高啟明?吳金輝

摘要：本文從某商用車進(jìn)氣流量需求目標(biāo)入手，以理論計(jì)算分析為依據(jù)，制作空濾器及進(jìn)氣道樣件，并通過整車進(jìn)氣實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)理論計(jì)算的正確性，該方法對(duì)于進(jìn)氣系統(tǒng)空濾器和進(jìn)氣道流量匹配有一定的實(shí)際意義。

關(guān)鍵詞：空濾器；進(jìn)氣道；流量匹配

一、項(xiàng)目編號(hào)

空濾器和進(jìn)氣道作為商用車進(jìn)氣系統(tǒng)關(guān)鍵零部件，其匹配的正確性對(duì)整車進(jìn)氣流量影響較大?，F(xiàn)有某商用車匹配大馬力發(fā)動(dòng)機(jī)，需對(duì)空濾器和氣道進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，根據(jù)項(xiàng)目要求，新零部件進(jìn)氣性能要滿足設(shè)計(jì)和使用性能要求。

二、理論計(jì)算和匹配分析

（一）理論計(jì)算

現(xiàn)空濾器和進(jìn)氣道需滿足的設(shè)計(jì)目標(biāo)如表1：

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)理論計(jì)算流速要求20m/s，可以滿足設(shè)計(jì)要求的空濾進(jìn)出口截面積為：

1.空濾器進(jìn)口面積：0.025m2

進(jìn)口流速V=Q/S=1300m3/h/0.025m2=14.5m/s

2.空濾器出氣口面積：0.021m2

出口流速V=Q/S=1300m3/0.021m2=17.2m/s

按上述計(jì)算尺寸制作的空濾器，理論滿足額定流量1300m?/h時(shí)，阻力小于3.0Kpa

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)理論計(jì)算流速要求20m/s以下可以滿足設(shè)計(jì)要求的進(jìn)氣道結(jié)構(gòu)尺寸為：

進(jìn)氣道進(jìn)口面積：0.055m2

進(jìn)口流速V=Q/S=1300m3/h/0.055m2=7.0m/s

進(jìn)氣道出氣口面積：0.021m2

出口流速V=Q/S=1300m3/0.021m2=17.5m/s

進(jìn)氣道在進(jìn)氣流量1300m3/h時(shí)進(jìn)氣道可以滿足此條件，進(jìn)氣阻力理論小于1.5kpa

（二）匹配分析

經(jīng)過上面的計(jì)算，理論能滿足1300m3/h進(jìn)氣流量需求，且進(jìn)氣系統(tǒng)阻力滿足設(shè)計(jì)和使用要求。該方法通過把進(jìn)氣阻力化解分成空濾器阻力和進(jìn)氣道阻力兩個(gè)主要部分，在滿足系統(tǒng)性能需求下，獨(dú)立計(jì)算各個(gè)零部件的尺寸，使各個(gè)零部件性能最優(yōu)化，最終達(dá)到系統(tǒng)最優(yōu)匹配。

三、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

系列1為：空濾器總成

系列2為：空濾器帶底座

系列3為：空濾器帶底座+氣道

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：

（一）系列1為單空濾進(jìn)氣阻力實(shí)驗(yàn)，結(jié)果與設(shè)計(jì)目標(biāo)吻合

（二）該實(shí)驗(yàn)過程中增加了連接氣道和空濾器的零部件，該零部件結(jié)構(gòu)因性能要求，形狀固定，已不具備優(yōu)化空間。

（三）系列3為系統(tǒng)阻力實(shí)驗(yàn)，額定流量下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)需求。

四、結(jié)束語

本文通過對(duì)空濾器和進(jìn)氣道的重新設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)目標(biāo)分解，使各個(gè)零部件獨(dú)立設(shè)計(jì)，以達(dá)到最優(yōu)的匹配設(shè)計(jì)。根據(jù)各個(gè)零部件計(jì)算結(jié)果，制作樣件并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到了理想的效果。該空濾器和進(jìn)氣道的匹配方法，對(duì)于同類產(chǎn)品性能提升有一定的借鑒意義。

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