发动机进气系统作业指导

发动机进气系统设计作业指导书

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发布日期：年 月 日 实施日期：年 月 日

前言

为使本中心进气系统设计设计规范化，参考国内外汽车设计的技术规范，结合公司标准和已开发车型的经验，编制本作业指导书。意在对本公司设计人员在设计过程中起到一种指导操作的作用，让一些相关设计经验不够丰富的员工有所依据，提高设计的效率和成效。本作业指导书将在本中心所有车型开发设计中贯彻，并在实践中进一步提高完善。

本标准于201X年XX月XX日起实施。

本标准由 研究院第五中心提出。

本标准由 技术标准分院负责归口管理。

本标准主要起草人：

目 录

一、进气系概述 (4)

1.1 进气系功能概述 (4)

1.2 进气系构成 (4)

1.3 主要零部件介绍 (5)

二、进气系的设计流程 (8)

2.1 进气系的设计主要流程及输出内容 (8)

2.2 进气系统的设计要求 (10)

2.3 进气系统数模的构建 (15)

2.4 设计参考文件及标准 (15)

三．进气系统的设计过程 (15)

3.1 设计输入及标杆对比 (16)

3.2 系统设计方案 (18)

3.3 厂家分析 (19)

3.4 参数设计计算 (21)

3.5 技术文件的编制 (21)

3.6 输出内容检查项目 ........................... 错误！未定义书签。四．试制装车及生产中经常出现的问题 .. (22)

五．参考文献 (23)

一、进气系概述

1.1 进气系功能概述

进气系统主要作用是降低噪声、为发动机提供充足新鲜的空气。对于增压型发动机，需要增加中冷系统，其作用对发动机涡轮增压后的热空气进行强制冷却。

1.2 进气系构成

进气系统包括引气管、谐振腔、空气滤清器、进气软管、曲轴箱通风管以及发动机总成所附带的进气歧管、进气门机构等。对于增压型发动机，进气系统除包括传统意义上的进气系统组件，还包括中冷器、中冷器进出气管以及压力温度传感器等组件。下面以JZ08和JZ16车型为例，分别以自然吸气式发动机和增压型发动机进气系构成。

图

1 自然吸气式发动机（JZ08）进气系统

图2 增压型发动机（JZ16）进气系统

1.3 主要零部件介绍

1.3.1 空气滤清器

空气滤清器总成的作用：保护发动机，滤除空气中的硬质灰尘颗粒，向发动机提供清洁空气，防止灰尘造成发动机磨损，对发动机的可靠性和耐久性起关键作用。

空气滤清器一般由空气滤清器下壳体、空气滤清器滤芯、空气滤清器上壳体组成。

空滤壳体的主要作用是：支撑、安装与连接。由于注塑加工的种种便利，空滤器的壳体越来越多的采用了注塑件。为满足空滤器产品的使用需要，要求壳体具有良好的强度、刚性、柔韧性。用于加工塑料壳体的原材料主要是改性聚丙烯。

空滤芯是空滤器的核心部件，空滤器的过滤功能主要由它来完成。因此，过

滤材料的选用是关键。目前，常用有两类：空滤纸和无纺布。

空滤的常见外形（见图3）

：

图3 空滤的常见外形 1.3.2 引气管总成

引气管作用：空滤的引气端，降低气体由于负压引起的进气波动。 为了消除噪声的需要，引气管引气端可以设计成异形(结构见图4)，但必须保证引气管截面积不能突变，否则会增加进气阻力。

图4 异型结构引气管 1.3.3 谐振腔

谐振腔的作用：加快进气流速，降低进气噪声。

谐振腔一般布置在引气管端（见图5），当前段无法布置时，部分可以布置在空滤后段。

谐振腔的形状、布置位置及容积大小的设计需经数字模拟计算和噪声的频

谱分析，一般在设计时谐振腔的外形、布置位置及结构可参考标杆车设计。

异型

图5 谐振腔（布置于引气管端）

1.3.4 中冷器

中冷器的工作原理（见图6）：

图6 中冷器工作原理示意图

中冷器的作用：利用冷却空气或冷却水把经过涡轮增压后的高温增压空气冷却下来 ，从而达到降低发动机的燃油消耗，提高发动机的比功率，提高发动机动力性的目的。

中冷器应能在温度和压力循环变化的环境中保持其强度并提供足够耐久性，一般使用铸铝气室。

中冷器与散热器不能互相遮挡芯部（见图7）：

图7 中冷器与散热器芯部的布置关系 中冷器一般由左气室、右气室、芯子等组成，见图8：

图8 中冷器的内部结构 中冷器的常见外形（见图9）：

图

图9 中冷器常见外形

二、进气系的设计流程

2.1 进气系的设计主要流程及输出内容

2.2 进气系统的设计要求

2.2.1 对空滤器的性能及布置要求

1、空滤器的额定流量应不小于发动机在额定功率时的燃油消耗率对应的进气量；

2、在额定流量下，空滤器的原始阻力应不大于2.9 kPa；

3、空滤器的原始滤清效率应不低于99.5%；

4、在发动机的标定工况下,增压器压气机进口的最大负压应小于4kPa；

5、应进行空滤器容量的匹配计算,以满足设计要求；

6、空滤器原则上要求布置在靠近发动机节流阀体的一侧；

7、空滤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；

8、因空滤芯要定期更换，所以在布置和装在车上后的，空滤上壳体与下

壳体间要易于拆卸，便于更换滤芯；

9、空滤下壳体要有排水道和排水口。

2.2.2 引气管及进气口的布置要求

为了提高整车通过性和涉水深度，进气口的布置不仅要满足发动机自身进气要求还要满足整车涉水要求，尽可能提高车辆的涉水深度，来保护发动机和提高车辆销售竞争力。根据克莱斯勒公司的涉水试验要求是：轿车车辆以16Km/h 车速通过27.9cm的水深，空滤不能积水；SUV车辆以16Km/h车速通过48.3cm 的水深，空滤不能积水。故对空滤的引起管进气口布置要满足以下要求：

1、引气管的进气口位置要求尽可能高，要高于车辆安全涉水深度（车

轮轮毂轴承上端）以上，如果因为整车布置困难无法提高进气口高度，

可以通过增加挡板或通过其他件来阻止水的侵入，且要满足涉水试验

要求；

如下图CRV进气口，通过大灯安装支架来防止进水