进气系统设计计算说明书
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。
进气系统设计计算
进气系统设计计算进气口位置：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：发动机型号：L340额定功率Ne(kW)：2505额定转速n(r/min)：2200:排量Vh(L)：8.9（C系统8.3）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×n/2×60/1000=8.9×2200/2×60/1000=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）V o=ε×(T oT)0.75×V×ηvo×ψs式中：V o-发动机所需理想状态空气量（m3/h）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 V o=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）bVk=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×（V o+Vk）=1.066×（1116.67+19.2）=1212（m3/h）L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/h5二、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。
客车发动机进气系统车身进气部分设计
客
ｊ 技 ｔ
术 与
研
究
的 流 正
、 中冷器 侧对称位 置 ， 避开 发动机舱 散
热 ， 同时进气 门面积 的当量直径 大于 Ｄ。 ， 并安装 有杂
物 滤
２ 进 气 系统 结构 对气 流 阻 力 的影 响
根据流 体 力学可知 ， 车身进气部分气流阻 力损 失包
括沿程 阻力损失和局部阻力损失曲部分 ， 沿程 阻力损火
气 系统 ， 包括 车身进气 罩 ／ 进气盒 、 进气管道 、 进气过 渡
盒 、 气胶管等 车身进气部分 和空滤器选用等底 盘进气 进 部分ｆ １ ］ 。发动机进气 系统 的作用 是为发动机在各种 工况 下 的 良好运行提供一 定流量 的 、 清洁的 、 干燥 的、 适宜 温
度的 、 适宜阻力 的空气 ， 以保证 发动 机燃烧性 能 ， 提高燃 油经济 性 ， 同时降 低发动 机磨损 和排放 ， 长发动机 使 延
设 计 流 程 和 方 法
关 键 词 ： 车发 动 机 ； 气 系统 ； 气 阻力 ； 量 ； 法 客 进 进 流 方
中图分类号 ： ６ ． ４ ４ Ｕ４ ４１ Ｌ ３
文献标志码 ： Ｂ
文章编号 ：０ ６ ３３ （０ １０ － ０ １ ０ １０ — ３ １２ １ ）３ ０３ － ３
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｄ ｎ ａｋ ｙ ｔ ｍ ｏ ａ ｈ Ｂｕ ｇ ｎｅ ｓｇ ｆＢｏ ｙ Ｉ ｔ ｅＳ ｓ ｅ ｆ ｒ Ｃｏ ｃ ／ ｓＥｎ ｉ
ｔｋ ｙ ｔｍ， ｈ ｕｈ ｒ ｒｅ ｙｄ ｓ ｒｂ ｈ ｅ ｉｎ ｐ ｏ ｅ ｓａ ｄ ｍｅｈ ｄ ｏ ｅ ｂ ｄ ｎａ ｅｓ ｓｅ ｆｒｔ ｅｃ ａ ｈ ｂ ｓ ａ ｅ ｓ ｓｅ ｔ ｅａ ｔｏ ｓｂ ｆ ｅ ｃ ｅｔ ｅｄ ｓｇ ｒ ｃ ｓ ｎ ｔ ｏ ｆｔ ｏ ｙｉ ｔｋ ｙ ｔｍ ｏ ｈ ｏ ｃ ／ ｕ ｉ ｌ ｉ ｈ
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。
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。
二冲程汽油机进气系统设计
二冲程汽油机进气系统设计引言：二冲程汽油机是一种常见的内燃机类型，其进气系统的设计对发动机的性能和效率有着重要影响。
本文将从进气系统的组成部分、工作原理和优化设计三个方面进行探讨，旨在为二冲程汽油机进气系统的设计提供参考。
一、进气系统的组成部分二冲程汽油机的进气系统主要由进气道、进气门、进气歧管和柱塞式进气泵等组成。
其中，进气道负责引导空气进入燃烧室，进气门控制进气的开关，进气歧管将空气均匀分配给各个气缸，柱塞式进气泵则提供动力使空气进入燃烧室。
二、进气系统的工作原理在二冲程汽油机进气系统中，进气门位于气缸上方，当活塞下行时，进气门打开，气缸内的压力低于大气压力，空气通过进气道进入气缸。
随后，活塞上行时，进气门关闭，气缸内的空气被压缩，形成高压气体。
最后，进气泵通过柱塞的工作使空气重新进入燃烧室，从而实现燃烧过程。
三、进气系统的优化设计1. 进气道的优化设计：进气道的形状和长度对进气效率有着重要影响。
合理设计进气道的形状和长度，可以提高进气效率，增加燃烧室内的氧气含量，从而提高发动机的输出功率和燃烧效率。
2. 进气门的优化设计：进气门的开启和关闭时间以及开启角度对进气量和进气效率有着重要影响。
通过优化进气门的开启和关闭时间和角度，可以实现最佳的进气量和进气效率，提高发动机的输出功率和燃烧效率。
3. 进气歧管的优化设计：进气歧管的设计应考虑气缸之间的气流均衡性，避免不同气缸之间气流的不均匀分配，从而影响发动机的工作效率。
通过合理设计进气歧管的形状和长度，可以实现气缸之间的气流均衡，提高发动机的输出功率和燃烧效率。
4. 进气泵的优化设计：进气泵的工作效率直接影响进气系统的进气量和进气效率。
通过提高进气泵的工作效率和密封性能，可以增加进气量，提高进气效率，进而提高发动机的输出功率和燃烧效率。
结论：二冲程汽油机进气系统的设计直接关系到发动机的性能和效率。
通过优化进气道、进气门、进气歧管和进气泵等组成部分的设计，可以提高进气效率，增加燃烧室内的氧气含量，从而提高发动机的输出功率和燃烧效率。
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。
进气系统的计算
进气系统的计算1、进气系统的作用♦向发动机提供清洁、干燥、温度适当的空气进行燃烧以最大限度地降低发动机磨损并保持最佳的发动机性能。
♦在用户接受的合理保养间隔内有效地过滤灰尘并保持进气阻力在规定的限值内。
♦灰尘是内燃发动机部件磨损的基本原因，而大多数灰尘是通过进气系统进入发动机的。
♦水会损坏/ 阻塞空气滤清器，并且可能使发动机和进气系统发生腐蚀。
♦进气温度高意味着进入发动机的空气密度下降，这将导致排烟增加、功率下降、向冷却系统散热量增加、发动机温度升高。
.♦进气温度过低会导致柴油无法被压燃，发火滞后，燃烧不正常－－－这又可引起冒黑烟、爆震、运转不稳（特别是怠速时）和柴油稀释机油。
2、进气系统计算(1) 非增压发动机计算选择空气滤清器关键参数是要求能够满足流量要求，在满足流量要求情况下阻力尽量低，以改善发动机性能。
对于四冲程自然吸气式发动机，空气流量由下式计算：Ga=ηv.V h.n.ρa/120 kg/sGa=ηv.V h.n.60/2000 m3/h式中：ηv为发动机充气效率，对于自然吸气式柴油机可取0.9，对于汽油机可取0.85；n为发动机标定转速（r/min）；v h为发动机排量(m3)；ρa为空气密度（kg/ m3)。
ＣＡ４１１３发动机所需空滤器进气量就可以根据这个公式计算如下：Ga=ηv.V h.n.ρa/120=0.9·0.005014·2800·1.293=0.136 kg/s而对于增压发动机空气流量计算比较复杂，可按下面介绍的柴油机增压参数估算的方法进行计算。
（2）增压柴油机进气量的估算：♦经验公式法（一）：德国ＫＫＫ公司增压柴油机进气量Ｇａ＝ ·Ｎe/3600 Kg/sＧａ＝ ·Ｎe/1.293 m 3/h式中：Ne 为发动机功率(kw)为经验参数，ＫＫＫ公司对车用柴油机推荐值为６.２～６.８．该公式的计算精度较高，误差基本都在１０％以内．CY4102BZQ 、CA4113Z 、YC4110ZQ.发动机所需空滤器进气量计算如下：CY4102BZQ ：Ｇａ＝ ·Ｎe/3600＝６.８·８８/3600＝１．６７Kg/s ＝４６５L/m 3 ♦经验公式法（二）： Q —发动机所需进气量V —发动机排量n —发动机转速a1—充气系数，柴油机取0.85,汽油机取0.75a2—扫气系数，四缸以上取1A — 增压系数，低增压取1.3,中增压取1.6,高增压取2.2♦经验公式法（三）：Qe= n (转) × V ×60/1000/2V —发动机排量n —发动机转速以上经验公式计算的为发动机的最大进气量。
气动系统的设计计算
气动系统的设计计算气动系统的设计一般应包括：1）回路设计；2）元件、辅件选用；3）管道选择设计；4）系统压降验算；5）空压机选用；6）经济性与可靠性分析。
以上各项中，回路设计是一个“骨架”基础，本章着重予以说明，然后结合实例对气对系统的设计计算进行综合介绍。
1气动回路1.1气动基本回路气动基本回路是气动回路的基本组成部分，可分为：压力与力控制回路、方向控制（换向）回路、速度控制回路、位置控制回路和基本逻辑回路。
表42.6-1气动压力与力控制回路及特点说明简图说明1.压力控制回路一次压控制回路主要控制气罐，使其压力不超过规定压力。
常采用外控式溢流阀1来控制，也可用带电触点的压力表1′，代替溢流阀1来控制压缩机电动机的启、停，从而使气罐内压力保持在规定压力范围内。
采用溢流阀结构简单、工作可靠，但无功耗气量大；后者对电动机及其控制要求较高二次压控制回路二次压控制主要控制气动控制系统的气源压力，其原理是利用溢流式减压阀1以实现定压控制高低压控制回路气源供给某一压力，经二个调压阀（减压阀）分别调到要求的压力图a 利用换向阀进行高、低压切换图b 同时分别输出高低压的情况差压回路此回路适用于双作用缸单向受载荷的情况，可节省耗气量图a 为一般差压回路图b 在活塞杆回程时，排气通过溢流阀1，它与定压减压阀2相配合，控制气缸保持一定推力2.力控制回路串联气缸增力回路三段活塞缸串联。
工作行程（杆推出）时，操纵电磁换向阀使活塞杆增力推出。
复位时，右端的两位四通阀进气，把杆拉回增力倍数与串联的缸段数成正比气液增压缸增力回路利用气液压缸1，把压力较低的气压变为压力较高的液压，以提高气液缸2的输出力。
应注意活塞与缸筒间的密封，以防空气混入油中1.1.1压力与力控制回路（见表42.6-1）1.1.2换向回路（见表42.6-2）表42.6-2气动换向回路及特点说明简图说明1.单作用气缸换向回路二位三通电磁阀控制回路图a 为常断二位三通电磁阀控制回路。
进气系统设计要点
12技术纵横轻型汽车技术2019(6)进气系统设计要点刘后明周伟国(南京依维柯汽车有限公司)摘要：本文介绍了汽车进气系统的作用、组成，列举了不同空气滤清器的特点，并通过一些设计计算方法的介绍，描述了进气系统的开发过程和设计要点。
关键词：进气系统设计要点空气滤清器1引言汽车发动机大多为内燃机，内燃机将燃料的化学能通过燃烧转化为机械能来驱动汽车行驶，工作时需消耗大量空气，进气系统就承担着给发动机提供所需空气的任务。
空气中含有的灰尘是发动机部件非正常磨损的主要原因，而大多数灰尘是通过进气系统进入发动机的，进气系统中的空气滤清器就是尽可能的过滤掉灰尘和水气。
进气系统设计的好坏直接影响发动机的性能和可靠性,从而影响整车的性能和可靠性。
2进气系统设计要点2.1进气系统的作用进气系统的功能是为发动机提供清洁、干燥、温度适当、充足的空气，最大限度地发挥发动机的性能和降低灰尘对发动机造成的磨损。
2.2进气系统的组成进气系统主要部件为空气滤清器和连接管路等，其设计质量直接影响着发动机的性能和可靠性。
图1为某越野商务车的进气系统结构示意图。
2.3进气系统设计评价进气系统的好坏主要是看进气量和进气图1进气系统结构示意图1-空气滤清器；10-空滤支架;20-谐振腔；50-空滤至增压器连接管;65-压力指示器；100-卡箍.阻力能否达到发动机的要求。
进气系统设计的任务主要是空气滤清器选型与开发、连接管路与进气口的设计。
我们以某配置F1C柴油机的商用车的进气系统的开发为例来介绍其设计过程。
2.3.1空气滤清器选型、设计2.3.1.1空气滤清器的功能空气滤清器的主要功能是过滤发动机进气中轻型汽车技术2019（6）技术纵横13的灰尘和水气，进而保护发动机，提高发动机使用寿命。
2.3.1.2空气滤清器的结构空气滤清器由滤芯和壳体等零件组成。
滤芯一般采用可更换和可清理结构。
空气滤清器按外形结构分有圆形结构（如图2所示）和方形结构（也叫平板空滤，如图3所示），圆形空滤因阻力小、滤芯面积大而被广泛采用,方形空滤空间利用率好,维修保养方便,在商务车开发中也有采用。
CRF450发动机进气系统的优化设计
作 者简 介： 林少辉 （ １ ９ ９ ２ 一） ， 男， 本科生 ， 研究方 向： 车辆工程 。
气 门开度 与进气流量系数的关系 （ 见表 １ ） 。模 型
计 算 采 用 显示 求 解 法 ， 发 动 机 燃烧 模 型采 用 韦伯
函数口 。在计算进 、 排气管 内流体状态时应用 的基
本控 制方 程有 ：
连 续 方 程 ： ＋ 嚷＋ ｃ ＋ 等 警＝ ０
通讯作者 ： 彭育辉 （ １ ９ ７ ５ 一） ， 男， 副教授 ， 博士 ， 汽车节能与排放控制 、 先进制造技术。
中图分类号 ： Ｕ ４ ６ ４ ． １ ３ ４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ４ ８ ０ １ （ ２ ０ １ ５ ） ０ 卜０ ８ ４ — ０ ３
中 国大学 生方 程 式汽 车 大赛 （ Ｆ ｏ ｒ ｍｕ ｌ ａ Ｓ ｔ ｕ ． ｄ ｅ ｎ ｔ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ， 简称 ： Ｆ Ｓ Ｃ ） 是 一 项 由中 国汽 车工 程 学 会 主 办 的方 程 式赛 车 比赛 。该赛 事要 求在 校 大学
力性能的影响规律 ， 对Ｃ Ｒ Ｆ ４ ５ ０ 发动机进气系统进
行 优化 设计 。
２ 发动机仿真模型的建立
Ｇ Ｔ — ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ 是一 款 由 Ｇ ａ ｍｍａ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ 公 司
１ 进气 系统整体方案设计
Ｃ Ｒ Ｆ ４ ５ ０ 发动 机安 装 在车 架上 后 ， 由于其 发动 机进 气 口面 向车尾 ， 处 于 车身背 风 区 ， 为 了充 分利 用气 流 的迎 风效 应 提 高 进气 量 ， 必须 重 新 设 计 进 气 系统 来 保 证进 气 人 口面 向车 头 ， 同 时合 理 利 用 气流 的波动效 应 增加进 气 量 。赛车 进气 口的 主流 设计 是 侧 面 进 气及 头 部 进 气 ， 即进 气 系统 人 口在 车 身侧 面或 者车 手头 部 以上位 置 。侧 面进气 可 以
柴油机的进排气系统结构设计精品资料
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，我们决定采用干式滤清器。
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，可以利用发动机的谐振，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，提高进气效能，但进气导管又不能做的太粗，否则在里面流动的新鲜空气的流速太低，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，进气支管必须把新鲜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，以便提高进气能力。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发展方向之一，为了配合这种趋势，近来也采用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用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。
2.2.2形状设计排气管的形状是很重要的，如果形状设计的不佳，就会发生各缸排气相互干扰，而且会出现排气倒流的现象，为了避免这种现象，同事为了尽可能的利用惯性排气，进一步降低排气的阻力，我们希望排气管做的尽可能长，同时各缸的排气管应该相互独立，且等长。但从消除排气干扰的角度讲，对于4缸柴油机一起，二者很好的满足以上的要求。
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。
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
11
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
后置发动机大客车进气系统的设计
和阻力限值要求。 根据 国内道路状况 ． 客车空滤器通常选择两级
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后置 发动机 大 客车进 气 系统 的设计
程 小 平
（ 徽安 凯汽 车股份 有 限公 司） 安
摘 要 ： 气 系统是 向发 动 机 提 供 清洁 、 燥 、 度 适 当的 空 气 的 装 置 ， 理 的 匹配 可 以最 大限 度 降 低 发 动 机 磨 损 并 进 干 温 合 保 持 最佳 的 发 动 机 性 能 ， 同时提 高发 动 机 的 动 力性 及 经 济 性 ， 降低排 放 。
用 方 便 ， 根 据 现 场 需 要 任 意截 取 长 度 ， 工 简 便 ； 复杂 管 网 可 施 在 区域 内解 决 了屏 蔽 与 干扰 问题 ； 有优 良 的 电气 性 能 ， 输 信 号 具 传
稳 定 、 确 ； 有 很 强 的抗 拉 性 能 ， 在 地 下 几 百 米 并 受 外 界 阻 准 具 可
图 １ 进 气 系统 结 构
积急 剧改变 ． ．管路之 间的连接平 滑 ，拐弯及 变径处应 曲面过 渡， 避免产 生紊流 ， 而减小进气 阻力 。空滤 器分干式 和湿式 从 两种结 构形式 ．主要作用 是防止发 动机 因吸入 尘粒而早 期磨 损。 客车使 用环境相 对较好 ， 一般 都选择 干式空滤器 ．中冷器 ．
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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：80mm
1.2.4 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：35mm
1.3.3 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。
1.4.2 进气胶管布置位置
进气胶管根据流量计和发动机进气口位置确定，保证与护风圈（间隙30mm
以上）、引擎盖间隙（30mm以上），同时考虑检查机油量时，插拔机油尺干涉检查。
1.4.3 进气胶管基本尺寸
大端根据流量计外径：Φ80mm，发动机进气口：Φ60mm，曲轴箱通风管接头外径：Φ13mm。
1.4. 进气胶管的安装方式
进气胶管的安装通过两端口分别插入与流量计和发动机进气口，通过卡箍紧固。
1.5 设计图纸（数模）
1.5.1 进气系统图（略），
1.5.2 空滤器总成零部件图（略），
1.5.3 进气导管零件图（略）
1.5.4 谐振器零件图（略）
1.5.5 进气胶管零件图（略）
2. 设计计算
2.1 理论需要进气量
2.1.1 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235 g/ kW.h）；
α-------额定功率时过量空气系数（增压发动机取2.0）；
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1.2005 kg/ m3
代入：P=85, g=235, α=2.0, A=14.3, γ=1.2005,
计算：Q=P*g*α*A/(1000*γ)=85×235×2.0×14.3÷(1000×1.2005) =475.87 ≈480(m3/h)
2.1.2 空滤器设计流量：480 m3/h
2.1.3 滤芯的面积：0.58m2
2.1.4 空滤器的容积：12L
2.1.5 空滤器容积与发动机单缸排量比值为：12/（2.5/4）= 19.2
2.2.4
3. 进气系统性能及耐久性要求
3.1 空滤器的性能及耐久性
3.1.1 空滤器的性能
3.1.2空滤器的耐久性能
性能及耐久性能
3.2.1 进气导管性能
见开发技术协议
3.2.2 进气导管耐久性能
见开发技术协议
3.3 谐振器性能及耐久性能3.3.1 谐振器性能
见开发技术协议
3.3.2 谐振器耐久性能
见开发技术协议
3.4 进气胶管性能及耐久性能
3.4.1 进气胶管性能
3.4.1.1进气胶管的材料：进气胶管的材料：NCX-810-0301Z（NES M7070-1999）材料性能：
3.4.2 进气胶管耐久性能。