进气系统的计算

计算公式单位P发动机额定功率kWg发动机额定功率时的燃油消耗率g/kW.hα额定功率时的过量空气系数 1.2-2A燃烧1kg燃油所学的理论空气量kgγ空气密度（标准状态下）kg/m³Q额定空气体积流量m³/h 计算公式单位Q修正系数，Q=5-6，消声器级别越高，Q越大n发动机额定功率下的转速r/mini缸数τ冲程数Vst发动机排量LKt增压比V消声器理论所需容积L 计算公式单位n发动机额定功率下的转速r/minZv充量系数Vst发动机排量m³f冲程数Qi＝n×Zv×Vst/60/f Qi内燃机进气流量m³/sTs内燃机进气温度KTe内燃机排气温度或者涡轮增压器出口温度Kv消声器前插入管的气流速度m/s Qo=Q×Te/Ts Qo内燃机排气流量m³/s F=Qo/v=πd1²/4F流通面积㎡d1=sqrt(4F/π)d1消声器进气管直径m 计算公式单位V=πab×L V消声器理论所需容积LL消声器长度mma消声器长半轴mmb消声器短半轴mmm扩张比9~16 S=πab S筒体截面积mm²S0=πd1²/4S0排气管截面积mm²d1排气管内径mmL/D纵横比消声器规格(mm)L/D排气管规格(mm)消声器理论容积(L)进气系统计算参数排气系统计算(消声器容积确定）参数排气系统计算(消声器进气管径即排气管直径确定）参数排气系统计算(消声器及排气管尺寸确定）参数排气系统计算(实际消声器及排气管尺寸确定）。

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。

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。

发动机及各主要附件系统匹配设计一、发动机:1、发动机分类及工作原理：发动机是汽车的动力源。

它是将某一形式的能量转变为机械能的机器。

按燃烧种类分类可分为汽油机、柴油机、燃气机及代用燃料机等。

按工作冲程分为四冲程发动机和二冲程发动机。

按工作原理和构造可分为点燃式内燃机、压燃式内燃机、混合式内燃机、转子发动机、燃气轮机、外燃机及电动机等。

也可按缸数、燃烧室型式等分类。

柴油机是内燃机的一种，是把柴油和空气混合后直接输入机器内部燃烧而产生热能，然后再转变为机械能。

它具有热效率高、体积小、便于移动、起动性能好等优点而得到广泛应用。

车用内燃机，根据其将热能转变为机械能的主要构件的形式，可分为活塞式内燃机和燃气轮机两大类。

活塞式内燃机按活塞运动方式分为往复活塞式和旋转活塞式两种，往复活塞式应用最广泛。

在发动机内每一次将热能转化为机械能，都必须经过空气吸入、压缩和输入燃料，使之着火燃烧而膨胀做功，然后将生成的废气排出这样一系列连续过程，称为发动机的一个工作循环。

对于活塞往复式发动机，可以根据每一工作循环所需活塞行程数来分类。

凡活塞往复四个单程完成一个工作循环的称为四冲程发动机，活塞往复两个单程即完成一个工作循环的称为二冲程发动机。

目前我厂产品所用发动机多为四冲程多缸柴油机。

2、柴油机的优缺点与汽油机比较，柴油机因压缩比高，燃油消耗率平均比汽油机低30%左右，且柴油价格相对较低，所以燃油经济性好。

柴油机的主要优点是热效率高、油耗低、可靠性高、耐久性好。

一般载质量7t 以上的货车大都用柴油机。

柴油机的缺点是转速较汽油机低，工作粗暴，噪声大，质量大，制造和维修费用高。

3、发动机选用：目前发动机以选用为主。

各发动机主管在会同整车总布置人员满足整车性能和布置要求的前提下与发动机厂确定技术状态。

不同的车型对匹配发动机的特性要求有一定差异，应在理论计算的基础上通过试验验证发动机是否满足要求，对不能满足使用要求的应通过发动机性能的优化和整车传动系速比的匹配使发动机与整车得到最优化匹配，在满足动力性要求的前提下取得较好的燃油经济性。

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。

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。

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。