發(fā)動機空氣濾清器配套開發(fā)設(shè)計概述
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論文導(dǎo)讀：空氣濾清器的主要作用是濾除空氣中硬質(zhì)灰塵顆粒，為進氣系統(tǒng)提供足量新鮮、清潔的空氣，使燃油充分燃燒，免除灰塵對發(fā)動機零件的磨損，保護發(fā)動機的氣缸、活塞、活塞環(huán)、氣門、氣門導(dǎo)桿等零件，延長發(fā)動機的使用壽命。根據(jù)發(fā)動機的工作環(huán)境和配套車型如（貨運汽車、工程機械、城市客車）,選用空濾器時不能單純考慮發(fā)動機的進氣量要求，還要進一步分析工作環(huán)境、灰塵分布狀況來確定選取空濾器的型式�？紤]具體安裝的位置、連接方式等�；覊m是發(fā)動機最大的殺手！是引起發(fā)動機早磨的根本原因，空氣濾清器是發(fā)動機的關(guān)鍵部件，合理選型、正確使用、定期保養(yǎng)、規(guī)范操作對延長發(fā)動機使用壽命提高發(fā)動機可靠性的重要保證。
關(guān)鍵詞：空氣濾清器，配套，選型，安裝，維護
1.空氣濾清器的作用
道路灰塵以氧化硅（SiO2）氧化鋁（Al2O3）氧化鐵（Fe2O3）等，城市路面灰塵中還有一定量的碳（C）顆粒，空氣中的灰塵濃度隨道路狀況，氣候條件不同而不同。所以當發(fā)動機在多塵環(huán)境下工作，吸入發(fā)動機的灰塵的量是非常之大的，特別是在工地上工作的大功率汽車。以一輛在建筑工地上工作200馬力的工程車為例，工作10h吸入大約3000g的灰塵進入進氣系統(tǒng)，這是一個很可怕的數(shù)字。
空氣濾清器的主要作用是濾除空氣中硬質(zhì)灰塵顆粒，為進氣系統(tǒng)提供足量新鮮、清潔的空氣，使燃油充分燃燒，免除灰塵對發(fā)動機零件的磨損，保護發(fā)動機的氣缸、活塞、活塞環(huán)、氣門、氣門導(dǎo)桿等零件，延長發(fā)動機的使用壽命。同時降低對環(huán)境的污染。
空氣濾清器對氣流的抑制作用還可以降低發(fā)動機的進氣噪聲。
2. 空氣濾清器的配套設(shè)計：
1.空氣濾清器的選型原則
1.1進氣量
不同的發(fā)動機都有一定的進氣量的要求，空氣濾清器的進氣量必須大于發(fā)動機的要求的進氣量，而且理論上來說，進氣量是越大越好。
1.2工作環(huán)境/配套車型
根據(jù)發(fā)動機的工作環(huán)境和配套車型如（貨運汽車、工程機械、城市客車）, 選用空濾器時不能單純考慮發(fā)動機的進氣量要求，還要進一步分析工作環(huán)境、灰塵分布狀況來確定選取空濾器的型式；如輕型和中型車用發(fā)動機采用帶安全濾芯的雙極空氣濾清器主濾芯采用紙質(zhì)干式濾芯，安全濾芯采用濾紙或無紡布，在額定流量下總成原始阻力不超過2.45kPa,原始濾清效率不低于99.5%，葉片環(huán)粗濾效率不低于80%；重型車用發(fā)動機或在惡劣條件下工作的中型車用發(fā)動機（如自卸車、運煤車、工程車等）應(yīng)采用三級空濾，在原雙級空濾的基礎(chǔ)上增加一級粗濾器，推薦使用旋流管式粗濾器，必要時增加引射排塵裝置（強制排塵），在額定流量下，粗濾效率不低于93%。總成原始阻力不大于3.2 kPa。
1.3空濾器的系列
專業(yè)的配套廠的空濾器產(chǎn)品已形成系列化。應(yīng)根據(jù)發(fā)動機的進氣量和設(shè)備所處的工作環(huán)境，確定空濾器的適合度。按照設(shè)備、車輛的工作環(huán)境，一般按惡劣程度分為輕度、中度和重度3種，空濾器相應(yīng)的也分為適合輕度、中度和重度環(huán)境的3種。
1.4阻力最小原則
如果空濾器的進氣阻力大，會影響發(fā)動機的功力性。應(yīng)根據(jù)發(fā)動機所需的進氣量和原始進氣阻力要求，在滿足額定進氣量要求的前提下，應(yīng)選擇阻力最小的空濾器。
1.5安裝的要求
考慮具體安裝的位置、連接方式等。免費論文。
1.6空氣濾清器必須有排塵裝置，而且排塵口的位置應(yīng)盡可能的遠離發(fā)動機的表面和迎風(fēng)面。
2．空氣濾清器的流量設(shè)計
發(fā)動機的進氣流量，可以按照下面以下幾個經(jīng)驗公式計算：
2.1自然吸氣的發(fā)動機額定流量計算公式
式中：
——額定空氣體積流量，m3/h；
——發(fā)動機額定轉(zhuǎn)速，r/min；
——發(fā)動機總排量，L；
——脈沖系數(shù)，與發(fā)動機氣缸數(shù)有關(guān)，單缸機為3、兩缸機為2、4缸機以上的發(fā)動機為1。
——充氣系數(shù)，柴油機取0.85，汽油機一般取0.75；
自然吸氣汽油機充氣系數(shù)與汽油機的轉(zhuǎn)速有很大的關(guān)系，根據(jù)SAEJ726-1993的推薦：
為0.80，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速≤2500 r/min；
為0.75，發(fā)動機轉(zhuǎn)速在2500～3500 r/min；
為0.70，發(fā)動機轉(zhuǎn)速＞3500 r/min；
按這樣分檔計算出來的額定流量計算值必然更加確切。
或：n>3000rpm，N=2500+0.2(n-3000)
2.2 增壓發(fā)動機額定流量計算公式
即： 
式中：——增壓發(fā)動機的額定空氣體積流量，m3/h；
——增壓比，低增壓取1.3；中增壓取1.6；高增壓取2.5；
增壓比是指增壓后的氣體壓力； 
與增壓前的氣體壓力
之比，即
。
一般認為：
為低增壓；
為中增壓；。
為高增壓。免費論文。
2.3根據(jù)發(fā)動機的額定功率（經(jīng)驗公式）
Q=(4~6.8) 
P
式中：——額定空氣體積流量，m3/h；
P——發(fā)動機輸出功率， KW
注：（1）自然吸氣發(fā)動機取小值，增壓、增壓中冷發(fā)動機取大值。
�。�2）配套發(fā)電機機、工程機械、底速度載貨汽車取小值，配套商用車、公交、巴士等取大值。
3．空氣濾清器的原始阻力設(shè)計
原則上空氣濾清器的阻力越小越好，原因是空氣濾清器的進氣阻力高，使用壽命相對就短，進氣阻力大，發(fā)動機的功率損失也越大，降低發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性。
4.空氣濾清器濾清效率設(shè)計
空氣濾清器的濾清效率低不僅直接影響燃燒質(zhì)量，還有可能造成發(fā)動機早磨等后果。一般車用空濾器對此要求是不低于99.5%。
5.空氣濾清器的預(yù)濾器設(shè)計，
5.1空氣預(yù)濾清器的作用
通過旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生離心力，使比重較大的灰塵顆粒從進氣中分離到離心區(qū)的外圍，而從離心區(qū)的中部吸入清潔的空氣。預(yù)濾清器效率是衡量其除塵能力的一個主要指標。如一個標定效率為90％的預(yù)濾清器，也就意味著發(fā)動機進氣中有10％的灰塵進入空氣濾清器的紙質(zhì)濾芯（精濾部分）區(qū)域；而一個效率為80％的預(yù)濾清器，將有20％的灰塵進入空氣濾清器的紙質(zhì)濾芯（精濾部分）區(qū)域，因為選擇預(yù)濾器性能差異，導(dǎo)致精濾部分負擔成倍增加。顯然，選用性能優(yōu)越的預(yù)濾清器，會大大延長紙質(zhì)濾清器的保養(yǎng)周期。
5.2濾器的型式及選用原則
當工作環(huán)境非常惡劣，尤其象振動壓路機、工程機械等，經(jīng)常在沙漠、干旱以及荒無人煙的地方施工，這樣的環(huán)境下，一般的重型空氣濾清器不能長時間持續(xù)地為發(fā)動機提供充足、清潔的空氣，且空氣濾清器的使用壽命也會大大打折扣，因此，建議在空氣濾清器的前面增加一級過濾裝置一一濾器，濾器可以把大部分的灰塵經(jīng)過粗濾，這樣再經(jīng)過重型空氣濾清器，這樣能夠保證進入發(fā)動機空氣充足、清潔的，而且可以延長重型空濾器的壽命，延長空濾器的保養(yǎng)時間。免費論文。
6.空氣濾清器的安裝
6.1空氣濾清器上的任何密封表面不得變形，支架應(yīng)堅固并且十分牢靠地固定在發(fā)動機上或車架上，能夠確�？諝鉃V清器在拆卸紙濾芯時沒有困難，不必拆卸其它零件。
6.2空氣濾清器的進氣口不能設(shè)在車輛行駛時產(chǎn)生的負壓區(qū)和揚塵區(qū)。
6.3空氣濾清器進氣口宜設(shè)置在雨、雪、灰塵不易進入的部位；應(yīng)避免將機倉內(nèi)熱空氣、散熱器排出的熱風(fēng)和發(fā)動機排出的廢氣吸入進氣系統(tǒng)；原始進氣口之前不應(yīng)有其它零部件阻擋。原始進氣口位置要求盡可能高，外露的原始進氣口必須設(shè)置雨、雪過濾裝置，將吸入空氣中所含的水分離出來，防止雨、雪進入進氣系統(tǒng)，避免損壞發(fā)動機。
6.4進氣系統(tǒng)的安裝及管路的布置：應(yīng)保證進入發(fā)動機的新鮮空氣的溫度不高于環(huán)境溫度15℃，否則進氣密度下降，會影響發(fā)動機功率的發(fā)揮，使排放惡化。
6.5空氣濾清器的管道阻力應(yīng)盡可能地小，進氣管道拐彎處應(yīng)平滑過渡，盡量不出現(xiàn)直角過渡。
6.6應(yīng)在清潔端設(shè)置保養(yǎng)報警指示器，提醒用戶按時保養(yǎng)和更換空氣濾清器濾芯。（保養(yǎng)指示器分為直觀式和電子式兩種）
7.結(jié)束語
灰塵是發(fā)動機最大的殺手！是引起發(fā)動機早磨的根本原因，空氣濾清器是發(fā)動機的關(guān)鍵部件，合理選型、正確使用、定期保養(yǎng)、規(guī)范操作對延長發(fā)動機使用壽命提高發(fā)動機可靠性的重要保證。
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