声主要贡献之一，还需保证进气口与节流阀体之间具备足够的空间消声元件从而达到控制噪声作用。
因此进气系统的设计需从整车布置综合考虑，找出一种比较理想的方案，使进气系统能为发动机提供洁净且充足的空气，确保发动机性能的正常发挥以及可靠性，同时能达到消音降噪的作用，提升整车噪声水平及舒适性。
2 计算模型2.1 按吸气量计算以宝骏车型为例,其匹配的是四冲程四缸1.5L汽油发动机,该机型基本参数如下:缸径D=74.7mm;行程H=84.7mm;额定功率Pe=82KW(ne=5800r/min);汽缸数i=4。
忽略充气效率和进气阻力的影响,该发动机理论进气量可按以下方式求出:根据四冲程发动机作功原理,曲轴每转两周,发动机每缸各做功一次,吸气一次,则在额定功率下,发动机各缸做功次数j=ne/2:单个汽缸的理论进气量 Vi=jπ(D/2)2H设定发动机发出功率为额定功率,则单位时间里发动机理论充气量V =iVi=ijπ(D/2)2H=4×5800/2×π×(74.7/2)2×84.7×10-9=4.304(m3/min)由于发动机燃烧时实际所需空气要远大于理论空气量,因此,该发动机实际消耗空气量要远大于4.303m3/min。
卡车进气系统设计与计算
卡车进气系统设计与计算卡车进气系统设计与计算摘要本论文主要研究卡车进气系统的设计与计算问题。
在介绍卡车进气系统的基本原理以及现有技术的基础上，构建了基于CFD仿真的进气系统模型，并分析了系统的流场分布、压力分布等。
通过对比不同进气系统的运行参数，选取最佳方案，并对其进行经济性和实用性的分析，以达到优化卡车进气系统的效果。
关键词：卡车进气系统；CFD 仿真；最佳方案；经济性；实用性第一章绪论1.1 研究背景卡车作为一种重要的物流工具，其性能直接影响到物流行业的发展和效率。
进气系统作为卡车发动机的重要组成部分，直接影响到卡车的性能和经济性。
因此，研究卡车进气系统的优化设计和计算问题，对提高卡车性能和经济性具有重要意义。
1.2 研究内容本论文主要研究卡车进气系统的设计与计算问题，包括以下内容：（1）卡车进气系统的基本原理和现有技术的概述；（2）基于CFD仿真的进气系统模型构建，并分析系统的流场分布、压力分布等；（3）对比不同进气系统的运行参数，选取最佳方案；（4）对最佳方案进行经济性和实用性分析；（5）总结并提出未来的研究方向。
第二章卡车进气系统的基本原理和现有技术2.1 进气系统的作用进气系统是指将外部空气引入发动机中，并通过混合、压缩、点火等成为可燃气体，从而产生动力的系统。
进气系统的作用是将干净、充足的空气送入发动机中，以便发动机能够发挥出最佳性能。
2.2 进气系统的结构组成卡车进气系统由进口道、空气滤清器、进气歧管、节气门、进气道、增压器、进气冷却器和进气口等组成。
2.3 现有技术的发展趋势随着科技的不断发展，进气系统的技术也在不断的升级和改进，主要包括增压技术、直喷技术、泰坦机技术等。
第三章基于CFD仿真的进气系统模型构建3.1 建立进气系统的数学模型本论文采用CFD仿真技术，建立了卡车进气系统的数学模型。
通过对流体运动方程、物质守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程的求解，可以得到进气系统的流场分布图和压力分布图。
发动机进气系统设计要求指南
发动机进气系统设计要求指南目录一、总成说明1.1 进气系统空气滤清器总成的功用1.2 适用范围1.3 空气滤清器总成结构图、爆炸图二、各总成设计1设计原则2主要设计参数的决定因素和最优化的目标3 环境条件需要满足的工作温度4 基本设计要求4.1 一般的布置原则4.2 影响装配位置因素4.3 修理的方便性5 空滤总成零件设计5．1空滤总成设计（附图）5. 1．1 空滤总成的定位、装配工艺5. 1 ．2 空滤总成材料要求5．1 . 3 空滤及引气管的主要设计参数、结构的确定5．1 . 4空滤建模主要步骤、参考文件5.2 设计过程中的其他要求一、总成说明1.1 进气系统空气滤清器总成的功用进气系统包含了空气滤清器、进气歧管、进气门机构等。
空气经空气滤清器过滤掉杂质后，流过空气流量计，经由进气道进入进气歧管，与喷油嘴喷出的汽油混合后形成适当比例的燃油混合气，由进气门送入汽缸内点火燃烧，产生动力空气滤清器的作用是在满足空气吸入量的情况下过滤掉最微小的杂质颗粒，保护发动机。
不同的地区因土壤，气候及道路的情况不同，空气中含有的尘土等杂质成分和含量也有所不同，就其化学成分来说，多数是二氧化硅。
当它们进入发动机气缸的摩擦表面时，就会刺破润滑油膜，加剧发动机气缸的磨损，缩短发动机的使用寿命。
安装空气滤清器能减少气缸、活塞和活塞环等零件的磨损。
据有关资料报道：轿车如不安装空气滤清器，气缸磨损将增加7倍，活塞磨损增加3倍，活塞环磨损增加8倍。
因此，现代汽车发动机都在化油器或电喷发动机的节流阀体前部装有空气滤清器。
另外，优质空气滤清器能有效降低发动机吸入空气时的噪音。
1.2 适用范围本指南制订了与汽车发动机相匹配的进气系统的设计开发流程；1.3 空气滤清器总成结构图、爆炸图进气软管空滤器总成谐振腔引气管二、各总成设计空气滤清器总成设计：1、设计原则该总成的设计要求（功能、法规、布置）：参考标准和相关文件JB/T9755-1999 内燃机纸质滤芯空气滤清器总成技术条件JB/T9756-1999 内燃机空气滤清器纸质滤芯技术条件JB/T9747-1999 内燃机空气滤清器试验方法总成整车上的布置：1、与总布置确定空滤器的布置位置及空间。
大中型客车进气系统设计规范
向发动机输送清洁空气的管道。
3.6进气阻力（压力损失）
因发动机进气系统在额定流量下流动时所引起的能量损失，以压力降（被测进气系统的上游和下游规定测压点所测得静压差）表示，并按两个测量点的动压头之差加以修正。
3.7空滤器的去尘能力
QC/T32中空气滤清器在进气阻力达到限值时所能除去的灰尘总量定义为空滤的去尘能力。
△Pm=λ*(1/4Rh)*ρυ2/2*L（2）
式中：
△Pm——管道沿程压力损失；
λ—摩擦阻力系数；
ρ—空气密度；
L—管道的长度；
Rh—管道的水力半径，计算公式为Rh=A/P,，Dh= 4A/P(3)
其中A为截面面积，P为湿周。
b)客车进气管道材料目前均为薄钢板件，在表面粗糙度k=0.15 mm，直径D=(0.05～2.0) m,空气流速υ=(5～30)m/s时，沿程压力损失可以按照下面的公式估算：
局部损失是指克服边界急剧改变的区域造成的局部阻力而引起的能量损失。其一般的计算公式为：
△Pj=ξ*ρ*υ2/2,（6）
式中：
大中型客车发动机进气系统设计规范
（试行稿）
编号
C/SJGF119008
编制
审核
标准
批准
日期
欧辉客车事业部
1
为实现大中型客车发动机进气系统设计的规范化、通用化，根据国家有关客车方面的法规、政策、技术要求，结合我公司产品开发流程，参考高等院校汽车专业教材中有关章节的规定，编制本设计规范。本设计规范对生产、检验具有参考作用。
5.2.4.3远离高温部件，如不能远离需采取隔热措施。
5.2.4.4正常路面上，确保不需要拆除其它部件的情况下方便滤芯装拆和清理维护。
5.2.4.5排尘口位置处于空滤器的最低点，应尽可能远离发动机表面、传动皮带、冷却散热系统和其迎风面等。
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10.16638/ki.1671-7988.2017.17.022某车型进气系统空气滤清器的设计赵灿，刘杏（陕西重型汽车有限公司，陕西西安710200）摘要：文章总结了发动机进气系统的设计流程及一些设计经验，并以某越野车为例，阐述了空气滤清器进气量以及进气管道的计算方法，介绍了进气系统布置时应注意的事项，为选择合适的进气系统布置方案提供了参考。
关键词：空气滤清器；进气管道；设计中图分类号：U462.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)17-60-03Design of airfilter for air intake system of a certain modelZhao Can, Liu Xing( Shaanxi Heavy Automobile co., Ltd., Shaanxi Xi`an 710200 )Abstract: This paper summarizes the design flow and some design experience of the engine intake system. Taking an off-road vehicle as an example, the paper introduces the air intake and the calculation method of the intake pipe, and introduces the installation of the intake system. provides a reference for selecting the appropriate air intake system layout program.Keywords: Air filter; Intake system; DesignCLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)17-60-03前言汽车的进气系统就是把空气导入发动机气缸的零部件集合体的统称，发动机进气系统为发动机提供一条进气系统阻力小，充气效率高，可燃混合气均匀，涡流强度大的进入发动机缸体的通道。
发动机进气系统包括空气滤清器、进气支管及和它们直接相关的零件。
其中，空气滤清器的作用是清除进入发动机的空气所含的灰尘，以减少气缸、活塞环的磨损。
发动机工作时要吸入大量空气。
若空气中的灰尘随着空气进入气缸，将对汽缸、活塞及活塞环造成磨损，从而降低发动机的使用寿命。
货车的实验表明，如若不装空气滤清器，发动机气缸的磨损将增加8倍，活塞磨损增加3倍，活塞环磨损增加9倍。
如不使用空气滤清器的发动机其寿命将减少三分之二左右，因此，空气滤清器是发动机工作时不可缺少的组成部分。
1 进气系统结构、工作原理及共用概述1.1 进气系统结构我们常说的进气系统是指从空气进气导管开始，发动机节气门（不包含节气门）为止所有的零部件的总成。
图1为一个进气系统的示意图，其包括进气导管、空滤、进气软管等。
图1 进气系统示意图1.2 工作原理空气从进气导管口进入，经过空滤器时，空气的灰尘和杂质被滤芯过滤掉。
干净的空气经发动机进气软管流入气缸作者简介：赵灿，就职于陕西重型汽车有限公司。
赵灿 等：某车型进气系统空气滤清器的设计 612017年第17期 参与发动机燃烧。
节气门后部的进气歧管上安装有进气压力与温度传感器，其侦测到的进气歧管内部空气的绝对压力和温度信号，经发动机电子控制模块计算出进气空气密度，进而推算出进入发动机的进气充量，为发动机提供理想的燃油喷射供给量。
节气门的开度由发动机的运行工况和负荷情况决定，其开度大小控制进入气缸的空气流量，从而控制着发动机的输出功率大小。
当节气门全关闭时，怠速控制阀工作，使发动机转速稳定在标定怠速状态。
1.3 功用a.调节空燃比；b.过滤空气，方盒子空气中的灰尘、杂质和水等进入发动机；c.测量进气量；d.降低进气噪音。
2 进气系统设计步骤2.1 确认发动机的基本参数如下表表12.2 进气歧管的设计一般发动机的进气歧管都已固化，所以实际设计中进气歧管的设计不用考虑。
2.3进行空气滤清器的设计空气滤清器是进气系统必不可少的元件，除了过滤空气外，他还是一个扩张消音器。
空滤器的容积应该尽可能的大，这样传递损失大而且覆盖频带宽。
但是考虑到过大的空滤器在空间布置、成本和长期使用下对发动机磨损严重的情况下，还是要谨慎选用。
2.3.1 确定发动机的最大进气流量选择空气滤清器要保证由足够的进气流量，特别在风沙、灰土大的地区，要增大空气滤清器的流量，以加大滤芯的使用寿命，减少滤芯的替换频次，从而减少发动机的磨损保证其正常工作。
空滤器的额定流量是发动机标定工况下的实测流量。
由于越野车的运行工况较恶劣，我们取发动机标定工况下实测流量（发动机的进气量与空压机的进气量之和）的1.2倍。
首先，确定发动机额定空气流量，Q H ：式中Q h ——额定空气流量，m 3/h ； V h ——发动机排量，m 3； n ——最大功率点转速，r/min ； ηv ——空气系数，增压机取1；A ——增压系数，非增压A=1，低增压A=1.3，中增压A=1.6；Z ——缺缸系数，四缸取1。
其次，确定空气滤清器的额定流量Q 。
考虑降低进气阻力和维持一定的保养周期，空滤器的流量应该是发动机的额定进气量的1.05~1.3倍。
对于空气制动车型，空滤器还需要为空气压缩机提供新鲜空气，所以在确定空滤器流量时还需要加上空气压缩机的进气量Q I 。
空气滤清器的额定流量Q 由下式算出：其中，K 为储备系数，取1.05~1.3。
所以本次3.5T 空滤器所需的进气量为：2.4 进气导管的设计进气系统进气管路设计要注意以下5点。
1）原始进气口到空气滤清器以及空气滤清器到增压器之间的进气管刚度必须足够，否则进气管路或被压扁，造成进气量不足。
2）进气接管实用T 型卡箍连接，如卡箍不紧，容易漏气，出现空气不流经空滤器的所谓短路的问题。
3）进气管路是保证发动机得到充足和清洁空气的通道，因此，管道走向要求比较顺，且长度应该尽量短，弯度不能过大，否则进气阻力大，进气管路变径要逐渐过渡，不能突变。
4）增压发动机进气系统的安装及布置管路应保证增压器的空气温度与环境温度差值不高于15°C ，否则空气密度下降，影响发动机功率的发挥，并使排放恶化。
5）进气管路要预留出必要的管路拆卸空间和工艺误差空间，进气管连接处要完全密封。
2.4.1 进气导管的设计计算A=Q/VQ ——进气流量，Q=650m 3/h V ——空气平均流速，取40m/s 。
代入公式算出进气系统需要进气导管截面面积为A= 4500mm 2。
改车型选用圆形截面进气管，截面内经R=38.6 mm ，其，满足设计要求。
3 空气滤清器的选型为了整车有一个良好的进气系统，空滤器须经过仔细选择，目前我厂沙漠车普遍采用的干式空滤器，这种滤清器可以有一个预虑装置，使空气产生旋流，通过离心作用分理处大部分灰尘，这些灰尘可以被收集在集尘袋中，间断排出。
汽车实用技术62 2017年第17期空滤器的进气量和进气阻力参数由配套厂家提供，空滤器的选择可根据发动机对进气量和进气阻力的要求进行选择。
4 空气滤清器的布置对于中、轻型长头载货车，空气滤清器一般不只在发动机舱内，对于重型长头载货车，由于空滤器体积较大，常布置在车头侧面，对于平头载货车的空气滤清器，都放在驾驶室的后侧，从驾驶室背面竖起一个进气扁管，吸气口朝外侧居多。
安装要求：1.大部分空滤器只能水平安装；2.必须带排尘装置，排尘口的安装位置应尽可能远离发动机表面和迎风面；3.与排气管或消声器布置太近时，应在空气滤清器之间加隔热装置，否则进气温度高，影响发动机功率；4.原始进气口必须设计在雨、雪、灰尘不易进入的部位，且不应有其他零部件阻挡。
5.原始进气口位置应尽可能的高，并且其截面积是空滤器进气口的1.5倍左右，最大程度避免行驶时扬气的灰尘，以确保能吸进清新、足量的空气；6.若空滤器空气阻力报警未安装，则孔位必须堵上，否则灰尘容易直接进入气缸内。
5 结束语统计表明，发动机的早期磨损、烟大、油耗高、无力等故障，绝大多数情况与汽车进气系统设计不合理有关。
为了使汽车进气系统设计布置得更合理，整车厂应在样车装配完成后进行实验测试，确保各项设计指标均能满足发动机厂家提出的要求，同时把存在的问题及时整改。
科学地布置进气系统不但可以优化发动机的燃烧特性，提高发动机的功率和扭矩，还可以降低尾气排放，有效地减少发动机的工作负荷，消除发动机的早期磨损威胁，使得发动机的使用寿命延长。
参考文献[1] 陈家瑞.汽车构造[M].上册.北京：机械工业出版社,2009.[2] 李志丰.FSAE 进气系统改进设计及流场特性分析[D].长沙：湖南大学,2008.[3] 顾宏中.内燃机中的气体流动及数值分析[M].北京：国防工业出版社,1985.[4] 余志生.汽车理论.第三版.北京：机械工业出版社,2000.（上接第52页）统计P1-P9点加载和卸载位移汇总统计，形成表1，具体如表1所示。
3.2 内部冲击分析结果货厢内部冲击各种工况下，运用ABAQUS求解，得出各种工况下对应最大形变和残余形变，具体数值如表2所示：表2 内部冲击抗凹分析结果汇总表3.3 结果评价分析测量结果，查看货厢在各种工况下货厢形变及卸载后残余形变，若发生形变与残余形变在合理范围内，则说明该设计满足要求，反之，则结构设计存在风险，可通过增加加强梁、改进加强筋等方案来优化。
由表1和表2中可确定，几种工况下，形变和残余形变均在合理范围内，即设计满足要求。
4 结论通过对货厢抗凹性能分析，发现在设计过程中刚度存在的不足，针对刚度不足之处进行优化，对产品设计开发是一种行之有效的方法。
合理的运用仿真分析以提高产品设计准确性，避免后期设计变更发生，对于项目开发周期和降低项目成本均有较重要作用。
参考文献[1] 李雪峰.汽车板材抗凹性试验方法及数值模拟研究[D],北京航空航天大学,2001年.[2] 乔维高.专用汽车结构与设计.北京大学出版社,2010年9月.[3] 石亦平.ABAQUS有限元分析实例详解.机械工业出版社,2006年7月.。