发动机空气滤清器配套开发设计概述

论文导读：空气滤清器的主要作用是滤除空气中硬质灰尘颗粒，为进气系统提供足量新鲜、清洁的空气，使燃油充分燃烧，免除灰尘对发动机零件的磨损，保护发动机的气缸、活塞、活塞环、气门、气门导杆等零件，延长发动机的使用寿命。根据发动机的工作环境和配套车型如（货运汽车、工程机械、城市客车）,选用空滤器时不能单纯考虑发动机的进气量要求，还要进一步分析工作环境、灰尘分布状况来确定选取空滤器的型式。考虑具体安装的位置、连接方式等。灰尘是发动机最大的杀手！是引起发动机早磨的根本原因，空气滤清器是发动机的关键部件，合理选型、正确使用、定期保养、规范操作对延长发动机使用寿命提高发动机可靠性的重要保证。
关键词：空气滤清器，配套，选型，安装，维护

　　1.空气滤清器的作用
　　道路灰尘以氧化硅（SiO2）氧化铝（Al2O3）氧化铁（Fe2O3）等，城市路面灰尘中还有一定量的碳（C）颗粒，空气中的灰尘浓度随道路状况，气候条件不同而不同。所以当发动机在多尘环境下工作，吸入发动机的灰尘的量是非常之大的，特别是在工地上工作的大功率汽车。以一辆在建筑工地上工作200马力的工程车为例，工作10h吸入大约3000g的灰尘进入进气系统，这是一个很可怕的数字。
　　空气滤清器的主要作用是滤除空气中硬质灰尘颗粒，为进气系统提供足量新鲜、清洁的空气，使燃油充分燃烧，免除灰尘对发动机零件的磨损，保护发动机的气缸、活塞、活塞环、气门、气门导杆等零件，延长发动机的使用寿命。同时降低对环境的污染。
　　空气滤清器对气流的抑制作用还可以降低发动机的进气噪声。
　　2. 空气滤清器的配套设计：
　　1.空气滤清器的选型原则
　　1.1进气量
　　不同的发动机都有一定的进气量的要求，空气滤清器的进气量必须大于发动机的要求的进气量，而且理论上来说，进气量是越大越好。
　　1.2工作环境/配套车型
　　根据发动机的工作环境和配套车型如（货运汽车、工程机械、城市客车）, 选用空滤器时不能单纯考虑发动机的进气量要求，还要进一步分析工作环境、灰尘分布状况来确定选取空滤器的型式；如轻型和中型车用发动机采用带安全滤芯的双极空气滤清器主滤芯采用纸质干式滤芯，安全滤芯采用滤纸或无纺布，在额定流量下总成原始阻力不超过2.45kPa,原始滤清效率不低于99.5%，叶片环粗滤效率不低于80%；重型车用发动机或在恶劣条件下工作的中型车用发动机（如自卸车、运煤车、工程车等）应采用三级空滤，在原双级空滤的基础上增加一级粗滤器，推荐使用旋流管式粗滤器，必要时增加引射排尘装置（强制排尘），在额定流量下，粗滤效率不低于93%。总成原始阻力不大于3.2 kPa。
　　1.3空滤器的系列
　　专业的配套厂的空滤器产品已形成系列化。应根据发动机的进气量和设备所处的工作环境，确定空滤器的适合度。按照设备、车辆的工作环境，一般按恶劣程度分为轻度、中度和重度3种，空滤器相应的也分为适合轻度、中度和重度环境的3种。
　　 1.4阻力最小原则
　　如果空滤器的进气阻力大，会影响发动机的功力性。应根据发动机所需的进气量和原始进气阻力要求，在满足额定进气量要求的前提下，应选择阻力最小的空滤器。
　　 1.5安装的要求
　　考虑具体安装的位置、连接方式等。免费论文。
　　1.6空气滤清器必须有排尘装置，而且排尘口的位置应尽可能的远离发动机的表面和迎风面。
　　2．空气滤清器的流量设计
　　发动机的进气流量，可以按照下面以下几个经验公式计算：
　　2.1自然吸气的发动机额定流量计算公式
　　式中：——额定空气体积流量，m3/h；
　　——发动机额定转速，r/min；
　　——发动机总排量，L；
　　——脉冲系数，与发动机气缸数有关，单缸机为3、两缸机为2、4缸机以上的发动机为1。
　　——充气系数，柴油机取0.85，汽油机一般取0.75；
　　自然吸气汽油机充气系数与汽油机的转速有很大的关系，根据SAEJ726-1993的推荐：
　　为0.80，发动机的转速≤2500 r/min；
　　为0.75，发动机转速在2500～3500 r/min；
　　为0.70，发动机转速＞3500 r/min；
　　按这样分档计算出来的额定流量计算值必然更加确切。
　　或：n>3000rpm，N=2500+0.2(n-3000)
　　2.2 增压发动机额定流量计算公式
　　即：
　　式中：——增压发动机的额定空气体积流量，m3/h；
　　——增压比，低增压取1.3；中增压取1.6；高增压取2.5；
　　增压比是指增压后的气体压力； 与增压前的气体压力之比，即。
　　一般认为：为低增压；为中增压；。为高增压。免费论文。
　　 　　 2.3根据发动机的额定功率（经验公式）
　　Q=(4~6.8) P
　　式中：——额定空气体积流量，m3/h；
　　P——发动机输出功率， KW
　　注：（1）自然吸气发动机取小值，增压、增压中冷发动机取大值。
　　（2）配套发电机机、工程机械、底速度载货汽车取小值，配套商用车、公交、巴士等取大值。
　　3．空气滤清器的原始阻力设计
　　原则上空气滤清器的阻力越小越好，原因是空气滤清器的进气阻力高，使用寿命相对就短，进气阻力大，发动机的功率损失也越大，降低发动机的动力性和经济性。
　　4.空气滤清器滤清效率设计
　　 空气滤清器的滤清效率低不仅直接影响燃烧质量，还有可能造成发动机早磨等后果。一般车用空滤器对此要求是不低于99.5%。
　　5.空气滤清器的预滤器设计，
　　5.1空气预滤清器的作用
　　通过旋转气流产生离心力，使比重较大的灰尘颗粒从进气中分离到离心区的外围，而从离心区的中部吸入清洁的空气。预滤清器效率是衡量其除尘能力的一个主要指标。如一个标定效率为90％的预滤清器，也就意味着发动机进气中有10％的灰尘进入空气滤清器的纸质滤芯（精滤部分）区域；而一个效率为80％的预滤清器，将有20％的灰尘进入空气滤清器的纸质滤芯（精滤部分）区域，因为选择预滤器性能差异，导致精滤部分负担成倍增加。显然，选用性能优越的预滤清器，会大大延长纸质滤清器的保养周期。
　　　　5.2滤器的型式及选用原则
　　当工作环境非常恶劣，尤其象振动压路机、工程机械等，经常在沙漠、干旱以及荒无人烟的地方施工，这样的环境下，一般的重型空气滤清器不能长时间持续地为发动机提供充足、清洁的空气，且空气滤清器的使用寿命也会大大打折扣，因此，建议在空气滤清器的前面增加一级过滤装置一一滤器，滤器可以把大部分的灰尘经过粗滤，这样再经过重型空气滤清器，这样能够保证进入发动机空气充足、清洁的，而且可以延长重型空滤器的寿命，延长空滤器的保养时间。免费论文。
　　6.空气滤清器的安装
　　6.1空气滤清器上的任何密封表面不得变形，支架应坚固并且十分牢靠地固定在发动机上或车架上，能够确保空气滤清器在拆卸纸滤芯时没有困难，不必拆卸其它零件。
　　6.2空气滤清器的进气口不能设在车辆行驶时产生的负压区和扬尘区。
　　6.3空气滤清器进气口宜设置在雨、雪、灰尘不易进入的部位；应避免将机仓内热空气、散热器排出的热风和发动机排出的废气吸入进气系统；原始进气口之前不应有其它零部件阻挡。原始进气口位置要求尽可能高，外露的原始进气口必须设置雨、雪过滤装置，将吸入空气中所含的水分离出来，防止雨、雪进入进气系统，避免损坏发动机。
　　6.4进气系统的安装及管路的布置：应保证进入发动机的新鲜空气的温度不高于环境温度15℃，否则进气密度下降，会影响发动机功率的发挥，使排放恶化。
　　6.5空气滤清器的管道阻力应尽可能地小，进气管道拐弯处应平滑过渡，尽量不出现直角过渡。
　　6.6应在清洁端设置保养报警指示器，提醒用户按时保养和更换空气滤清器滤芯。（保养指示器分为直观式和电子式两种）
　　7.结束语
　　灰尘是发动机最大的杀手！是引起发动机早磨的根本原因，空气滤清器是发动机的关键部件，合理选型、正确使用、定期保养、规范操作对延长发动机使用寿命提高发动机可靠性的重要保证。

参考文献：
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