某车型制动系统设计计算书

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)17-60-03 Design of airfilter for air intake system of a certain model Zhao 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; Design CLC 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 61 2017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1 2.2 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，QH： 式中 Qh——额定空气流量，m3/h； Vh——发动机排量，m3； 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QI。 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/V Q——进气流量，Q=650m3/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= 4500mm2。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.

龙源期刊网

某乘用车型离合操纵系统设计

作者：王红波 唐泳波

来源：《时代汽车》2019年第08期

摘 要：手动挡汽车需要手动离合器操纵系统，现手动挡汽车常见的离合器分离轴承有液压分离轴承和普通分离轴承两种，本文开发的手动挡乘用车型采用液压分离轴承，本文就液压分离轴承离合器操纵系统进行设计。

关键词：分离轴承;离合操纵;手动挡;乘用车;设计

1 引言

根据某乘用车型项目设计任务书，对该车型离合踏板行程、离合踏板力、离合器总泵行程、分离轴承行程进行校核计算分析。

2 参数输入，见表1

3 计算校核

3.1 液压系统损失液量计算

对于液压分离轴承，液压系统工作油压：

P液压=F/S

=1650/706

=2.33MPa

式中，P液压——液压系统工作油压，MPa;

F——离合器分离力，1650N;

S——液压分离轴承活塞工作面积，706mm2。

液压系统损失液量：

V损失=LP液压ψ/（1000*Pn）

=278×2.33×2.62/（6.9×1000） 龙源期刊网

=0.25

式中，V损失——液压系统损失液量， mm3;

L——离合液压软管长度，278mm;

ψ——离合液压软管单位膨胀量， 2.62mm3/m;

P液压——液压系统工作油压，2.33 MPa。

Pn——软管单位膨胀量测试压力，按GB16897-2010取6.9（MPa）。

3.2 离合踏板空行程计算

离合液压软管膨胀造成的离合踏板行程损失：

太原科技大学毕业设计（论文）任务书

学院（直属系）： 机械工程学院 时间：

学 生 姓 名 董淑兰 指 导 教 师 陈永会

设计（论文）题目 整车制动系统的设计计算与布置

主要研究内容 1、根据实习单位安排，学习工程机械车辆的制动系统的相关资料

2、根据整车的技术参数，合理选择制动方式及制动器

3、核算整车制动系统的设计计算

4、结合整车结构，初步布置制动管路

5、校核踏板杆、轴、制动油管的受力分析

研究方法 1、初步了解公司设计、制造等工作流程，学习车辆制动系的相关资料

2、学会使用CAD、SolidWorks等设计软件

3、运用力学原理对制动系统中的主要部件进行强度校核

4、采用汽车设计的基本步骤，遵循制动系统的设计原则，综合所学知识，结合实习单位的整车结构进行设计核算及合理的系统布置

主要技术指标(或研究目标) 汽车总质量m总=3390kg 前桥载荷m前=1000kg

后桥载荷m后=2390kg 轴距了L=1690mm

前轮：6.50—10—10PR 后轮：7.00—12—12PR

η地=0.7（路面附着系统） 脚踏板初始力：F=25~30kg

制动总泵缸径: φ泵=28.57 真空助力比：i真空=7.2

液压助力比：i液=4 脚踏板初始力：F=25~30kg

制动总泵缸径：Φ泵=28.57mm

说明书2.0万字以上，设计图纸3张A0,外文翻译3000字以上。

教研室

意见

教研室主任（专业负责人）签字： 年 月 日

说明：一式两份，一份装订入学生毕业设计（论文）内，一份交学院（直属系）。

AUTO TIME 81 AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计

时代汽车

某乘用车型离合操纵系统设计

王红波　唐泳波湖南猎豹汽车股份有限公司　湖南省长沙市　410000

摘 要： 手动挡汽车需要手动离合器操纵系统，现手动挡汽车常见的离合器分离轴承有液压分离轴承和普通分

离轴承两种，本文开发的手动挡乘用车型采用液压分离轴承，本文就液压分离轴承离合器操纵系统进

行设计。

关键词：分离轴承；离合操纵；手动挡；乘用车；设计

1　引言

根据某乘用车型项目设计任务书，对该

车型离合踏板行程、离合踏板力、离合器总

泵行程、分离轴承行程进行校核计算分析。

2　参数输入，见表1

3　计算校核

3.1　液压系统损失液量计算

对于液压分离轴承，液压系统工作油压:

P液压=F/S

=1650/706

=2.33MPa

式中，P液压——液压系统工作油压，

MPa；

F——离合器分离力,1650N；

S——液压分离轴承活塞工作面积，

706mm2。

液压系统损失液量：

V损失=LP液压ψ/（1000*Pn）

=278×2.33×2.62/（6.9×1000）

=0.25

式中，V损失——液压系统损失液量，

mm3；

L——离合液压软管长度,278mm;

ψ——离合液压软管单位膨胀量,

2.62mm3/m;

P液压——液压系统工作油压，2.33

MPa。序号项目单位值

1离合器总泵缸径Dmm15.87

2离合器总泵有效行程S泵mm32

3离合器总泵空行程S0mm2.0

4离合踏板杠杆比 /4.85

5离合器分离行程S分离mm6.1

6液压分离轴承活塞工作面积Smm2706

7离合器分离力FN1650

8磨损后离合器分离力F/N2320

9磨损后分离指抬高行程S抬mm1.3

10空载时离合踏板踩踏力F空N-20（助力弹簧）

11离合液压软管长度Lmm278

12离合液压软管单位膨胀量ψmm3/m2.62

13分离轴承自由行程S1mm0

14离合器总泵推杆与离合器总泵活塞间隙mm0.5