进排气系统及冷却系统计算
(完整版)汽车发动机的进排气系统
主要内容
进排气系统的组成 EGR 废气再循环 涡轮增压
5.Байду номын сангаас概述
作用：
在内燃机工作循环时，不断地将新鲜空气或可 燃混合气送入燃烧室，将燃烧室的废气排放到大 气中，保证内燃机连续运转。
组成：
空气滤清器、进气管、排气管、排气消音器
一、空气滤清器
1、功用：
清除流向化油器的空气中所含的尘土和沙粒， 以减少气缸、活塞和活塞环的磨损。
共振式进气管
进气管细长与各缸连接长度大体一致能很好的匹配，利用进气流 的脉动效应增强进气效果。
带谐振腔进气管
能改变谐振腔的容积，可以调节内燃机的最大扭矩和 相应的转数范围 降低噪声
捷达进气管实物图
捷达排气管实物图
三、排气消声器
功用： 减少噪声和消除废气中的火焰及火星。 原理： 1)多次地变动气流方向； 2)重复地使气流通过收缩而又扩大的断面； 3)将气流分割为很多小的支流并沿着不平滑的平
面流动 4)将气流冷却。
排气管
排气的净化装置
催化反应器
EGR 闭是曲轴箱强制通风系统 进气恒温控制原理
排气净化装置
作用：
除去 HC CO NOx (HC一半串入曲轴箱) 方法：
1.机内净化 2.机外净化
三元催化 EGR
三元催化器
• 三元催化器串接在排气歧管和和消声器之间, 氧传感器之 后.
废气涡轮增压利用废气能量直接压缩空气，提高内燃机的 功率。废气涡轮增压器由压气机、涡轮和中间体三部分组 成。中间体内有轴承、密封、润滑油路和冷却腔等。采用 浮动轴承，降低轴与轴承间的相对速度。带放气阀的涡轮 增压系统对改善柴油机的加速性和低速扭矩特性有良好效 果。
火电厂冷却塔的组成及工作原理
火电厂冷却塔的组成及工作原理火电厂冷却塔是火力发电厂中重要的设备之一，用于冷却发电机组和发电设备的冷却介质，保证设备的正常运行。
本文将从冷却塔的组成和工作原理两个方面进行详细介绍。
一、冷却塔的组成火电厂冷却塔主要由以下几个部分组成：进水系统、冷却介质循环系统、冷却塔本体、出水系统和排气系统。
1. 进水系统：进水系统包括水泵、进水管道和进水阀门等部分。
冷却塔通过进水系统将冷却介质引入冷却塔本体，进行冷却。
2. 冷却介质循环系统：冷却介质循环系统包括循环水箱、循环水泵、冷却管道和冷却器等部分。
循环水箱用于储存冷却介质，循环水泵将冷却介质从循环水箱抽取出来，通过冷却管道输送到冷却器，完成冷却过程。
3. 冷却塔本体：冷却塔本体是冷却塔的主要部分，通常由填料层、风扇系统和外壳组成。
填料层用于增大冷却塔的表面积，增加冷却效果；风扇系统用于提供冷却空气，加速冷却介质的散热；外壳则用于保护冷却塔内部设备。
4. 出水系统：出水系统包括出水管道、出水阀门和出水口等部分。
冷却塔通过出水系统将冷却后的介质排出，供应给发电机组和发电设备进行冷却。
5. 排气系统：排气系统包括排气管道和排气风扇等部分。
冷却塔通过排气系统将冷却后的热空气排出塔外，保证冷却效果。
二、冷却塔的工作原理冷却塔的工作原理主要基于换热和蒸发两个过程。
冷却塔通过风扇系统将大量的空气通过填料层，与冷却介质进行传热交换，从而使冷却介质散热并降温。
具体的工作过程如下：1. 进水系统将冷却介质引入冷却塔本体，并通过冷却管道输送到冷却器。
2. 冷却介质在冷却器中与外界空气进行传热交换。
冷却介质内部的热量会通过传导和对流的方式传递到填料层上，并逐渐散发到空气中。
3. 风扇系统将大量的空气通过填料层，与冷却介质进行接触。
冷却介质内的热量会通过空气的对流和蒸发的方式传递到空气中，使冷却介质的温度降低。
4. 冷却介质在经过冷却塔本体后，温度降低后的冷却介质通过出水系统排出冷却塔，供应给发电机组和发电设备进行冷却。
柴油机进排气系统
第五部分 柴油机进排气系统 五、排气旁通阀
旁通阀控制膜盒
排 气 压 力
情景一：涡轮增压技术
放气阀门
接压气机出口
膜 片 上 压 力
弹簧作用力
旁通阀控制膜盒
第五部分 柴油机进排气系统 五、排气旁通阀
情景一：涡轮增压技术
旁通阀控制膜盒
当旁通阀处于关闭 状态时，所有排气均经 过废气涡轮；当旁通阀 处于开启状态时，只有 部分废气经过废气涡轮。
第五部分 柴油机进排气系统
情景一：涡轮增压技术
五、排气旁通阀 为什么要设置旁通阀？
为了避免“过增压”现象和“增压不足”现象的发生，在 涡轮增压器上就设计了废气旁通装置，它是通过一系列机构， 在压气压力过高时，设法减少去向涡轮的废气，以降低涡轮 转速，从而限制进压气机的压气；而在压气压过低时，则增 加去向涡轮的废气，以提高涡轮转速，从而增加进压气机的 压气。
废气涡轮增压器是由废气驱动的涡轮、径流式压气机和废气旁通阀机构 组成的。
涡轮叶片
压气机叶片
第五部分 柴油机进排气系统
情景一：涡轮增压技术
四、涡轮增压器
废气涡轮增压器是由废气涡轮驱叶动片的涡轮、径流式压气机和废气旁通阀机构 组成的。
压气机叶片
废气旁通机构
第五部分 柴油机进排气系统
情景一：涡轮增压技术
增加，充量增大，配合 中冷技术、高压燃油喷 射、电控共轨喷射、多 气门技术等，可更有效 地控制微粒的排放。
第五部分 柴油Leabharlann 进排气系统情景一：涡轮增压技术
四、涡轮增压器
废气涡轮增压器是由废气驱动的涡轮、径流式压气机和废气旁通阀机构 组成的。
第五部分 柴油机进排气系统
情景一：涡轮增压技术
压缩机的热力性能和计算
压缩机的热⼒性能和计算§2.2.1压缩机的热⼒性能和计算⼀、排⽓压⼒和进、排⽓系统（1）排⽓压⼒①压缩机的排⽓压⼒可变，压缩机铭牌上的排⽓压⼒是指额定值，压缩机可以在额定排⽓压⼒以内的任意压⼒下⼯作，如果条件允许，也可超过额定排⽓压⼒⼯作。
②压缩机的排⽓压⼒是由排⽓系统的压⼒（也称背压）所决定，⽽排⽓系统的压⼒⼜取决于进⼊排⽓系统的压⼒与系统输⾛的压⼒是否平衡，如图2-20所⽰。
③多级压缩机级间压⼒变化也服从上述规律。
⾸先是第⼀级开始建⽴背压，然后是其后的各级依次建⽴背压。
（2）进、排⽓系统如图所⽰。
①图a的进⽓系统有⽓体连续、稳定产⽣，进⽓压⼒近似恒定；排⽓压⼒也近似恒定，运⾏参数基本恒定。
②图b的进⽓系统有⽓体连续、稳定产⽣，进⽓压⼒近似恒定；排⽓系统为有限容积，排⽓压⼒由低到⾼逐渐增加，⼀旦达到额定值，压缩机停⽌⼯作。
③图c的进⽓系统为有限容积，进⽓压⼒逐渐降低；排⽓系统压⼒恒定，⼀旦低于某⼀值，压缩机停⽌⼯作。
④图d的进、排⽓系统均为有限容积，压缩机⼯作后，进⽓压⼒逐渐降低；排⽓系统压⼒不断升⾼，当进⽓系统低于某⼀值或排⽓系统⾼于某⼀值，压缩机停⽌⼯作。
⼆、排⽓温度和压缩终了温度（1）定义和计算压缩机级的排⽓温度是在该级⼯作腔排⽓法兰接管处测得的温度，计算公式如下：压缩终了温度是⼯作腔内⽓体完成压缩机过程，开始排⽓时的温度，计算公式如下：排⽓温度要⽐压缩终了温度稍低⼀些。
（2）关于排⽓温度的限制①汽缸⽤润滑油时，排⽓温度过⾼会使润滑油黏度降低及润滑性能恶化；另外，空⽓压缩机中如果排⽓温度过⾼，会导致⽓体中含油增加，形成积炭现象，因此，⼀般空⽓压缩机的排⽓温度限制在160°C以内，移动式空⽓压缩机限制在180°C以内。
②氮、氨⽓压缩机考虑到润滑油的性能，排⽓温度⼀般限制在160°C以内。
③压缩氯⽓时，对湿氯⽓的排⽓温度限制在100°C，⼲氯⽓的排⽓温度限制在130°C。
发动机各主要附件系统设计规范标准
主机附件系统设计规范一、进气系统1、空气过滤器：1.1根据发动机排量、额定转速、增压程度等，严格按照计算结果，确定空气滤清器的额定风量（计算公式及方法见附录1）。
1.2参照国际标准和我公司Q/FT A002《干式空气过滤器总成技术条件》的标准要求，确定空气过滤器的原始进气阻力、最大进气阻力、原始过滤效率、粗过滤效率和其他技术参数。
1.3对于拖拉机等道路运输车辆，粗滤效率不应低于75%（水平安装复合空气滤清器）或87%（垂直安装复合空气滤清器）。
多环境运行的车辆应配备带旋流管的两级沙漠空气滤清器，粗滤效率不低于90%。
空气过滤器试验所用粉尘不得低于JB/T9747标准的要求。
1.4根据国家路况，空气滤清器必须配备安全滤芯。
并应配备空气过滤器堵塞报警装置。
1.5确保空气过滤器清洁，焊接或连接部位密封可靠。
1.6为保证空气滤清器出口的密封，采用圆管，接口处需加法兰和挡块，保证密封不松动。
1.7为方便维护和清洁，应在空气过滤器的底端安装集尘袋，并确保集尘袋不靠近高污染的地方。
1.8空气滤清器进出水管的方向避免了弯头接头的现象。
2、中冷器：2.1 根据发动机相关技术参数，利用理论计算公式初步确定中冷器总散热面积，并在此基础上增加10%～15%的余量（计算公式见附录1和方法）。
2.2 根据水冷散热器的外形尺寸和车辆的空间大小，确定最合理的中冷器芯体尺寸，尽可能增加迎风面积。
2.3 为提高进气效率，降低增压后的空气压降，中冷器进、出风口表面应尽量光滑，并保证各处无死角和急弯连接和圆角。
还应考虑腔室尺寸和形状对效率的影响。
2.4 根据发动机增压后的最大气压确定中冷器密封试验的气压。
欧II发动机250 kPa，欧III发动机300kPa ，时间不少于2分钟。
并保证中冷器进出水管的直径不能小于发动机的进出水管的直径。
2.5 在中冷器技术条件中，应规定零件在生产、运输和使用过程中清洁无残留。
3、管道：3.1 由于中冷器通常与水冷散热器一起通过缓冲垫安装在车架上，而发动机也通过悬挂缓冲垫固定在车架上，考虑到两部分的振动频率不一致，为了改进进气系统，各接口不会因振动造成松动和泄漏，各接口必须配备有一定伸缩量的弹性软管，两硬管间距不小于2乘以管道直径。
进气系统和排气系统
广西玉柴机器股份有限公司企业标准Q/YC 401-2006玉柴发动机应用开发技术规范（进气系统、排气系统）2006-03-31发布2006-05-08实施 广西玉柴机器股份有限公司 发布Q/YC 401-2006前 言本规范由玉柴股司技术中心提出并归口。
本规范主要起草单位：技术中心、销售公司应用开发部本规范主要起草人：卓松芳。
杨仕明于2003年9月进行过部分文字描述的修订。
崔华标于2005年10月对进气量、排气量、中冷器流量、冷却系统散热面积这四个表格的局部数据进行了补充完善式的修订。
许国卫于2006年3月修订时做了很大的改动，主要是根据2005年一年来对全国各地整车评审和测试工作的参与为基础，进行了更具有操作性的改进，并且以尽可能多的图片（以前版本没有一张图片这次修订共有图片约300张）描述来加深理解使之在配套应用中发挥更大作用。
为了更好地保护好玉柴的知识产权，本文修订作者许国卫声明，对外使用时，电子版只提交PDF文档，纸版可以对外发布使用。
注意：本规范实施之日起原《Q-YC401-2005车用柴油机配套设计技术要求》作废！更改记录更改日期 更改通知单编号 更改标记 处 数 更改经办人 备 注目录1．范围 ………………………………………………………………………………………………？2．发动机悬置系统……………………………………………………………………………………？3．进气系统……………………………………………………………………………………………？4．排气系统……………………………………………………………………………………………？5．冷却系统……………………………………………………………………………………………？6．燃油系统……………………………………………………………………………………………？7．润滑系统……………………………………………………………………………………………？8．电器系统……………………………………………………………………………………………？9．动力输出系统………………………………………………………………………………………？10.空压机和制动系统…………………………………………………………………………………？11.转向系统……………………………………………………………………………………………？12．驱动附件系统 ……………………………………………………………………………………？13．维护接近性要求及其它要求………………………………………………………………………？14．德尔福电控单体泵系统……………………………………………………………………………？1 范围本规范规定了玉柴发动机应用开发技术规范，主要适用于车用发动机（这里特指柴油机和LPG或 CNG单燃料发动机）的配套开发设计、安装评审和整车测试。
汽车知识发动机及冷却系统
汽车知识发动机及冷却系统目录简介历史参数首先来看看最常见的一个发动机参数———发动机排量。
发动机排量是发动机各汽缸工作容积的总与，通常用升(L)表示。
而汽缸工作容积则是指活塞从上止点到下止点所扫过的气体容积，又称之单缸排量，它取决于缸径与活塞行程。
发动机排量是非常重要的发动机参数，它比缸径与缸数更能代表发动机的大小，发动机的许多指标都同排气量密切有关。
通常来说，排量越大，发动机输出功率越大。
熟悉了排量，我们再来看发动机的其他常见参数。
很多初级车友都反映经常在汽车资料的发动机一栏中见到“L4”、“V6”、“V8”、“W12”等字样，想弄明白毕竟是什么意思。
这些都表示发动机汽缸的排列形式与缸数。
汽车发动机常用缸数有3缸、4缸、6缸、8缸、10缸、12缸等。
通常说来，排量1升下列的发动机常用3缸，比如0.8升的奥拓与福莱尔轿车。
排量1升至2.5升通常为4缸发动机，常见的经济型轿车与中档轿车发动机基本都是4缸。
3升左右的发动机通常为6缸，比如排量3.0升的君威与新雅阁轿车。
排量4升左右的发动机通常为8缸，比如排量4.7升的北京吉普的JEEP4700。
排量5.5升以上的发动机通常用12缸发动机，比如排量6升的宝马760Li就使用V12发动机。
在同等缸径下，通常缸数越多排量越大，功率也就越高；而在发动机排量相同的情况下，缸数越多，缸径越小，发动机转速就能够提高，从而获得较大的提升功率。
以上是有关发动机缸数的知识，下面我们接着熟悉“汽缸排列形式”这个重要参数。
通常5缸下列发动机的汽缸多使用直列方式排列，常见的多数中低档轿车都是L4发动机，即直列4缸。
另外，也有少数6缸发动机使用直列方式排列。
直列发动机的汽缸体成一字排开，缸体、缸盖与曲轴结构简单，制造成本低，低速扭矩特性好，燃料消耗少，尺寸紧凑，应用比较广泛，缺点则是功率较低。
通常1升下列的汽油机多使用直列3缸，1至2.5升的汽油机多使用直列4缸，有的四轮驱动汽车使用直列6缸，由于其宽度小，能够在旁边布置增压器等设施，比如北京吉普的JEEP4000就使用直列6缸发动机。
内燃机冷却用水量计算公式
内燃机冷却用水量计算公式在内燃机工作过程中，由于燃烧产生的高温会对发动机造成损害，因此需要通过冷却系统来将发动机散热。
冷却系统中的冷却水起着非常重要的作用，它通过循环流动来带走发动机产生的热量，从而保持发动机的正常工作温度。
在设计和维护内燃机冷却系统时，需要计算冷却用水的量，以确保冷却系统的正常运行。
下面将介绍内燃机冷却用水量的计算公式及相关内容。
内燃机冷却用水量的计算公式如下：Q = m c ΔT。
其中，Q为冷却用水量，单位为升（L）；m为发动机的散热量，单位为焦耳（J）；c为水的比热容，单位为焦耳/克·摄氏度（J/g·℃）；ΔT为水的温度变化，单位为摄氏度（℃）。
在使用这个公式计算内燃机冷却用水量时，需要先确定发动机的散热量。
发动机的散热量可以通过实验测定或者根据发动机的工作参数进行估算。
一般来说，发动机的散热量与其功率和工作条件有关，可以通过发动机的技术参数表或者相关文献来获取。
水的比热容c是一个物质的热性质参数，表示单位质量的物质在单位温度变化下所吸收或者放出的热量。
对于水来说，它的比热容约为4.18 J/g·℃。
在使用上述公式计算内燃机冷却用水量时，可以直接将水的比热容取为4.18 J/g·℃。
ΔT是冷却水的温度变化，即冷却水从进水口进入发动机冷却系统的温度到从出水口排出的温度的变化。
一般来说，ΔT可以通过测量进水口和出水口的温度来获得。
通过上述公式，可以计算出内燃机冷却用水量。
这个计算结果对于内燃机的设计、运行和维护都非常重要。
合理地计算冷却用水量可以确保冷却系统的正常运行，防止发动机过热造成损坏，同时也可以节约水资源和降低成本。
除了上述公式外，还有一些其他影响内燃机冷却用水量的因素。
例如，发动机的工作条件、环境温度、冷却系统的设计和性能等都会对冷却用水量产生影响。
在实际应用中，需要综合考虑这些因素，进行合理的计算和调整。
在内燃机冷却系统的设计和维护中，冷却用水量的计算是一个重要的环节。
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计算公式单位
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
α额定功率时的过量空气系数 1.2-2
A燃烧1kg燃油所学的理论空气量kg
γ空气密度（标准状态下）kg/m³
Q额定空气体积流量m³/h 计算公式单位
Q修正系数，Q=5-6，消声器级别越高，Q越大
n发动机额定功率下的转速r/min
i缸数
τ冲程数
Vst发动机排量L
Kt增压比
V消声器理论所需容积L 计算公式单位
n发动机额定功率下的转速r/min
Zv充量系数
Vst发动机排量m³
f冲程数
Qi＝n×Zv×Vst/60/f Qi内燃机进气流量m³/s
Ts内燃机进气温度K
Te内燃机排气温度或者涡轮增压器出口温度K
v消声器前插入管的气流速度m/s Qo=Q×Te/Ts Qo内燃机排气流量m³/s F=Qo/v=πd1²/4F流通面积㎡d1=sqrt(4F/π)d1消声器进气管直径m 计算公式单位V=πab×L V消声器理论所需容积L
L消声器长度mm
a消声器长半轴mm
b消声器短半轴mm
m扩张比9~16 S=πab S筒体截面积mm²S0=πd1²/4S0排气管截面积mm²
d1排气管内径mm
L/D纵横比
消声器规格(mm)L/D排气管规格(mm)消声器理论容积
(L)
进气系统计算
参数
排气系统计算(消声器容积确定）
参数
排气系统计算(消声器进气管径即排气管直径确定）
参数
排气系统计算(消声器及排气管尺寸确定）
参数
排气系统计算(实际消声器及排气管尺寸确定）。