汽车进气系统开发探讨.doc

《汽车进气系统开发探讨.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、汽车进气系统开发探讨中图分类号：U461文献标识码：A文章编号：1007-0745(2013)09-0372-02摘要：本文对汽车发动机进气系统的现状和在设计中的三种重要性能的影响因素进行了分析。关键词：汽车发动机进气系统性能开发1、刖吞发动机是汽车的心脏，而进气系统是汽车发动机的“门户”，因而进气系统是整车开发过程中极其需要重视的子系统。本文下面将进行阐述。2、进气系统现状及面临问题为应对激烈的市场竞争，汽车制造企业在应用新技术上想尽了办法，在作为汽车心脏的发动机上更是花了人力气。事实证明，先进发动机技术的应用在汽车节能、坏保开发屮起着决定性的作用。目前主要的发动机新

2、技术包括增压、缸内直喷、进排气气道优化设计、可变进气控制、废气再循环、减磨技术等。新技术的应用提高了发动机的性能，满足了不断提高的法规要求，但也不同程度地增加了发动机成本。由此，低的成本增加带来高的发动机性能提升逐渐引起人们的关注。比如：进排气气道优化设计,特别是进气道优化设计，可以以较低的成本增加甚至是零成本增加大幅提升发动机的性能，改善发动机的排放与油耗。作为新型小排量发动机开发新技术，为国内发动机厂广泛采用。近几年随经济的发展，汽车作已经成为人们的代步工具，越来越多的汽车导致道路拥挤、城市交通不堪重负，堵车现象时常发生，使得发动机更多时间工作在屮低转速范围内。而传

3、统发动机进气系统设计主要注重发动机高速性能，根本无法适应当前整车的动力需求,有的还致使整车的部分工况恶化。所以说，发动机进气系统优化设计，必须兼顾发动机中低速性能。化油器发动机的空气和燃料是在进气系统前端开始预混合的，进气系统气道的结构对油气混合有很大的影响，特别是气道的长度影响更甚。在工作条件发生变化时，进气系统气道上附着的油膜也随之改变，导致燃烧效果不良，性能降低、排放恶劣。为了缓解这种影响，采用一般采用短而直的气道，这种设计结构对发动机高速性能影响不大，但也无法利用进气道波动效应來提升中低转速的性能。随着电子技术的广泛应用以及排放法规的日益加严，电控燃油喷射系统逐

4、步取代了化油器，电喷系统的喷油器基本上设计在进气歧管支管或缸盖进气道上方，距离进气门较近。因此发动机可以采用较长的进气通道来改善发动机中低速性能。近些年开发的自然进气发动机更多地采用了可变进气系统和连续可变配气止时系统。这些技术的应用使发动机的性能有了很大的提高，对人们的差异化需求满足程度越来越高。近年来我国各汽车企业均致力于提高产品性能，加上国家政策支持，促使发动机技术快速发展。3、影响汽车进气系统性能的因素进气系统主要功能是过滤进入发动机的空气，避免粉尘进入发动机缸体而导致发动机界常受损。根据滤材的不同，空气滤清器过滤效率可达到$96%〜99.5%,可以给发动机提供

5、足够的清洁空气以满足发动机对进气量的要求。发动机进气流量较大（一般小排量发动机额定流量能达到200〜300Kg/h）,导致进气阻力及进气噪声增高，从而对发动机及整车产生较大的影响。进气系统的主要性能要求为：（1）滤清性能：优化滤清性能对发动机寿命有积极的意义；（2）噪声性能：进气噪声对整车噪声及NVII性能均有较大的贡献；（3）进气阻力：合理的进气阻力可以避免对发动机功率造成不利影响。3.1进气系统的滤清性能进气系统的滤清性能影响到进入发动机内部的空气的洁净程度，对发动机寿命有很大的影响。进气系统过滤性能要求有容尘能力及滤清效率，进气系统的结构及管路走向等均会影响到进气

6、气流流向，而流体分布又将影响到进气系统的滤清性能，前期CAE仿真分析有助于分析进气系统的滤清性能。图1显示的是某进气系统内插管元件。该进气系统初始设计方案不带导流管，其CFD分析结果如图2所示。由于进气管上表面与滤芯下表面几乎在同一平而，进气气流直接冲向滤芯底部，导致滤芯下表面流速不均匀，最高处达到30m/s左右。滤芯空气流速不均匀对滤清效率、滤芯寿命、进气阻力及容尘能力筹都有消极的影响，而添加导流管对进气气流进行引导有利于改善其滤清性能。空滤的设计原则:（1）空滤容积的确定：V二K*L。K——经验系数（4-5）；L——发动机排量。（2）空滤的布置：A.采用下壳体进气管

7、布置；B.进气管直径的确定（流速25m/s,小于30m/s）；C.引气管口位置，位置尽量高，考虑排水排尘设计；D.谐振腔的布置。（3）滤芯的计算：滤芯过虑面积：Q二K*FQ——额定流量；K——流量系数（经验值：0.03）；F有效过虑面积。（4）空滤消声量（传递损失）的估算。3・2进气系统的声学性能进气噪声源：（1）发动机燃烧和气门撞击声，与发动机点火频率相同；n：转速z：发动机缸数1：发动机冲程系数（四冲程为2）k：谐波次数（阶次数）f：噪声频率（2）气门开启的周期变化产生的空气动力噪声，频率约1000以上；（3）气体在管道、气门、节流阀