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DK4进气系统设计计算书

DK4进气系统由于整车布置需要,整体布置在机舱内右侧,由于现有车型进气系统都是布置在车体左侧,因此,相对现有车型,进气系统设计变动较大。

1. 进气系统的构成和布置

1.1 空滤器总成的布置

空滤器的布置在原车型的机舱右侧(原装电瓶处)。

1.1.1 空滤器的型式

空滤器采用塑料壳体,本体和上盖壳体上下分开型式,进气口在本体,向车体右侧,出气口在上盖,出气口带法兰与空气流量计通过两个螺栓联接,法兰口粘接有橡胶密封圈保证与流量计接触端面密封。

1.1.2滤芯的结构型式

滤芯采用折叠的无纺布通过注塑框架固定平板式结构,橡胶密封圈保证与空滤器壳体密封面密封。

1.1.3空滤器总成的安装方式

空滤器总成采用三点固定方式,两点利用现有的孔位,固定金属安装支架,另一点借用动力转向罐支架。

1.2 进气导管的构成和布置

进气导管由进气隔热板进气导管与谐振器导管口构成

1.2.1 进气导管的结构

进气导管由进气隔热板和进气导管构成,隔热板一方面起隔热作用,同时起固定进气管的作用。进气口从右侧翼子板引导进气,另一歧管连接谐振器管口。

1.2.2 进气导管布置位置

进气导管通过进气导管的隔热板卡装在引擎盖右侧内支撑板的长方孔内。

1.2.3 进气导管的基本尺寸

进气导管进气口大气侧,管口内径为:80mm

1.2.4 进气导管安装方式

进气导管通过进气导管的隔热板卡装在引擎盖右侧内支撑板的长方孔内,另一端卡装在空滤器本体。

1.3 谐振器的结构和布置

谐振器的型式采用亥姆霍兹(Helmholtz)共振腔,

1.3.1 谐振器的布置位置

谐振器布置在翼子板右侧内,

1.3.2 谐振器的基本尺寸

谐振器管口内径为:40mm,连接管的长度为:35mm

1.3.3 谐振器的安装方式

谐振器通过两个金属支架,固定在引擎盖右侧,利用现有侧孔位,通过螺母固定。

1.4 进气胶管的结构和布置

进气胶管根据与空滤器联接的流量计的位置和发动机进气口位置设计布置

1.4.1 进气胶管的结构

进气胶管中部设计三个波纹,胶管外侧面布置纵横交叉加强筋,加强筋间距2228mm,容易吸塌的部位,加强筋的高度为5mm,其他部位加强筋高度为4mm

1.4.2 进气胶管布置位置

进气胶管根据流量计和发动机进气口位置确定,保证与护风圈(间隙30mm以上)、引擎盖间隙(30mm以上),同时考虑检查机油量时,插拔机油尺干涉检查。

1.4.3 进气胶管基本尺寸

大端根据流量计外径:Φ80mm,发动机进气口:Φ60mm,曲轴箱通风管接头外径:Φ13mm。

1.4. 进气胶管的安装方式

进气胶管的安装通过两端口分别插入与流量计和发动机进气口,通过卡箍紧固。

1.5 设计图纸(数模)

1.5.1 进气系统图(略),

1.5.2 空滤器总成零部件图(略),

1.5.3 进气导管零件图(略)

1.5.4 谐振器零件图(略)

1.5.5 进气胶管零件图(略)

2. 设计计算

2.1 理论需要进气量

2.1.1 空滤器额定空气体积流量计算公式:

Q=P*g*α*A/(1000*γ)

式中:

Q----------额定空气体积流量,m3/h

P-----------发动机额定功率,kW

g-----------发动机额定功率时的燃油消耗率,g/kW.h(约235 g/ kW.h);

α-------额定功率时过量空气系数(增压发动机取2.0);

A---------燃烧1kg燃油所需的理论空气量,kg/kg(柴油为14.3kg/kg);

γ--------空气密度,kg/ m3,标准状态下的空气密度为1.2005 kg/ m3 

代入:P=85, g=235, α=2.0, A=14.3, γ=1.2005,

计算:Q=P*g*α*A/(1000*γ)=85×235×2.0×14.3÷(1000×1.2005)

         =475.87 ≈480(m3/h)

2.1.2 空滤器设计流量:480 m3/h

2.1.3 滤芯的面积:0.58m2  

2.1.4 空滤器的容积:12L

2.1.5 空滤器容积与发动机单缸排量比值为:12/2.5/4= 19.2

2.2.4  

3. 进气系统性能及耐久性要求

3.1 空滤器的性能及耐久性

3.1.1 空滤器的性能

项目

要求

试验条件

初期性能

1

通气阻力

进气阻力≤3.8kPa

在额定流量(8m3/min)下

2

原始过滤效率

≥97.5%

①使用灰尘:SAE J726 细灰尘

②灰尘浓度:1gr/m3

③空气流量:额定空气流量

3

灰尘密封性

无泄漏灰尘

试验条件见表2,在上述试验后,观察并用脱脂棉球擦拭清洁侧的密封部位

4

塑料部品物理性能

符合NES标准

根据树脂材料决定采用的NES标准

3.1.2空滤器的耐久性能

耐久性能

5

储尘能力

初时:50g,

末期:380g

根据JIS D1612的第10项

使用灰尘:SAE J726 细灰尘

灰尘浓度:1g/m3

空气流量:额定空气流量

试验结束时,通气阻力增加1.96KPa

6

全寿命过滤效率

≥99%

储尘能力(DHC)试验后

①使用灰尘:SAE J726 细灰尘

②灰尘浓度:1g/m3

③空气流量:额定空气流量

④灰尘用量:记录灰尘用量

7

摇动耐久性

无龟裂、破损,连接部位无开缝

实车状态固定前后零部件(前后部件及紧固扭矩3.8N.M),加振方向,振幅,,根据下表1,振幅:X方向=35mm,Y方向=16mm,Z方向=8mm

频率:10Hz 以下;温度:根据提示(表1

次数:105回

8

振动耐久性

无开裂、破损、松弛

根据第7项的安装条件,振动条件同上

9

热循环试验

无有害变形,强度、刚度明显下降现象

根据NES M0132 第3项2类

10

热老化试验

无有害变形,强度、刚度明显下降现象

根据NES M0131 第3项3类,试验时间:300小时

11

盐雾试验

72小时后,无白锈发生

192小时后,无红锈发生

根据NES M0140-2001

12

反复拆装试验

无开裂,破损

卡扣、上盖、滤芯的拆装,湿式:30次,干式:200次

13

耐药品性

无(膨胀、变色、变薄、软化、硬化)等异常

根据NES M0133 第4项

14

落球冲击

无开裂、龟裂等异常

根据NES M0134第4项

15

复原性(干式滤芯清洁后)

通气阻力复原率:96%;

过滤效率复原率:99%;

储尘能力复原率:61.5%

根据JIS D1612第12项

16

破裂试验

破损压力低于-7.85KPa或更低

根据JIS D1612的第11项

3.2 进气导管性能及耐久性能

3.2.1 进气导管性能

见开发技术协议

3.2.2 进气导管耐久性能

见开发技术协议

3.3 谐振器性能及耐久性能

3.3.1 谐振器性能

见开发技术协议

3.3.2 谐振器耐久性能

见开发技术协议

3.4 进气胶管性能及耐久性能

3.4.1 进气胶管性能

3.4.1.1进气胶管的材料:进气胶管的材料:NCX-810-0301Z(NES M7070-1999)

材料性能:

项目

 序号

试 验 项 目

单 位

指 标

试验方法

物理性能

1

常态(23±2℃)

试验方法

按NES M7070-199进行

1.1

硬度   

A

75±5

1.2

扯断强度

Mpa

≥9.81

1.3

扯断伸长率

%

250

基本性能

2

120℃×70h热老化

2.1

硬度变化

Hs

+15以内

2.2

扯断强度变化

%

-30以内

2.3

扯断伸长率变化

%

-50以内

3

耐油性(70℃的3号油中浸泡70h)体积变化率

%

+60以内

附加性能

4

70℃×22h压缩永久变形

%

50以内

5

低温冲击脆性温度

-50

3.4.2 进气胶管耐久性能

序号

项目

试验条件

要求

法,

16578

NDS00 2

进行

1

通气阻力

空气流量:8m3/min

提供试验报告

2

振动耐久试验

在实车状态下,加振条件见表2

无龟裂、破损等异常

3

灰尘密封性试验

在振动耐久后,按表2的加振条件,试1h

试验后无灰尘泄漏

4

摇动耐久试验

实车状态,115±2℃,72h后:

加振频率:10Hz以下;常温,105次;加振方向,单振幅(上下、左右、前后)=(27,7,25)

无龟裂、破损等异常

5

热循环试验

按NES M0132-1994的第2法第2类热循环试验,2个循环,试验温度:115℃(高温),-40℃(低温)

无有害变形,刚度、强度无明显下降

6

热老化试验

实车状态安装下,试验时间:300h,试验温度:115±2℃

无异常发生

7

耐寒性试验

按NES D5801-1998耐寒性试验进行,试验温度:-40℃

无异常发生

8

气密性试验

实车状态安装下,试验时间:1h,试验温度:115±2℃,正压:20kPa,负压:26.7 kPa

试验后,无气体泄漏

9

耐负压试验

1. 体积变化率:在室温下

满足表1要求

2. 外径变化率:在-9.33kPa, 115±2℃×1h放置

外径变化率10%以下

10

耐药品试验

按NES M0133-1979 第4法耐药品试验进行

无异常发生

11

盐雾试验(金属部品)

按NES M0140-2001

72h后无白锈发生;

192h后无红锈发生

室温:15~25℃,湿度:40~85%

 

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