1300-进气系统设计规范

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。5、软管材料的选择：管路设计中，根据气流温度的变化，选择适当的软管材料（硅橡胶和乙丙橡胶）。在空滤器与增压器之间，由于气流温度与大气温度相同（相对较低），故要选用乙丙橡胶；增压器与中冷器之间，此时，气流经过压缩，温度超过130度，超过乙丙橡胶的承受能力，故选用硅橡胶；中冷器之发动机进气口段，经过中冷后的气流温度此时不会高于大气温度30度（即在50--60度之间）故选用乙丙橡胶。6、软管的设计要求：设计乙丙橡胶软管时，须注意软管的长度选择，若软管太长，则需要加用加强筋（特别是拐弯处），对于空滤器至增压器之间的乙丙橡胶管，可避免软管被吸瘪；对于中冷器至发动机之间的乙丙橡胶管，可避免被胀裂；设计硅橡胶软管时，不要因为成本问题而降低软管的长度，这样软管的弹性会降低，且会造成软管撕裂或脱落。1、空滤器流量大小选择：7、管径的选择：由于增压器进出气口较小且气流量大，所以空滤器至增压器之间的管径在等于增压器进气口直径的基础上，尽量选择大一点的管径，而增压器至发动机进气口之间的管径不得小于增压器出气口直径；8、管路固定：管路设计完成后，较长的钢管、软管要求加固定（钢管尽量选择钢性固定，同一根钢管不能同时固定在发动机和车架上，这样会在同一根钢管上产生多个方向的相对运动，导致钢管断裂；软管尽量选择柔性固定，可防止将软管磨损，造成漏气）。若同一根钢管上需要多处固定，两处支架之间的距离不小于400mm。9、卡箍形式的选择：对于出气口大于Φ100的空滤器，空滤器与软管连接处尽量选用T型卡箍，其它连接处用RQ675XX(RQ675为标准号，XX为卡箍直径)，若厂家有特殊要求，按厂家要求做。10、卡箍的安装固定：安装卡箍时，卡箍尾部朝向发动机顶端，（因为车身设计时发动机舱盖在发动机顶端）便于以后拆装维修。卡箍固定时，卡股至软管端面间的距离不小于5mm。附录111090020N3QZ-uh0中冷器的设计计算一：中冷器结构特点1、             该中冷器采用目前世界上较先进的‘U’型结构。“U”型结构可以适当延长热交换时间，加快热空气流速，从而达到加强中冷器的散热能力。相同条件下，散热能力可以提高15%。2、             采用内置紊流片式结构可以增大热侧散热面积，提高散热效果，芯子重量可以降低30%。二：中冷器结构参数1、             中冷器进出气室口内径φ812、             芯子尺寸：700*004*03（冷却管31根、散热管32根）三：中冷器使用工况1、             热风进温度：1502、             热风出温度：503、             热风流量G1=0.33KG/s4、             冷风进温度25（环境温度）5、             迎风面速度：12m/s四：中冷器参数计算1、             冷侧散热面积的计算a)      冷却管散热面积（）的计算S1=单根冷却管的散热面积*冷却管根数=2.741S2Sb）散热带的散热面积（）S2=单根散热带的散热面积*散热带的根数=9.85b)     冷侧散热面积=2.74+9.85=12.95考虑到散热带和冷却管的钎焊焊缝的影响，冷侧散热面积F实际应为12.432、热侧流速的计算（）1）质量流量（）换算成体积流量（V）已知=0.33kg/sρ=0.946kg/0.3488372092）中冷器热侧通道有效面积的计算冷却管的通道面积=单根冷却管内腔的截面积×冷却管根数=422.4×31=13094.4m紊流片料厚所占的面积=20.0832×8×31×0.2=996.13mS=冷却管的通道面积-紊流片料厚所占的面积=13094.4-996.13=12098.27m3）=0.35×结论：此流速在最佳流速范围内2S21SSF1V1Gρ/GV11G2mρ/GV1/s0.35m3)(S32m2m3S2m31S/VV/12098.27106/sm293、             中冷器的迎风面积：芯子宽度×芯子高度=765×598×=0.457中冷器冷风通过面积：散热器高度×芯子高度-散热带料厚所占的面积=0.2冷风通过率：通风面积/迎风面积=0.2/0.475=43.8%4、中冷器冷风流量（)根据中冷器冷侧面积、中冷器迎风面速度，中冷器冷风流量计算如下：=12×0.2×1.1652.8kg/s三．假设150℃增压空气流经中冷器以后，出气口温度达到50℃.根据热平衡方程式计算冷风出温度（)――热空气流量，kg/s――冷却介质流量，kg/s；――热空气定压比热，J/kg·℃――冷却介质的定压比热，J/kg·℃――中冷器进口（热空气）温度，℃――中冷器出口（冷却后空气）温度，℃――冷却介质进中冷器的温度，℃――冷却介质出中冷器温度，℃已知：=1.009×J/kg·℃=1.005×J/kg·℃=0.33㎏/s=2.8㎏/s=150-50=100℃6102m2m2G2G2G2t)tt(CG)tt(CG'22p221'1p111G2Gp1Cp2C'1t1t'2t2tp1C310p2C3101G2G1'1tt'2t=25℃0.33×1.009××100=2.8×1.005××（－25）t-2512℃=37℃四．整个散热器的平均温压：=150-37=113=50-25=25=113/25=4.522所以采用对数平均温压=(113-25)/ln4.5258.34℃五．根据该中冷器结构和我们以往的经验，相应工作条件下的中冷器传热系数K值约为50W/·℃六．根据发动机工况中冷器实际所需散热量：×(150－50)=0.33×1.009×100=33.3KW七．中冷器所具备的理论散热能力50X12.43X58.34X=36.2Kw比较步骤六、步骤七中求得的、值。比大10%左右，因此该中冷器的设计能够满足发动机的散热需求。八．若中冷器进口温度为=150℃，则理论出口温度为=150-36.2/（1.009×0.334）=42.6℃九．中冷器热侧压力降数值为实验所测，=8.8kPa,低于12.8kPa，能满足发动机使用要求。十．结论：根据以上计算，该中冷器结构设计合理，能够满足发动机的散热需求和热侧压力降要求。1'1tt'2t3103102t2t2tmtmaxtmintminmaxt/t)t/t(ln/)tt(tminmaxminmaxm2m11GQmtFKQ23101Q2Q2Q1Q'2tP