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一种空滤器和进气道流量匹配方法的研究

高启明?吴金辉
摘要：本文从某商用车进气流量需求目标入手，以理论计算分析为依据，制作空滤器及进气道样件，并通过整车进气实验，检验理论计算的正确性，该方法对于进气系统空滤器和进气道流量匹配有一定的实际意义。
关键词：空滤器；进气道；流量匹配
一、项目编号
空滤器和进气道作为商用车进气系统关键零部件，其匹配的正确性对整车进气流量影响较大。现有某商用车匹配大马力发动机，需对空滤器和气道进行重新设计，根据项目要求，新零部件进气性能要满足设计和使用性能要求。
二、理论计算和匹配分析
（一）理论计算
现空滤器和进气道需满足的设计目标如表1：
根据经验理论计算流速要求20m/s，可以满足设计要求的空滤进出口截面积为：
1.空滤器进口面积：0.025m2
进口流速V=Q/S=1300m3/h/0.025m2=14.5m/s
2.空滤器出气口面积：0.021m2
出口流速V=Q/S=1300m3/0.021m2=17.2m/s
按上述计算尺寸制作的空滤器，理论满足额定流量1300m?/h时，阻力小于3.0Kpa
根据经验理论计算流速要求20m/s以下可以滿足设计要求的进气道结构尺寸为：
进气道进口面积：0.055m2
进口流速V=Q/S=1300m3/h/0.055m2=7.0m/s
进气道出气口面积：0.021m2
出口流速V=Q/S=1300m3/0.021m2=17.5m/s
进气道在进气流量1300m3/h时进气道可以满足此条件，进气阻力理论小于1.5kpa
（二）匹配分析
经过上面的计算，理论能满足1300m3/h进气流量需求，且进气系统阻力满足设计和使用要求。该方法通过把进气阻力化解分成空滤器阻力和进气道阻力两个主要部分，在满足系统性能需求下，独立计算各个零部件的尺寸，使各个零部件性能最优化，最终达到系统最优匹配。
三、实验验证
系列1为：空滤器总成
系列2为：空滤器带底座
系列3为：空滤器带底座+气道
实验结果分析：
（一）系列1为单空滤进气阻力实验，结果与设计目标吻合
（二）该实验过程中增加了连接气道和空滤器的零部件，该零部件结构因性能要求，形状固定，已不具备优化空间。
（三）系列3为系统阻力实验，额定流量下的实验结果满足设计目标需求。
四、结束语
本文通过对空滤器和进气道的重新设计，将设计目标分解，使各个零部件独立设计，以达到最优的匹配设计。根据各个零部件计算结果，制作样件并进行实验，得到了理想的效果。该空滤器和进气道的匹配方法，对于同类产品性能提升有一定的借鉴意义。
参考文献：
[1]李智明.重卡发动机进气系系统设计与标定[J].工业技术，2014.1.
[2]张秋霞.进气系统的研究设计[J].中国科技论文在线，2007 （S1）：7—10.
企业文化·中旬刊2017年4期
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