柴油机的进排气系统结构设计

Internal Combustion Engine &Parts0引言柴油机进排气系统的结构优化不仅可以有效保证发动机功率的稳定，同时也影响着发动机的排放指标、噪音生成等等，对于进排气系统来说，其一般都具有较为复杂的管路结构，其在发挥作用过程中，一个小的结构优化就可能改变其运行状态，因而对于柴油机进排气系统结构设计与优化的研究，对于提高柴油机的性能具有重要的作用。

1柴油机进气系统结构的优化设计对于柴油机进气系统结构的设计主要包括空气滤清器与进气支管的设计。

下面我们将单独分析两种不同零件结构的设计方法。

1.1空气滤清器的设计空气滤清器的作用主要在于净化进入气缸内的空气，空气中含有很多杂质，如果不经过滤清器直接进入进气管然后进入气缸，就会加速气缸内机械部件的损坏，进而会减少发动机部件的使用寿命。

由此可见，空气理滤清器在进气系统中很重要。

空气滤清器的性能好坏，重点在于所选择的材料，目前最新一代的空气滤清器采用的是复合型滤网，即是由低阻高效HEPA 滤材与高效改性活性炭复合制成，其与普通滤网有加大的差别，比普通滤网的过滤效果更优化。

1.2进气导流管的设计柴油发动机上的进气导流管的设计直接影响空气的进气速度与进气效能，空气进入进气导流管之后，其流动是被动的，其依靠发动机的谐振以及进气导管的特殊结构，进而保证其进气速度。

为保证进气导管中空气流动速度与流动效果比较稳定，本文所设计的柴油机中的进气导流管应为细长类型。

1.3进气支管的设计进气支管设计会直接影响柴油发动机的效能，进气歧管的作用是为每一个气缸导出柴油燃烧过程中所需要的空气，由于引擎的每个气缸的燃烧状态是相似的，所以每一个气缸的进气支管的长度和弯曲度也要尽量保持一致，同时，为保证空气在支管中有较高的流速，支管内壁的光滑度也有一定的要求，为保证进气支管散热均匀、轻量，具有较高的进气能力，柴油机的进气支管多由铝合金材质制造而成，但随着新材料的发展与应用，复合材料制成的进气支管应用也十分的广泛。

柴油机的排气系统柴油机是一种燃烧内燃机，是广泛应用于各种工业、农业、交通和航空部门的发动机类型之一。

与汽油发动机相比，柴油机在功率、扭矩、燃料经济性和可靠性方面均具有优势。

但是，柴油机的排气系统也面临着各种挑战，如排放废气、排气噪音和腐蚀等方面。

本文将探讨柴油机排气系统的构成、功能、问题和解决方法。

一、排气系统的构成柴油机排气系统包括进气歧管、排气歧管、排气管、消声器、废气再循环装置(EGR)、涡轮增压器和蒸汽排放系统等部件。

其中，涡轮增压器和EGR是常用的附属装置，可帮助提高柴油机的性能和燃烧效率。

进气歧管: 进气歧管是将空气引入发动机的部件，通常与排气歧管相连。

它的主要作用是提供发动机所需的空气，以满足燃油的燃烧需求。

排气歧管: 排气歧管是将燃烧废气从发动机排出的部件。

几乎所有的柴油机都配备了排气歧管，通常是连接在汽缸头部的管道系统。

排气管: 排气管是连接排气歧管和消声器的部件。

它的外观通常为圆形或椭圆形，其尺寸和形状对柴油机的性能和声音有着重要的影响。

消声器: 消声器是柴油机排气系统中影响声音的最重要的组成部分。

如同汽车上的消音器一样，柴油机消声器通过使废气经过一系列障碍物来降低排气噪音。

EGR: EGR是将部分燃烧废气再引入到发动机进气系统中，以降低NOx排放的系统。

这种系统可以改善燃烧的效率和节能，并且可以减少对环境的负面影响。

涡轮增压器: 涡轮增压器是一种通过回收废气能量来增加空气压力以提高柴油机效率的装置。

通过涡轮增压器，发动机可以生成更多的动力和扭矩，而且燃料经济性也会提高。

蒸汽排放系统: 蒸汽排放系统是一种通过将液体燃料转化为气体状态，使其排出发动机的废气中的装置。

这种系统可以减少柴油机的大气污染特别是颗粒物。

二、排气系统的功能柴油机排气系统的主要功能是引导废气从发动机中排出，以便达到更好的性能、更少的排放和更高的经济性。

排放废气: 排气管、消声器和废气再循环(EGR)系统是减少发动机废气排放的关键部分，可以降低氮氧化物、碳氢化合物和颗粒物等有害物质的排放。

康明斯柴油机进排气系统摘要：本文从应用角度论述了康明斯柴油机的特性、进排气系统的主组成、零部件的构成、功用和维护要求。

关键词：负荷特性万有特性进排气主系统空气滤清器利用柴油有两大好处：高扭矩动力和燃油效率约30%比同类汽油发动机大。

车辆或设备柴油一块，康明斯发动机是世界上最大的设计及柴油发动机制造商。

康明斯发动机广泛应用在建筑和采矿设备，农业机械，发电设备，消防卡车，火车，船只，休闲车，公交车以及皮卡和汽车上。

1、柴油机的典型特性柴油机是一个具有复杂机械系统的内燃机，负荷特性是当内燃机转速不变时，性能指标随负荷而变化的关系。

可燃混合气的过量空气系数随负荷的增加而减小。

柴油机当负荷较大时，过量空气系数变得较小，混合气形成和燃烧开始恶化，指示热效率开始明显下降，其下降速度逐渐超过机械效率上升的速度，燃油消耗率开始上升，一般不允许柴油机超过冒烟界限工作。

柴油机的排放特性又称万有特性，co比排放是中速中负荷工况最小；接近全负荷时，co排放急剧增大。

柴油机的hc比排放基本随着负荷的增大而下降。

中等偏大负荷时nox排放量最大；大负荷区域，nox排放量不再增加反而下降；中等负荷区域，nox比排放量随转速的增加而增大；小负荷区域，nox比排放基本不随转速变化，绝对排放量也基本不变。

负荷不变时，排气烟度sf在某一转速达到最小值；转速不变时，排气烟度sf随负荷提高而增大。

4btaa92型柴油机是康明斯生产的4缸柴油机；b代表康明斯b系列（缸径102mm）；ta代表增压中冷；92代表柴油机输出功率为92马力；4135（4135ad）型柴油机为4缸直列、直喷式水冷四冲程柴油机，额定转速为1500r/min。

进排气系统对万有特性有很大影响，特作以分析。

2、康明斯柴油机进排气主系统以4btaa92柴油机为例，进排气系统由空气引入管、过渡弯管、空气滤清器、废气涡轮增压器、进气过渡管、进气管盖、进气管、排气歧管、排气管、排气消声器等组成。