发动机进气系统布置指南
(完整版)汽车发动机的进排气系统
主要内容
进排气系统的组成 EGR 废气再循环 涡轮增压
5.Байду номын сангаас概述
作用：
在内燃机工作循环时，不断地将新鲜空气或可 燃混合气送入燃烧室，将燃烧室的废气排放到大 气中，保证内燃机连续运转。
组成：
空气滤清器、进气管、排气管、排气消音器
一、空气滤清器
1、功用：
清除流向化油器的空气中所含的尘土和沙粒， 以减少气缸、活塞和活塞环的磨损。
共振式进气管
进气管细长与各缸连接长度大体一致能很好的匹配，利用进气流 的脉动效应增强进气效果。
带谐振腔进气管
能改变谐振腔的容积，可以调节内燃机的最大扭矩和 相应的转数范围 降低噪声
捷达进气管实物图
捷达排气管实物图
三、排气消声器
功用： 减少噪声和消除废气中的火焰及火星。 原理： 1)多次地变动气流方向； 2)重复地使气流通过收缩而又扩大的断面； 3)将气流分割为很多小的支流并沿着不平滑的平
面流动 4)将气流冷却。
排气管
排气的净化装置
催化反应器
EGR 闭是曲轴箱强制通风系统 进气恒温控制原理
排气净化装置
作用：
除去 HC CO NOx (HC一半串入曲轴箱) 方法：
1.机内净化 2.机外净化
三元催化 EGR
三元催化器
• 三元催化器串接在排气歧管和和消声器之间, 氧传感器之 后.
废气涡轮增压利用废气能量直接压缩空气，提高内燃机的 功率。废气涡轮增压器由压气机、涡轮和中间体三部分组 成。中间体内有轴承、密封、润滑油路和冷却腔等。采用 浮动轴承，降低轴与轴承间的相对速度。带放气阀的涡轮 增压系统对改善柴油机的加速性和低速扭矩特性有良好效 果。
卡车发动机进气系统设计
进气系设计规范根据发动机对进气量的需求计算空滤器的流量允许范围，并选择合适的空滤器增压机计算公式：Qe= n (转) × V 排 × 130%×60/1000/2(m3/h)CY4102BZLQ：Qe= n (转) × V 排 × 130%×60/1000/2=2800*3.856*1.3*0.006/2=421m3/h（1109010Z11QZ-caS进气流量为600m3/h）非增压机计算公式：Qe= n (转) × V 排 × 80%×60/1000/2(m3/h)JM495:Qe= n (转) × V 排 × 80%×60/1000/2=4800*2.693*0.8*0.006/2=310m3/h (1109010Z412进气流量为430m3/h)（考虑到管路中，进气阻力产生的压力降，故选择空滤器时，将空滤器流量设为发动机进气需求量的1.3倍左右）2、中冷器的选择：根据发动机对进气量的需求计算出中冷器所需的降温能力（或所需面积），根据其降温能力（或所需面积）选择适当的中冷器 。
（附1109020N3QZ-uh0的选择、计算过程）3、空滤器位置的确定及出气口方向的选择：根据总布置要求选择空滤器的位置，并决定是否加用支架，然后根据空滤器与发动机的相对位置选择适当的出气口方向。
4、管路设计要求：根据空滤器与增压器之间的相对位置以及增压器与中冷器、中冷器出气管与发动机进气管的相对位置设计管路，同时，必须考虑到气流的顺畅性及其他分组是否会与进气管路干涉。
管路设计时，一般选择“软管--钢管--软管”的设计方案，尽量选用软管过弯，必要时可用钢管过弯，但钢管不得多于一处弯角。
钢管与软管之间采用过盈配合，钢管的外径应该大于软管的内径1～2mm，以避免软管脱落；同样，在变径处，尽量选择软管，因为采用钢管变径，必须拼焊，这样会降低钢管的强度以及钢管的外观。
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。
进气系统设计计算说明书
DK4进气系统设计计算书DK4进气系统由于整车布置需要，整体布置在机舱内右侧，由于现有车型进气系统都是布置在车体左侧，因此，相对现有车型，进气系统设计变动较大。
1. 进气系统的构成和布置1.1空滤器总成的布置空滤器的布置在原车型的机舱右侧（原装电瓶处）。
1.1.1 空滤器的型式空滤器采用塑料壳体，本体和上盖壳体上下分开型式，进气口在本体，向车体右侧，出气口在上盖，出气口带法兰与空气流量计通过两个螺栓联接，法兰口粘接有橡胶密封圈保证与流量计接触端面密封。
1.1.2滤芯的结构型式滤芯采用折叠的无纺布通过注塑框架固定平板式结构，橡胶密封圈保证与空滤器壳体密封面密封。
1.1.3空滤器总成的安装方式空滤器总成采用三点固定方式，两点利用现有的孔位，固定金属安装支架，另一点借用动力转向罐支架。
1.2 进气导管的构成和布置进气导管由进气隔热板进气导管与谐振器导管口构成1.2.1 进气导管的结构进气导管由进气隔热板和进气导管构成，隔热板一方面起隔热作用，同时起固定进气管的作用。
进气口从右侧翼子板引导进气，另一歧管连接谐振器管口。
1.2.2 进气导管布置位置进气导管通过进气导管的隔热板卡装在引擎盖右侧内支撑板的长方孔内。
1.2.3 进气导管的基本尺寸进气导管进气口大气侧，管口内径为：80mm1.2.4 进气导管安装方式进气导管通过进气导管的隔热板卡装在引擎盖右侧内支撑板的长方孔内，另一端卡装在空滤器本体。
1.3 谐振器的结构和布置谐振器的型式采用亥姆霍兹(Helmholtz)共振腔，1.3.1 谐振器的布置位置谐振器布置在翼子板右侧内，1.3.2 谐振器的基本尺寸谐振器管口内径为：40mm，连接管的长度为：35mm1.3.3 谐振器的安装方式谐振器通过两个金属支架，固定在引擎盖右侧，利用现有侧孔位，通过螺母固定。
1.4 进气胶管的结构和布置进气胶管根据与空滤器联接的流量计的位置和发动机进气口位置设计布置1.4.1 进气胶管的结构进气胶管中部设计三个波纹，胶管外侧面布置纵横交叉加强筋，加强筋间距22～28mm，容易吸塌的部位，加强筋的高度为5mm，其他部位加强筋高度为4mm。
进气系统结构组成
进气系统结构组成进气系统是指汽车引擎中用于供给空气和燃料混合物的系统，它由多个组成部分组成。
本文将从进气道、空气滤清器、进气歧管、节气门、燃油喷射器等方面介绍进气系统的结构组成。
一、进气道进气道是指空气从外部进入发动机的通道。
它通常由进气口、进气管道和进气道等组成。
进气口位于车辆前部，通过进气口将外界空气引入进气管道。
进气管道是一根连接进气口和进气道的管道，它通常由金属或塑料制成。
进气道是连接进气管道和发动机的部分，它通常是一根弯曲的管道，用于使空气流动更加顺畅。
二、空气滤清器空气滤清器是进气系统中的重要部分，它用于过滤进入发动机的空气，防止灰尘、杂质等物质进入发动机。
空气滤清器通常由滤芯、滤壳和密封圈等组成。
滤芯是空气滤清器的核心部分，它由纸质或棉质材料制成，能够有效过滤空气中的微粒。
滤壳是空气滤清器的外壳，能够保护滤芯免受损坏。
密封圈用于确保空气滤清器与进气系统的密封性。
三、进气歧管进气歧管是将空气均匀分配给各个气缸的部分，它通常位于发动机上方。
进气歧管的结构可以分为单一进气口和多个进气口两种。
单一进气口的进气歧管将空气均匀分配给各个气缸，多个进气口的进气歧管将空气分别引入各个进气口，并通过节气门控制气缸的进气量。
四、节气门节气门位于进气歧管和发动机之间，用于控制进入发动机的空气量。
它通常由金属制成，具有可调节开度的功能。
当节气门完全关闭时，发动机停止供气；当节气门完全开启时，发动机获得最大进气量。
通过控制节气门的开度，可以实现对发动机的加速、减速和怠速控制。
五、燃油喷射器燃油喷射器是将燃料喷射到进气道中的部分，它通常位于进气歧管上方。
燃油喷射器由喷油嘴和电磁阀等组成。
喷油嘴负责将燃料雾化成细小的颗粒，并喷射到进气道中。
电磁阀控制喷油嘴的开闭，通过控制燃油的喷射量，实现对发动机的燃油供给控制。
进气系统的结构组成包括进气道、空气滤清器、进气歧管、节气门和燃油喷射器等多个部分。
这些部分相互配合，确保发动机能够获得足够的空气和燃料混合物，从而正常运行。
参考资料 - 发动机进排气系统及其设计
以涡扇发动机排气系统为例：
⚫ 内外涵两股排气：低温的外涵空气流和高温的内涵燃气流。
⚫ 排气方式： 混合排气：常用在低涵道比发动机上，长外涵，两股气流
由内部混合器充分混合后排出。有利于降低噪音。 分开排气：用于高涵道比发动机上，短外涵，两股气流排
出后于大气中混合。 见下图：
发动机排气系统分类：
发动机排气系统
乘波飞行理论：对于一个尖楔体，以高速飞机上常见 的尖劈翼型为例，当它超音速飞行时，必然在机翼下方产 生一道从前缘开始的斜激波，气流在经过斜激波后会形成 一个压力均匀的高压区，且此翼下高压区不受翼上低压区 的影响（而常规机翼由于绕翼型环流的存在翼上下搞低压 区相沟通），因此将会产生很高的升力，整个飞行器好像 乘在激波上，乘波飞行由此得名。
由于“启动”问题的限制，即使进气道前的脱体激波 移动至喉部下游稳定位置，阻碍了其实际的运用。
◆ 外压式进气道
由外罩和中心体组成，如下图2-2所示，利用中心体 产生的一道或多道斜激波再加上唇口处一道正激波使超音 速气流变为亚音速气流而减速增压。
结构简单，工作稳定性好，飞行马赫数在2.5以下的飞 机多采用此类型进气道。
➢ 将涡轮排出的燃气以一定的速度和要求的方向排入大气， 产生推力。
➢ 对涡喷发动机，涡轮后排气流产生全部推力；对涡扇发动 机，风扇排气产生主要推力，涡轮排气产生部分推力；对 涡桨发动机，排气流产生的推力更少，主要是靠螺旋桨产 生拉力。
➢ 从涡轮出来的排气流，因有高速旋流，为了降低摩檫损失， 通常将排气锥和外壁之间的通道设计为扩散的，气流流速 降低、压力升高。涡轮后部支板对气流进入喷管之前整流， 避免旋涡损失。
◼ 内部流动损失
➢ 粘性摩擦损失
由于进气道内壁面与气流之间的摩擦力所引起的，因 此内壁面应做得尽可能的光滑, 以减小摩擦损失。
汽车发动机进气系统
汽车发动机进气系统
汽车发动机进气系统主要由空气滤清器、空气流量计、进气压力传感器、节气门体、附加空气阀、怠速控制阀、谐振腔、动力腔、进气歧管等组成。
其工作原理如下：
进入发动机的空气经空气滤清器滤去尘埃等杂质后，流经空气流量计，沿节气门通道进入动力腔，再经进气歧管分配到各个气缸中；发动机冷车怠速运转时，部分空气经附加空气阀或怠速控制阀绕过节气门进入气缸。
进气系统的主要功用是为发动机输送清洁、干燥、充足而稳定的空气以满足发动机的需求，避免空气中杂质及大颗粒粉尘进入发动机燃烧室造成发动机异常磨损。
此外，进气系统的另一个重要功能是降低噪声，进气噪声不仅影响整车通过噪声，而且影响车内噪声，这对乘车舒适性有着很大的影响。
关于汽车发动机进气系统如何优化设计以提高效率的问题，需要考虑多个因素。
首先，进气歧管的长度设计需要精确，以确保压缩波在适当的时间到达进汽阀门，从而提高引擎的容积效率。
此外，较长的进气歧管在引擎低转速时的容积效率较高，最大扭力值会较高，但随转速的提高，容积效率及扭力都会急剧降低，不利高速运转。
较短的进气歧管则可提高引擎高转速运转时的容积效率，但会降低引擎的
最大扭力及其出现时机。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询汽车工程师。
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。
进气系统培训PPT
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二、发动机进气系统主要零件介绍
⑶进气歧管的分类：
铝合金进气歧管 ➢ 进气歧管本体采用砂芯铸造，
一次成型，对毛坯的安装面、 安装孔进 行机加工后，再进 行各管接头与堵塞的压装。 ➢ 材料：AC4B-F
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二、发动机进气系统主要零件介绍
塑料进气歧管
➢ 进气歧管本体采用分片设计， 生产过程中采用分片注塑成 型，通过振动摩擦焊完成塑 料进气歧管本体的制作，再 进行热插螺母、冷压钢套的 安装。
4、怠速偏高，声音异常
节气门垫接口处有泄漏部位
故障现象： 汽车在 正常怠速运转时， 表现出转速偏高， 有时候伴随着异响。
进气歧管连接处有泄漏部位
节气门后方进气管路中有泄漏部位
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一、发动机进气系统概述
3、发动机进气系统分类
当代汽车进气系统主要是可变进气系统。
可变气门 正时
连续可变 气门正时
电子可变 正时
电子可变 气门升程
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二、发动机进气系统主要零件介绍
1、发动机进气系统结构
一个完整的进气系统可以分为两部分：发动机进气管多支管系统和空气进入系统。（见图1 和图2）
A B
进气系统设计的好坏直接影响 到发动机的功率及噪声品质， 关系到整车的乘坐舒适性。
B
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一、发动机进气系统概述
2、发动机进气系统工作原理
发动机工作时，驾驶员通过加速踏板 操纵节气门的开度，进入发动机的空 气经空气滤清器滤去尘埃等杂质后， 流经空气流量计，沿节气门通道进入 动力腔，再经进气歧管分配到各个气 缸中。
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二、发动机进气系统主要零件介绍
进气系统 整车部分
汽车发动机电控之进气系统
信号VS送给ECU。
叶片式空气流量计各构件的作用
油泵开关：装在空气流量计内，只有在发动机运转，空气流 量计叶片转动时，油泵开关才闭合。只要发动机 停止运转，油泵开关便处于断开状态，即使点火 开关闭合，油泵也不工作。 补偿板和阻尼室：与叶片做成一体，为使叶片在吸入空气量 急剧变化和气流脉动时，仍平稳运转。 怠速调整螺钉： 设置在旁通气道上，如图3-66，调整该螺 钉可以改变怠速时的混合气浓度。 进气温度传感器：将测得的进气温度信号送给ECU,以便ECU 发出指令，根据进气温度修正喷油量。
二级管可以检测到卡门涡旋的脉冲，经整理后送到ECU，ECU根据脉冲不
同，可以确定基准进气量和基准点火提前角。 B.超声波检测式（图3-68） 空气流经整流栅，使气流准备均匀，通过旋涡发生柱4，使涡流稳定板产 生了一系列卡门旋涡，在发生器一侧安装超声波发射器1及发射头，另一 侧为接受器8，当连续频率固定的超声波通过密度变化的气流时，接收器8 就会收到与旋涡相对应的疏密波7，经检波整形放大后输出与旋涡f对应的 脉冲信号11输出。
旁通道
旁通气道开口的大小决定了空气量，开口大小由调整螺钉 调整。螺钉顺时针旋入，开口减小，发动机转速降低；反 时针旋转调节螺钉时，开口加大，发动机怠速转速升高。
节气门缓冲器
当迅速松开油门时，节气门在回位弹簧作用下立刻回到关 闭位置，这样发动机因进气量迅速减少，会造成减速冲击， 甚至熄火，为防止出现这样情况，安装有节气门缓冲器， 以使节气门关闭平稳些。
节气门体 A—来自空气滤清器；B—至进气总管；C—冷却水进口；D—冷却水出口； 1.怠速旁通气道；2.怠速调整螺钉；3.节气门；4.阀门；5.弹簧；6.感温器
空气阀
1.双金属空气阀
冷机时，双金属阀处于开启状态，此时节气门关闭，空气通
乘用车进气系统总布置设计分析
汽车工业研究·季刊2020年第2期乘用车进气系统概述乘用车发动机根据其进气形式不同可分为自然吸气发动机和增压发动机，自然吸气发动机的进气系统主要由冷空气进气口、空气滤清器、进气连接弯管（部分带消声元件）等组成，其结构如图1所示。
增压发动机的进气系统还会包括增压器、增压器至中冷器管路、中冷器、中冷器至发动机管路及一些传感器等，增压发动机进气系统结构如图2所示。
进气口空气滤清器进气歧管发动机排气歧管冷空气进气管进气连接弯管消声器图1自然吸气发动机进气系统示意图进气口空气滤清器冷空气进气管进气连接弯管消声器图2涡轮增压发动机进气系统示意图本文以配置涡轮增压进气系统的某上市SUV 车型为设计案例，详细介绍进气系统布置设计，其进气系统组成结构如图3所示，各总成具体功能如下：冷空气进气口：引导外界空气进入空气滤清器，并具有一定的挡泥防水作用（部分车型设计有专门的进气挡板）。
空气滤清器：滤除空气中的硬质灰尘颗粒等杂物，降低灰尘对发动机缸体的磨损。
部分车型空气滤清器内部设计有消声降噪结构，对进气噪声具有一定的削减作用。
进气连接弯管：连接空气滤清器和涡轮增压器，引导过滤后的空气进入涡轮增压器。
部分车型进气连接弯管上集成消声元件，如1/4波长管、赫尔姆兹谐振腔、宽频消声器及Po⁃rous 管等[1]。
增压器至中冷器管路：引导增压后的高温高压气体进入中冷器进行冷却。
该管路一般为耐热耐压的橡胶管，能够承受足够的压力和温度，同时还应该能够有效的吸收发动机的振动，避免对零部件造成损害。
中冷器：对增压后的空气进行冷却，降低发动机的热负荷，提高进气量，进而提高发动机功率，常见的有风冷式和水冷式。
中冷器至发动机管路：引导冷却后的增压空气进入进气歧管。
因为此处为进气歧管节流阀体前经常会附加额外真空及传感器接口。
图3进气系统结构图乘用车进气系统总布置设计分析▶◀……………………………………………………………………………邵奎伟王魁博24汽车工业研究·季刊2020年第2期关键部件及管路布置1.1冷空气进气口冷空气进气口布置时除应满足法规及性能要求外，还应考虑以下几方面：（1）布置位置及开口朝向应尽量避开机舱的负压区、高温区、积灰区、甩泥区等区域，并具有足够的高度以保证一定的涉水深度。
进气系统原理及设计介绍
空滤器的分类：
式两种。油浸式是通过一个油浸过 的滤芯，将空气中杂质分离出来，
根据使用条件，空气滤清器主要有以下类型：
其滤芯材料有金属丝织物的，也有 发泡材料。油浴式是将吸进 的含尘
（1）干式（2）湿式（3）油浴式（4）离心式（5）组合空再气在式导带入油油雾池的而空被气除向去上大流部经分一灰个尘由，
金属丝绕成的滤芯时作进一步过滤，
通空滤
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单
管
管
2.进气系统的组成
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2.进气系统的组成
• 2.进气管、连接管
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2.进气系统的组成
各种管路连接方式对阻力的影响
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2. 进气系统的组成
3 空滤器滤清器
空滤总成由空滤壳体、主滤芯、安全滤芯等组成。是进气系统重要组成部分，
一般要求空滤总成过滤效率≥99.5%。
湿式空气滤清器包括油浸式和油浴
注：cu.Ft = 立方英尺 1cu.Ft =0.028 m 3
25
3.进气系统的设计及试验方法
3.2 进气系统设计输入 另一种额度进气流量计算公式：
Qve=P∙ge∙α∙A0/(1000∙γa)= m3/h 式中： Qve——额定空气体积流量，m3/h； P——发动机额定功率，kW； ge——发动机额定功率时的燃油消耗率，g/kW∙h(约235S/kW∙h)； α——额定功率时的过量空气系数(增压发动机取2.0，增压中冷发动机取2.1)； A0——燃烧1kg燃油所需的理论空气量，kg/kg(柴油为14.3kg/kg)； 、 γa——空气密度，kg/m3。标准状态下的空气密度为1.2005kg/m3。 实际选用额定进气流量为m3/h ＞Qve
干式空气滤清器的滤芯用微孔滤纸或无纺布制造，滤料油不滴和浸被油拦住。的灰尘一起返回到油
康明斯发动机进气系统
Intake Systems 进气系统
Verification Procedures 评审程序
应用工程培训
SYSTEM PIPING & CONNECTIONS 系统管路和连接
设计评审 产品检查 必要时进行测试 设计评审 产品检查 必要时进行测试 －－如果评审工程师根据以前的测试或经 验认为除水装置的性能值得怀疑时
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Intake Systems 进气系统
Design Guidelines 设计指南
应用工程培训
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Intake Systems 进气系统
Design Guidelines 设计指南
应用工程培训
How To Select Air Cleaner 如何选择空气滤清器
(1) Maximum Pressure Drop from the Turbocharger Outlet to the Intake Manifold ..........— mm Hg (in. Hg) N/A
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Intake Systems 进气系统
Requirements 安装要求
应用工程培训
FILTRATION 滤清性能
设计评审 产品检查 Advisor 可以计算复杂系统的阻力 设计评审 安装测试，额定功率和转速下测试最复杂系统状态的阻力
RESTRICTION 阻力
INLET LOCATION 进气口位置
设计评审 产品检查 安装测试（测试冷却能力时测量进气温升）
INLET LOCATION 进气口位置
发动机进气系统设计规范
发动机进气系统设计规范1 目的与适用范围本规范规定了发动机进气系统的设计本标准适用于所有新开发的带发动机的车型。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB 13094-2017 《客车结构安全要求》GB 7258-2017 《机动车运行安全技术条件》JB／T 1094 《营运客车安全技术条件》3 定义本文件所指进气系统，其定义为搭载传统汽、柴油或者天然气发动机的发动机进气系统，包括混合动力车型的发动机进气系统。
发动机进气系统由空滤器、中冷器、进气管路等部件组成。
3.1 中冷器中冷器通常见于安装了涡轮增压的车上。
因为中冷器其实是涡轮增压的配套零件，其作用在于降低增压后的高温空气温度、以降低发动机的热负荷，提高进气量，进而增加发动机的功率。
对于增压发动机来说，中冷器是增压系统的重要组成部件。
无论是机械增压发动机还是涡轮增压发动机，都需要在增压器与进气歧管之间安装中冷器。
3.2 空气滤清器空气滤清器主要应用在气动机械、内燃机械等领域，作用是为这些机械设备提供清洁的空气，以防这些机械设备在工作中吸入带有杂质颗粒的空气而增加磨蚀和损坏的机率。
空气滤清器的主要组成部分是滤芯和机壳，其中滤芯是主要的过滤部分，承担着气体的过滤工作，而机壳是为滤芯提供必要保护的外部结构。
空气滤清器的工作要求是能承担高效率的空气滤清工作，不为空气流动增加过多阻力，并能长时间连续工作。
4 要求4.1 一般要求其功能是吸入发动机燃烧做功时需要的空气，保证发动机能或许充足的进气量和适宜的进气温度状态下工作，以获得较高的动力性、经济性及可靠性。
4.2 空滤器的选型发动机所匹配的空滤器应满足发动机配套参数表中的配套要求（如下表）。
4.3 空滤器的布置空滤器的安装尺寸及壳体形状取决于整车布置要求。
a.进口处的空气温度不应超过环境温度15℃，进气温度过高会降低发动机充气效率，进口方向迎风是必要的，迎风进气口会提高进气对于前置车一般原始进风口位于车头，对于后置车一般从侧围引风。
第二章 电控发动机进气系统
状态：Rh温度高，电阻大，Vs输出电压低，空气流量小 Rh温度低，电阻小，Vs输出电压高，空气流量大 由于热线式空气MAF检测精度高，50%的中高档车都装配 这种空气流量计，标准为三线端子，也有在Rt处再串联一 个热敏电阻以检测进气温度。
三大科谷教育（机电一体化· 汽车专业）
提示：这种空气流量计在使用一 段时间后，由于空滤没有及时更 换，上面可能会沾上脏污，这样 测得空气流量会偏小，所以常常 在这个上面还有一根自清洁信号 线，发动机熄火4S后，电脑控制 其瞬间加热到1000℃左右将附在 32 上面的脏污烧尽。
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34
2.4 空气流量计综合故障（案例）
案例一：一辆Passta B5轿车行驶6万公里后出现启动困难，行车、
加速无力，最高时速只能在80Km/h，在4S店用VAS5053型解码器读 取故障码，无故障码显示。试分析其故障。（大众帕萨特B5轿车采用 热线式空气流量计）
1、元件识别
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叶片式空气流量计电位计部分
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叶片式空气流量计电路原理图分析
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2、叶片式空气流量计
数字信号叶片式MAF电路分析
电路等效分析: a、R1起始位置时电阻为最大,此时Vs端子输出电压为最小
2.3.4 热膜式空气流量计
热膜式空气流量计的电气原理，内部结构上都与热线式很相似， 不同的是，热膜式空气流量计的铂丝不是直接裸露在空气中而 是被做在了一个树脂片上，这样，热膜式空气流量计更加经久 耐用，不易损坏了。
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。
《发动机进排气系统》课件
04
发动机进排气系统的维护与优 化
进排气系统的维护保养
定期更换空气滤清器
01
保持空气滤清器的清洁可以有效防止灰尘和杂质进入发动机，
从而保护进气系统。
定期清洗节气门
02
节气门是控制空气进入发动机的重要部件，定期清洗可以防止
积碳和污垢影响节气门的正常工作。
检查排气管路
03
排气管路是发动机排气系统的重要组成部分，定期检查可以防
止排气管路出现泄漏或堵塞。
进排气系统的故障诊断与排除
诊断进气系统故障
通过检查进气系统的各个部件， 如空气滤清器、节气门等，判断 是否存在故障，并采取相应的措
施进行排除。
诊断排气系统故障
通过检查排气系统的各个部件， 如排气管、三元催化器等，判断 是否存在故障，并采取相应的措
施进行排除。
故障排除方法
针对不同类型的故障，采取相应 的排除方法，如更换部件、清洗
节气门体的位置
位于进气歧管的后部，靠近发 动机的进气口。
节气门体的控制方式
通过油门踏板或电子控制系统 进行控制。
节气门体的维护
定期检查节气门的开度是否正 常，并保持清洁，以保证发动
机的正常运转。
怠速控制阀
怠速控制阀的作用
控制发动机在怠速状态下的进气量，以保持 稳定的怠速转速。
怠速控制阀的控制方式
通过电子控制系统进行控制，根据发动机的 工况和车辆的运行状态来调节进气量。
《发动机进排气系统》 ppt课件
目录
Contents
• 发动机进排气系统概述 • 进气系统 • 排气系统 • 发动机进排气系统的维护与优化
01 发动机进排气系统概述
进排气系统的定义与功能
客车发动机进气系统的设计
车
技
术
与
研
究
ＢＵＳ ＆ ＣｏＡＣＨ ＴＥＣＨＮＯ ＬＯ ＧＹ ＡＮＤ ｉ ＥＡＲＣＨ ｌＥＳ
客车发动机进气系统的设计
刘 义 智 ，何 健
２５０ ） ２０ ０ （ 扬州 亚星 客车股 份有 限公 司 ，江苏 扬 州
摘
要 ： 绍 客 车发 动 机 用 干 式 空 气 滤清 器 的 选 型 、 气 系统原 始 进 气 口 的设 计 及 空 气滤 清 器 的布 置 方 式 介 进
惯性
～
—
要有扩 散 、 拦截 、 惯性 撞 击 、 选 四种 【 见 筛 ５ Ｊ ，
图 １ 。各种 过滤 方 式
僦
●－ — 、、——一
对总过 滤效率 的贡献
见 图 ２ 。 图 １ 干式空气滤清器滤纸过滤方式
作者简介 ： 刘义智 （９ ５ ）男 ， １７ 一 ， 工程师 。
图
意 图
第４ 期
刘义 智 ，何
健 ：客 车发 动 机进气 系统 的设 计
３ ７
③单级过滤 空气滤 清器 ： 原始气流在进入 主滤芯前
未经过分离 ， 图 ３ 见 。
２ 进气 系统原始进气 口的设计
１ 原 始进气 口位 置应尽 可 能高 ， ） 布置 在雨 、 、 雪 灰 尘不 易进入 的部位 ；外露的原始进气 口必须设置 雨 、 雪 过滤装置 ， 吸人 空气 中所含 的水分离 出来 ， 将 防止 雨 、 雪 进入进气 系统 ， 避免损坏发动机 。 ２ 原 始进气 口不应有其它零部件 阻挡 。 ） ３ 应 避免将发 动机舱 内热空气 、散热器排 出 的热 ） 风和发动机排 出的废气吸人进气系统。 ４ ）当空滤 器安 装 在发 动
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8.1 进气系统简介整车技术部设计指南第 8 章进气系统布置908.1.1 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、空气流量传感器、进气软管、节流阀体、进气歧管、进气门机构等，是发动机的一个重要组成部份，给发动机提供燃烧所必须的空气。
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。
8.1.2 涡轮增压、中冷技术简介涡轮增压的工作原理是利用发动机的排气来推动涡轮的叶片，以使发动机吸入更多的空气加速燃烧效率，从而达到提高性能的技术。
但是发动机的排气温度非常高，也就导致了涡轮的温度更高，如果没有中冷，那么发动机吸入用于燃烧的气体温度也会很高，不但燃烧效率低（空气的温度越低，含氧量越高），而且对于发动机温度的控制也非常不利。
所以中冷其实是在涡轮把空气吸进来以后，通过大型叶片的散热器把温度降低，提高涡轮增压的稳定性，延长寿命，而且对功率也有提升！据实验显示，在相同的空燃比条件下，增压空气温度每下降10摄氏度，柴油机功率能提高3%－5%，还能降低排放中的氮氧化合物（NOx），改善发动机的低速性能。
因此，也就产生了中间冷却技术。
柴油机中间冷却技术的类型分两种，一种是利用柴油机的循环冷却水对中冷器进行冷却，另一种是利用散热器冷却，也就是用外界空气冷却。
当利用冷却水冷却时，需要添置一个独立循环水的辅助系统才能达到较好的冷却效果，这种方式成本较高而且机构复杂。
因此，汽车柴油机大都采用空气冷却式中冷器。
中间冷却技术不是一项简单的技术，过热无效果白费工夫，过冷在进气管中形成冷凝水会弄巧成拙。
因此要将中冷器和涡轮增压器进行精确的匹配，使得压缩空气达到要整车技术部设计指南求的冷却温度。
8.1.3 适用范围本指南介绍了和发动机相匹配的的进气体统的相关设计布置知识。
8.1.4 空气滤清器总成结构图、爆炸图进气软管A1的进气系统带增压中冷的进气系统91整车技术部设计指南8.2 进气系统的设计、布置8.2.1 设计原则92噪声功率损失 振动 防水防雪进气系统的布置主要考虑空气滤清器的布置，总成在整车上的布置主要考虑： 1)空气滤清器的布置位置及空间。
2)进气软管及谐振腔的布置。
3)进气系统固定点。
4)空滤器原则上要求布置在靠近发动机节流阀体的一侧。
8.2.2 环境条件(需要满足的工作温度)空气滤清器设计时的工作温度在－40℃到 120℃之间，引气口的布置要合理，要考虑 雨天不能进水，进气温度不宜过高，一般要求在 40℃以下（理想值 25℃）。
8.2.3 基本设计要求1)一般的布置原则空气滤清器在整车布置时：首先要确定其体积大小，根据发动机排量估算空滤体积大小。
美国克莱斯勒公司推 荐空滤器为发动机排量的 2.5 倍,日本推荐 3-6 倍,我们公司设计的空滤一般要求空滤体 积为发动机排量的 4-5 倍，在空间允许的情况下应当取上限，加大空滤器的容积，一般 取 5 倍计算。
引气口的布置：空滤的引气口的布置关系到进气噪声和进气温度，因此空滤的引气 口一般放在前舱盖或轮罩和车身前翼字板之间，如布置在前舱内部时，在引气口前端 60 毫米内不易有物体影响进气或增加进气噪声，同时要远离热源，保证进气温度不要太高。
2)影响装配位置因素a ）空滤及引气管、谐振腔在整车上必须固定在车身或通过车身上支架进行固定，一 般要有三个定位点，不少于两紧固点。
空滤与发动机间通过软管连接。
b ）紧固螺栓的位置要利于工人装配和装配工具使用。
3)修理的方便性由于空滤芯要定期更换，所以在布置和装在车上后的，空滤上壳体与下壳体间要易整车技术部设计指南93于拆卸，便于更换滤芯。
8.2.4 空滤总成零件设计1)声学设计概述进气系统的噪声是汽车最主要的噪声源之一，其噪声主要是指进气口处的噪声，这个噪声源离车厢的距离很近，所以对车内噪声贡献非常大。
同时，进气口噪声也是汽车最主要的通过噪声源。
另外，如果空气滤清器和消音元件的刚度不足，就会引起很大的辐射噪声。
因此从整车的 NVH 性能角度考虑，进气系统的声学设计意义重大。
进气系统消声元件包括扩张消音器和旁支消音器，空气滤清器除了过滤空气外，还起到扩张消音器的功能，旁支消音器包括赫尔姆兹消音器和四分之一波长管。
2)空滤总成材料要求材料的成分：PP+GF30 或 PP+TD20 等。
材料特性空滤壳体系统材料规范。
材料标准：空气滤清器材料主要有：PP6 或 PP10。
主要参数确定前准备工作：a)原样车进气系统噪声摸底试验（进气口风噪声、系统共鸣噪声）对有原车（样车）或样件的进气系统开发初期，对样件进行噪声摸底测试，主要测进气口的风噪声，同时驾驶原车进行主观感受评价，了解原系统的噪声水平，为以后产品开发提供主观评价接受标准。
b)原件台架性能试验（阻力、效率、寿命、储灰能力）选择有试验能力的供应商，在供应商处与供应商一起对产品结构和工艺分析，并对原件的阻力、原始滤清效率、台架寿命、储灰能力、密封性等进行测试。
为后期产品是设计提供输入依据。
c)发动机在最大功率和最大扭矩时发动机进气量测量进气系统的一个重要指标是发动机的最大空气消耗量（有些外购发动机在说明中给出），所以在开发初期要对系统所匹配的发动机进行最大功率和最大扭矩时发动机所消耗整车技术部设计指南94的空气，这是空滤设计时确定额定流量的重要依据。
d)无原车、原件只需进行第 3 项测试。
8.2.5 参数设计计算与发动机的匹配1）空气滤清器额定空气流量的确定：额定流量（Q）计算(主要计算方法)：Q=0.03*n*η*VnVn:排气量n:转数/分钟η :充气系数（电喷汽油机η取：0.8～0.85）（增压中冷电喷汽油机η约为：1.1～1.2）额定流量（Q）计算(参考计算方法)：此一般用于柴油机进气流量计算：Q=P*KP:发动机功率K :经验系数（取：4～0.45）通过以上计算得出的结果都是理论的结果，要结合前期测得以及发动机提供的空气消耗量（以重量计为多）数据，进行适当的调整。
2）在额定流量下，确定滤芯过虑面积、阻力、效率、寿命：a)滤芯过虑面积：Q=K*FQ:额定流量K: 流量系数（经验值：0.03）F:有效过虑面积b)原始阻力：单级总成多级总成△P≤ 1.2KPa △P≤ 1.8KPac)原始滤清效率：η≥ 99.5％d)台架试验寿命：在阻力增加2KPa 或滤清效率下降到99％时，试验室寿命大于4h。
3）进气消声如果空滤器的容积足够大，一般来说，安装空滤器后比不装的进气噪声会降低10-20dB，假如某些个别频率噪声太大，需要有辅助消声装置。
通常利用各种不同的谐振装置可以消取尾管发射出的噪声中扰人的频段区，如根据亥姆霍兹原理,把空滤器做成具有反射吸音装置—抽气式谐振器，在其固有频率区使噪声的相应频率衰减。
或可用直通式谐振器，在固有频率时消声作用增大，可有一个宽广的消声范围。
整车技术部设计指南95对于空滤的进气噪声问题,目前在设计阶段还没有完整的理论进行计算,在国外一些知名的滤清器公司主要通过一些经验公式初步确定谐振腔的大小及位置,再通过专业软件进行模拟计算和分析,从而不断修改设计以达到最佳效果.鉴于此,空滤器开发出来后,很难保证进气噪声达到设计要求,因此需要通过试验手段来测定进气系统噪声扰人的频段区,针对测得的频段,增加或重新设计谐振腔(消声器)来衰减或干扰这部分频率.谐振腔式消声器谐振频率计算公式(如下图)：f0=C/2π* S/（L*V），其中：C-为空气中的音速；L-接管长度；S-接管平均断面积；V-谐振腔的容积。
4）空气滤清器的维修保养(滤纸更换)空气滤清器滤芯需定期更换,但在使用过程中需对空滤芯进行保养,一般建议没有至少保养一次,在保养空气滤清器滤芯时，应取出滤芯轻轻拍打端面，用 200~300KPa 的压缩空气反吹滤芯,清除灰尘后.保养时要应注意滤芯内、外表面颜色的变化。
如果滤纸外表面本色清晰，而其内表面又鲜艳时，该滤芯可继续使用；若滤纸外表面已失去本色或内表面发暗时，则必须更换。
经常行驶在含尘量多的环境中的汽车，空气滤清器的保养或更换周期就应短些；而在含尘量多的环境中的汽车，空气滤清器的保养或更换周期就可适当延长。
建议更换周期：轿车每 3 月左右或行驶 8000-10000 公里更换，商用车每两月左右或 8000 公里左右更换一次。