一種空濾器和進氣道流量匹配方法的研究

高啟明?吳金輝

摘要：本文從某商用車進氣流量需求目標入手，以理論計算分析為依據，制作空濾器及進氣道樣件，并通過整車進氣實驗，檢驗理論計算的正確性，該方法對于進氣系統空濾器和進氣道流量匹配有一定的實際意義。

關鍵詞：空濾器；進氣道；流量匹配

一、項目編號

空濾器和進氣道作為商用車進氣系統關鍵零部件，其匹配的正確性對整車進氣流量影響較大。現有某商用車匹配大馬力發動機，需對空濾器和氣道進行重新設計，根據項目要求，新零部件進氣性能要滿足設計和使用性能要求。

二、理論計算和匹配分析

（一）理論計算

現空濾器和進氣道需滿足的設計目標如表1：

根據經驗理論計算流速要求20m/s，可以滿足設計要求的空濾進出口截面積為：

1.空濾器進口面積：0.025m2

進口流速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

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

根據經驗理論計算流速要求20m/s以下可以滿足設計要求的進氣道結構尺寸為：

進氣道進口面積：0.055m2

進口流速V=Q/S=1300m3/h/0.055m2=7.0m/s

進氣道出氣口面積：0.021m2

出口流速V=Q/S=1300m3/0.021m2=17.5m/s

進氣道在進氣流量1300m3/h時進氣道可以滿足此條件，進氣阻力理論小于1.5kpa

（二）匹配分析

經過上面的計算，理論能滿足1300m3/h進氣流量需求，且進氣系統阻力滿足設計和使用要求。該方法通過把進氣阻力化解分成空濾器阻力和進氣道阻力兩個主要部分，在滿足系統性能需求下，獨立計算各個零部件的尺寸，使各個零部件性能最優化，最終達到系統最優匹配。

三、實驗驗證

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

實驗結果分析：

（一）系列1為單空濾進氣阻力實驗，結果與設計目標吻合

（二）該實驗過程中增加了連接氣道和空濾器的零部件，該零部件結構因性能要求，形狀固定，已不具備優化空間。

（三）系列3為系統阻力實驗，額定流量下的實驗結果滿足設計目標需求。

四、結束語

本文通過對空濾器和進氣道的重新設計，將設計目標分解，使各個零部件獨立設計，以達到最優的匹配設計。根據各個零部件計算結果，制作樣件并進行實驗，得到了理想的效果。該空濾器和進氣道的匹配方法，對于同類產品性能提升有一定的借鑒意義。

參考文獻：

[1]李智明.重卡發動機進氣系系統設計與標定[J].工業技術，2014.1.

[2]張秋霞.進氣系統的研究設計[J].中國科技論文在線，2007 （S1）：7—10.