发动机进气系统设计规范
1 目的与适用范围
本规范规定了发动机进气系统的设计
本标准适用于所有新开发的带发动机的车型。 2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB 13094-2017 《客车结构安全要求》
GB 7258-2017 《机动车运行安全技术条件》 JB/T 1094 《营运客车安全技术条件》 3 定义
本文件所指进气系统,其定义为搭载传统汽、柴油或者天然气发动机的发动机进气系统,包括混合动力车型的发动机进气系统。
发动机进气系统由空滤器、中冷器、进气管路等部件组成。
3.1 中冷器
中冷器通常见于安装了涡轮增压的车上。因为中冷器其实是涡轮增压的配套零件,其作用在于降低增压后的高温空气温度、以降低发动机的热负荷,提高进气量,进而增加发动机的功率。对于增压发动机来说,中冷器是增压系统的重要组成部件。无论是机械增压发动机还是涡轮增压发动机,都需要在增压器与进气歧管之间安装中冷器。
3.2 空气滤清器
空气滤清器主要应用在气动机械、内燃机械等领域,作用是为这些机械设备提供清洁的空气,以防这些机械设备在工作中吸入带有杂质颗粒的空气而增加磨蚀和损坏的机率。空气滤清器的主要组成部分是滤芯和机壳,其中滤芯是主要的过滤部分,承担着气体的过滤工作,而机壳是为滤芯提供必要保护的外部结构。空气滤清器的工作要求是能承担高效率的空气滤清工作,不为空气流动增加过多阻力,并能长时间连续工作。
4 要求 4.1 一般要求
其功能是吸入发动机燃烧做功时需要的空气,保证发动机能或许充足的进气量和适宜的进气温度状态下工作,以获得较高的动力性、经济性及可靠性。
4.2 空滤器的选型
发动机所匹配的空滤器应满足发动机配套参数表中的配套要求(如下表)。
4.3 空滤器的布置
空滤器的安装尺寸及壳体形状取决于整车布置要求。
a.进口处的空气温度不应超过环境温度15℃,进气温度过高会降低发动机充气效率,进口方向迎风是必要的,迎风进气口会提高进气对于前置车一般原始进风口位于车头,对于后置车一般从侧围引风。
b.进气口位置应避免吸入雨、雪及发动机排出的废气;
c.进气口应避免选在机舱的负压区、集灰区及甩泥区,在允许的条件下进气口应尽量提高;
d.进气的金属管路内壁不允许喷漆,不许生锈,这类脏物脱落后会直接吸入发动机; e.空气滤清器壳体和连通管路的设计应尽量避免气流产生急转弯,并使气体通过滤芯全面积,管路尽量减少接口数量,接口卡箍可用A型卡箍。 f.保证空滤器滤芯更换的便捷性。
g.空滤器的排水口应该位于整个空滤器的最低位置。
4.4 中冷器初步方案的确定 4.4.1中冷器散热需求的匹配
冷却模块的匹配需要满足发动机中冷系统的散热功率要求。发动机中冷系统的散热功率要求见发动机配套参数表(见下图)。
4.4.2中冷器外形尺寸的确定
前置车需考虑大梁宽度,发动机舱盖的高度,前接近角,冷却模块安装支架等来确定。后置车需考虑舱体大小,后平台高度,侧围骨架,舱门铰链是否会干涉,离去角等问题。
另外,特别针对后置车型,需要考虑导流罩是否方便设计和制作。
将以上两项提供给冷却模块厂家后,厂家一般会进行校核并不断调整方案。此过程可能需要多次反复确认。散热基本方案确认后,需要再次核对底盘总布置,是否会出现干涉或其他问题。
特别需要注意的是,中冷系统的设计一般是和冷却系统协同设计的。整个冷却包包含中冷器,水箱,护风圈等。所以需要和冷却系统的设计人员协同完成。 4.5 散热模块细节的确定
总体方案确定后,细节的核对需要考虑到:
中冷器进气和出气口的位置、朝向和口径。中冷器和水箱的装配位置关系等等。 确定中冷器进出气口的位置朝向等应考虑发动机总布置,增压器接到中冷器的管路应尽量避免气流产生急弯。
4.6 发动机相关接口朝向的确定
将空滤器、冷却模块初步布置好以后,基本可以将进气系统管路走向确定。而发动机的增压器上的接口朝向,比如增压器出气口等是可以按照整车安装要求来进行调整的。调整时应尽可能保证管路顺畅,避免急弯。 4.7 进气系统管路的设计
a.尽量使用短而直的管路设计
连接空滤器、发动机与中冷器之间的管路应尽量短而直,减少弯曲;总布置需要拐弯时,管子的曲率半径应尽可能大,以减少管道阻力。 b.管路的选择
空滤器进气段、空滤器至增压器进气口管段的连接胶管可选用三元乙丙橡胶材质,胶管固定抱箍可选用A型抱箍。
增压器出气口到中冷器、中冷器到发动机进气口管段的连接胶管必须选用硅胶管材质,胶管固定抱箍需选用T型抱箍。