發(fā)動機進氣系統(tǒng)設(shè)計要求指南

1、發(fā)動機進氣系統(tǒng)設(shè)計要求指南一、總成說明1.1進氣系統(tǒng)空氣濾清器總成的功用1.2適用范圍1.3空氣濾清器總成結(jié)構(gòu)圖、爆炸圖二、各總成設(shè)計1設(shè)計原則2主要設(shè)計參數(shù)的決定因素和最優(yōu)化的目標(biāo)3環(huán)境條件需要滿足的工作溫度4基本設(shè)計要求4.1 一般的布置原則4.2影響裝配位置因素4.3修理的方便性5空濾總成零件設(shè)計5. 1空濾總成設(shè)計（附圖）5.1. 1空濾總成的定位、裝配工藝5. 1 . 2空濾總成材料要求5. 1 . 3空濾及引氣管的主要設(shè)計參數(shù)、結(jié)構(gòu)的確定5. 1 . 4空濾建模主要步驟、參考文件5.2設(shè)計過程中的其他要求一、總成說明1.1進氣系統(tǒng)空氣濾清器總成的功用進氣系統(tǒng)包含了空氣濾清器、進氣歧

2、管、進氣門機構(gòu)等?？諝饨?jīng)空氣濾清器過濾掉雜質(zhì) 后，流過空氣流量計，經(jīng)由進氣道進入進氣歧管，與噴油嘴噴出的汽油混合后形成適當(dāng)比例 的燃油混合氣，由進氣門送入汽缸內(nèi)點火燃燒，產(chǎn)生動力空氣濾清器的作用是在滿足空氣吸入量的情況下過濾掉最微小的雜質(zhì)顆粒，保護發(fā)動 機。不同的地區(qū)因土壤，氣候及道路的情況不同，空氣中含有的塵土等雜質(zhì)成分和含量也有 所不同，就其化學(xué)成分來說，多數(shù)是二氧化硅。當(dāng)它們進入發(fā)動機氣缸的摩擦表面時，就會 刺破潤滑油膜，加劇發(fā)動機氣缸的磨損，縮短發(fā)動機的使用壽命。安裝空氣濾清器能減少氣 缸、活塞和活塞環(huán)等零件的磨損。據(jù)有關(guān)資料報道：轎車如不安裝空氣濾清器，氣缸磨損將 增加7倍，活塞磨損

3、增加3倍，活塞環(huán)磨損增加8倍。因此，現(xiàn)代汽車發(fā)動機都在化油器或 電噴發(fā)動機的節(jié)流閥體前部裝有空氣濾清器。另外，優(yōu)質(zhì)空氣濾清器能有效降低發(fā)動機吸入 空氣時的噪音。1.2適用范圍本指南制訂了與汽車發(fā)動機相匹配的進氣系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)流程；1.3空氣濾清器總成結(jié)構(gòu)圖、爆炸圖進諧振腔空濾器總成二、各總成設(shè)計空氣濾清器總成設(shè)計:1、設(shè)計原則該總成的設(shè)計要求（功能、法規(guī)、布置）:參考標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)文件JB/T9755-1999內(nèi)燃機紙質(zhì)濾芯空氣濾清器總成技術(shù)條件JB/T9756-1999內(nèi)燃機空氣濾清器紙質(zhì)濾芯技術(shù)條件JB/T9747-1999內(nèi)燃機空氣濾清器試驗方法總成整車上的布置:1、與總布置確定空濾器的布置

4、位置及空間。2、進氣軟管及諧振腔的布置。3、與總布置確定進氣系統(tǒng)固定點。4、空濾器原則上要求布置在靠近發(fā)動機節(jié)流閥體的一側(cè)。2主要設(shè)計參數(shù)的決定因素和最優(yōu)化的目標(biāo)3環(huán)境條件需要滿足的工作溫度空氣濾清器設(shè)計時的工作溫度在一40C到120C之間，引氣口的布置要合理，要考慮雨天不 能進水，進氣溫度不宜過高，一般要求在40C以下（理想值25C）。4基本設(shè)計要求4.1 一般的布置原則空氣濾清器在整車布置時：1、首現(xiàn)要確定其體積大小，空濾體積的計算，目前還沒有完整的理論，只是有一些經(jīng)驗性 的算法（對一般四缸機來說）：具體見下式W （V/N）*（1520）V-發(fā)動機總排量N-缸數(shù)結(jié)果僅作為設(shè)計參考。2、引氣

5、口的布置：空濾的引氣口的布置關(guān)系到進氣噪聲和進氣溫度，因此空濾的引氣口一 般放在前艙蓋或輪罩和車身前翼字板之間，如布置在前艙內(nèi)部時，在引氣口前端60毫米內(nèi) 不易有物體影響進氣或增加進氣噪聲，同時要遠離熱原，保證進氣溫度不要太高。3、由于空濾芯要定期更換，所以在布置和裝在車上后的，空濾上殼體與下殼體間要易于拆 卸，便于更換濾芯。4.2影響裝配位置因素1、空濾及引氣管、諧振腔在整車上必須固定在車身或通過車身上支架進行固定，一般要有 三個定位點，不少于兩緊固點?？諡V與發(fā)動機間通過軟管連接。2、緊固螺栓的位置要利于工人裝配和裝配工具使用。4.3修理的方便性由于空濾芯要定期更換，所以在布置和裝在車上后的

6、，空濾上殼體與下殼體間要易于拆卸， 便于更換濾芯。5空濾總成零件設(shè)計5. 1空濾總成設(shè)計（附圖）5.1.1空濾總成的定位、裝配工藝5.1.2空濾總成材料要求。材料的成分PP+GF30 或 PP+TD20 等。材料特性空濾殼體系統(tǒng)材料規(guī)范。材料標(biāo)準(zhǔn)：空氣濾清器材料主要有：PP6或PP10。材料代 號材料密度（g/cm3）熔化溫度（C）燃燒殘余（%）球壓硬度（N/mm2）沖擊韌 性耐寒性耐熱性（80 C 放置48小 時）抗拉強度（N/mm2）抗老化性（到發(fā)脆的 時間h）PP61.05N158C22N80N30-40C不變形N24N700PP101.15N158C30N110N15-40C不變形N5

7、0N10001.3空濾及引氣管的主要設(shè)計參數(shù)、結(jié)構(gòu)的確定主要參數(shù)確定前準(zhǔn)備工作：1、原樣車進氣系統(tǒng)噪聲摸底試驗（進氣口風(fēng)噪聲、系統(tǒng)共鳴噪聲）對有原車（樣車）或樣件的進氣系統(tǒng)開發(fā)初期，對樣件進行噪聲摸底測試，主要測進氣 口的風(fēng)噪聲，同時駕駛原車進行主觀感受評價，了解原系統(tǒng)的噪聲水平，為以后產(chǎn)品開 發(fā)提供主觀評價接受標(biāo)準(zhǔn)。2、原件臺架性能試驗（阻力、效率、壽命、儲灰能力）選擇有試驗?zāi)芰Φ墓?yīng)商，在供應(yīng)商處與供應(yīng)商一起對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝分析，并對原件 的阻力、原始濾清效率、臺架壽命、儲灰能力、密封性等進行測試。為后期產(chǎn)品是設(shè)計 提供輸入依據(jù)。3、發(fā)動機在最大功率和最大扭矩時發(fā)動機進氣量測量進氣系統(tǒng)的一

8、個重要指標(biāo)是發(fā)動機的最大空氣消耗量（有些外購發(fā)動機在說明中給出）, 所以在開發(fā)初期要對系統(tǒng)所匹配的發(fā)動機進行最大功率和最大扭矩時發(fā)動機所消耗的空 氣，這是空濾設(shè)計時確定額定流量的重要依據(jù)。4、無原車、原件只需進行第3項測試。5參數(shù)設(shè)計計算與發(fā)動機的匹配1）、空氣濾清器額定空氣流量的確定：額定流量（Q）計算（主要計算方法）：Q=0.03*n*n*Vn七:排氣量11n:轉(zhuǎn)數(shù)/分鐘n :充氣系數(shù)（電噴汽油機n ?。?.80.85）（增壓中冷電噴汽油機n約為：1.11.2）額定流量（Q）計算（參考計算方法）：此一般用于柴油機進氣流量計算：Q=P*KP：發(fā)動機功率K :經(jīng)驗系數(shù)（?。?0.45）通過以上

9、計算得出的結(jié)果都是理論的結(jié)果，要結(jié)合前期測得以及發(fā)動機提供的空氣消 耗量（以重量計為多）數(shù)據(jù)，進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。2）、在額定流量下，確定濾芯過慮面積、阻力、效率、壽命：1）濾芯過慮面積：Q=K*FQ:額定流量K:流量系數(shù)（經(jīng)驗值：0.03）F:有效過慮面積2）原始阻力：單級總成PW 1.2KPa多級總成PW 1.8KPa3）原始濾清效率：n N 99.5%4）臺架試驗壽命：在阻力增加到2KPa或濾清效率下降到99%時，試驗室壽 命大于4h。3）.進氣消聲如果空濾器的容積足夠大，一般來說，安裝空濾器后比不裝的進氣噪聲會降低10-20dB，假如某些個別頻率噪聲太大，需要有輔助消聲裝置。通常利用各種不

10、同的諧振裝 置可以消取尾管發(fā)射出的噪聲中擾人的頻段區(qū)，如根據(jù)亥姆霍茲原理把空濾器做成具有反 射吸音裝置一抽氣式諧振器，在其固有頻率區(qū)使噪聲的相應(yīng)頻率衰減?；蚩捎弥蓖ㄊ街C振器， 在固有頻率時消聲作用增大，可有一個寬廣的消聲范圍。對于空濾的進氣噪聲問題，目前在設(shè)計階段還沒有完整的理論進行計算，在國外一些知名的濾清器公司主要通過一些經(jīng)驗公式初步確定諧振腔的大小及位置再通過專業(yè)軟件進 行模擬計算和分析,從而不斷修改設(shè)計以達到最佳效果.鑒于此，空濾器開發(fā)出來后，很難保 證進氣噪聲達到設(shè)計要求，因此需要通過試驗手段來測定進氣系統(tǒng)噪聲擾人的頻段區(qū)，針對 測得的頻段，增加或重新設(shè)計諧振腔（消聲器）來衰減或干擾

11、這部分頻率.諧振腔式消聲器諧振頻率計算公式（如下圖）:f0=C/2 n * S/ （L*V），其中：C-為空氣中的音速;L-接管長度；S-接管平均斷面積;V-諧振腔的容積。4）.空氣濾清器的維修保養(yǎng)（濾紙更換）空氣濾清器濾芯需定期更換，但在使用過程中需對空濾芯進行保養(yǎng)，一般建議沒有至少保養(yǎng) 一次,在保養(yǎng)空氣濾清器濾芯時，應(yīng)取出濾芯輕輕拍打端面，用200300KPa的壓縮空氣反吹 濾芯，清除灰塵后.保養(yǎng)時要應(yīng)注意濾芯內(nèi)、外表面顏色的變化。如果濾紙外表面本色清晰， 而其內(nèi)表面又鮮艷時，該濾芯可繼續(xù)使用；若濾紙外表面已失去本色或內(nèi)表面發(fā)暗時，則必 須更換。經(jīng)常行駛在含塵量多的環(huán)境中的汽車，空氣濾清器

12、的保養(yǎng)或更換周期就應(yīng)短些；而 在含塵量多的環(huán)境中的汽車，空氣濾清器的保養(yǎng)或更換周期就可適當(dāng)延長。建議更換周期: 轎車每3月左右或行駛8000-10000公里更換，商用車每兩月左右或8000公里左右更換一次。 5.1.4空濾建模主要步驟、參考文件根據(jù)總布置確定的空間位置，及在車身上的固定點：1、確定空濾的粗濾外形，確定空濾進出氣口相對于空濾本體的位置角度。2、確定空濾引氣口位置及固定點整車坐標(biāo)。3、確定空濾固定點的整車坐標(biāo)。4、根據(jù)粗模型，對殼體進行上下殼體分型，按塑料件的結(jié)構(gòu)和工藝特性，進行上下殼體的 詳細設(shè)計，這過程中要保證空濾的裝配性及裝配點的正確。5、根據(jù)引氣口位置和空濾位置，進行引氣管

13、建模。6、進行諧振腔建模。7、將設(shè)計完的空濾和引氣管交總布置進行設(shè)計布置驗證，進一步完善和凍結(jié)數(shù)模。5.2設(shè)計過程中的其他要求（附圖）1、進氣系統(tǒng)DFMEAo2、各零部件設(shè)計時一般要求。在進行零部件設(shè)計時圖紙的完成整性和正確性，對后期的開發(fā)工作至關(guān)重要。圖紙中必不可少的技術(shù)要求內(nèi)容（但不僅限以下項目）：1）零件的標(biāo)識Q/ SQR - 04 - 057標(biāo)準(zhǔn)和Q/SQR04 058標(biāo)準(zhǔn)。2）材料確定。3）對電鍍或油漆件要有表面處里。4）產(chǎn)品（或表面處里）執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。5）零件外觀要求。6）對于焊接件要規(guī)定焊接處的外觀、強度等。7）模加工件要規(guī)定最大允許拔模角度、外觀等。8）未注尺寸公差要求。3、設(shè)計輸出（評審）對于設(shè)計輸出的資料：DFMEA、圖紙、標(biāo)準(zhǔn)、試驗規(guī)范應(yīng)組織評審，同時也要征求供 應(yīng)商的意見。其他內(nèi)容技術(shù)協(xié)議及開發(fā)：1、在技術(shù)協(xié)議內(nèi)要貴定產(chǎn)品試驗內(nèi)容、試驗（或檢驗）方法。2、簽訂技術(shù)協(xié)議。在技術(shù)協(xié)議內(nèi)規(guī)定必須有但不僅限于以下內(nèi)容：1）首批樣件數(shù)量及供貨時間：2）產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：3）產(chǎn)品性能要求：4）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要求：5）外觀質(zhì)量要求：6）材料要求：7）檢驗方法：8）技術(shù)協(xié)作方式：9）產(chǎn)品設(shè)計壽命規(guī)定：10）產(chǎn)品三包期規(guī)定：11）產(chǎn)品PPAP要求：12）包裝及標(biāo)識要求：13）技術(shù)服務(wù)要求：3、樣件及供應(yīng)商督促設(shè)計驗證、確認(rèn)：1、供應(yīng)商試