摩托车二次进气阀设计规范V

Q/LX摩托车二次进气阀设计规范前言本规范是根据二次进气阀相关标准，结合摩托车应对国Ⅲ开发经验及摩托车二次进气阀的实际运用制定的。

摩托车二次进气阀设计规范1 范围本规范明确了摩托车二次进气阀技术要求、试验方法、规格确定原则、安装要求、匹配评价。

本规范适用于摩托车二次进气阀。

2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 191-2008 包装储运图示标志GB/T 2828.1 计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划3 术语和定义下列术语和定义适用于本规范。

3.1 二次进气阀一般把经通过化油器进入气缸并参与燃烧的空气称为一次进空气；经过缸头或排气管补入的空气称为二次进空气。

控制二次进气的装置称为二次进气阀。

该装置向发动机排气系统导入空气，该装置一般包括1个簧片阀和1个截止阀，结构示意见图1。

二次进气阀也可能有多个簧片阀或者没有截止阀。

3.2二次进气阀截止阀限制由簧片阀导入二次空气流量的装置。

3.2.1 常开型截止阀常开型截止阀为通常状态下，进气口和出气口为导通状态，该截止阀仅在截止阀负压室内负压达到预先设定的关断压力时，关断进气口和出气口之间的通道。

3.2.2 常闭型截止阀常闭型截止阀在通常状态下，进气口与出气口为关断状态，当截止阀负压室内负压达到预先设定的开阀压力时开启，当截止阀负压室内负压大于预先设定的开阀压力而小于预先设定的关断压力时，进气口和出气口为导通状态。

当截止阀负压室内负压达到预先设定的关断压力时，截止阀关断进气口与出气口之间的通道。

注：常闭型截止阀由于相应技术特性在我国现有工艺及材料条件下较难控制，故其并未大面积在摩托车上使用，本规范的技术内容采用常开式截止阀二次空气补给装置。

3.3 截止阀动作特性当二次进气阀进气口与出气口之间压力差Δp保持恒定时，通过二次进气阀的空气流量随截止阀负压室内负压变化的规律称为截止阀动作特性。

常开型截止阀动作特性包含几个特征流量点，即开阀流量、闭阀流量和关断流量，常开型截止阀动作特性曲线示例见图2。

常闭型截止阀动作特性包含的特征点为6个，其动作特性曲线示例见图3。

3.4 截止阀开阀流量当截止阀负压室内负压达到预先设定的开阀压力Pa 时，流过二次进气阀的空气量Va 表征二次进气阀正常流通能力。

1—出气口2—进气口3—截止阀负压接口4—截止阀负压室5—截止阀节流塞6—簧片7—簧片限位板图1 二次进气阀结构示意图图2 常开型截止阀动作特性曲线示例图3 常闭型截止阀动作特性曲线示例3.5 截止阀闭阀流量当截止阀负压室内负压达到预先设定的闭阀压力Pb 时流过二次进气阀的空气流量Vb 称为截止阀闭阀流量。

此时截止阀闭阀流量Vb 应明显低于开阀流量Va。

3.6 截止阀关断流量当截止阀负压室内负压达到原先设定的关断压力Pc时流过二次进气阀的空气流量Vc称为截止阀关断流量，此时二次进气阀应接近完全关断。

3.7 簧片阀逆流泄漏流量当二次进气阀出气口承受预置的逆向气压时，簧片阀逆向泄漏的空气在标准状态下的流量。

3.8 簧片阀流量对于只有簧片阀的二次进气阀，当簧片阀进气口施加预置气压时，流过簧片阀的空气在标准状态下的流量。

4 工作原理4.1 二次进气阀工作原理发动机排气门打开时，气缸内的高温高压废气迅速进入排气管中，压力开始升高，在排气管中产生一个高压脉冲，即有正压波产生，这时二次进气阀的簧片阀处于关闭状态，避免了高温排气逆流烧坏二次进气阀，此脉冲波沿排气管道向前传播，当正压波在管道截面逐渐增加的排气管道内传播时，气体密度下降，因而就产生一个负压波返回，从而在排气管内靠近二次进气口的位置形成一个负压，簧片阀在压差的作用下打开，从而形成二次进气，增加尾气中氧含量，使高温尾气中的HC 和CO 得到再次燃烧，从而达到降低尾气中HC、CO 排放的目的。

二次进气阀中的截止阀在摩托车急减速时，发动机进气管内负压急剧增高，从而截止阀关断进气通道，切断进气，防止因排气管中氧含量增高导致摩托车消声器放炮。

4.2 截止阀工作原理截止阀膜片将截止阀分隔为上下两个腔见图4，靠近截止阀盖的上腔是负压腔，它与发动机的进气管相连，负压腔内压力随发动机进气管的压力变化，截止阀膜片下方通过平衡孔与大气相通，称为大气腔。

截止阀膜片的受力分析公式如下(截止阀膜片顶杆与滑动轴承间的摩擦力较小，忽略不计)：F1 + G = F2 + F3 (1)F1 = K △X (2)F2 = P π（D2 + D d + d2 ）/ 12 (3)式中：F1—弹簧对截止阀膜片的压力，N；K—弹簧弹性系数，N/mm；△X—弹簧压缩长度，mm；G—指截止阀膜片、弹簧座、密封圈总成、弹性挡圈等的重力之和，N。

图4 截止阀结构示意图摩托车在怠速和正常行驶过程中，F1+G＞F2，即进气管负压不足以克服弹簧弹力和截止阀自身的重力之和，截止阀膜片不动作，膜片下夹板始终贴住本体，此时空气可以补入排气道中；当摩托车在行驶过程中急减速时，节气门（柱塞）迅速关闭到怠速开度位置，由于惯性作用，发动机仍保持很高的转速，导致进气管负压急剧增高（尤其是高速突然减速时）。

此时F1+G＜F2，即负压对截止阀膜片的吸力大于弹簧弹力和截止阀自身重力之和，截止阀膜片向上运动直至关闭，从而切断空气通路，新鲜空气不能补入排气道中。

当进气管的真空度下降到一定程度后，截止阀膜片在弹簧压力的作用下复位，进气通道又被打开。

4.3 簧片阀工作原理簧片阀由簧片、阀座总成、限位板组成，见图5。

限位板簧片阀座总成图5 簧片阀结构簧片采用具有良好弹性、刚性和响应性的不锈钢片，高温时不变形，具有较高的平面度，从而保证簧片阀密封效果。

阀座总成采用氟橡胶材料作为密封材料，保证在-10 ℃～+280 ℃的温度范围内可靠地工作。

限位板通过限制簧片的开度限制二次空气阀流量。

应具有足够强度，防止簧片在高频开启和关闭过程中限位板开度发生变化，从而影响补气量。

由于排气压力是波动的，二次进气口压力有时为正压，有时为负压，并将空气吸入排气管中。

簧片阀是一个单向阀，它利用排气过程中产生的负压将新鲜空气通过簧片阀吸入排气中，而排出的尾气不能通过它回流到进气系统中，否则发动机工作条件会恶化，给摩托车行驶性能带来负面影响。

5 技术要求5.1 截止阀动作特性5.1.1 曲线特性5.1.1.1如图2所示，在截止阀负压室内气压高于开阀压力Pa 的区间内，截止阀动作特性曲线基本保持平直。

5.1.1.2随截止阀负压室内真空度加大，负压室内气压低于开阀压力Pb 以后，截止阀动作特性曲线应呈下降趋势，直至达到关断压力Pc 后，二次进气阀接近完全关闭。

5.1.1.3企业标准或技术文件可对截止阀动作曲线的线形突出与 5.1.1.1 和5.1.1.2 不同的要求。

5.1.2流量5.1.2.1按 5.1 测定的稳态开阀流量并非越大越好，应由企业标准或技术文件规定开阀流量Va 的上限及下线值，且Va 显现数值推荐不小于30L/min；5.1.2.2闭阀流量Vb 推荐不大于10L/min；5.1.2.3关断流量Vc 推荐不大于3L/min；5.1.2.4有特殊要求时另行规定。

二次进气阀空气流量L/min5.2 截止阀负压密封与簧片阀逆流泄漏5.2.1 截止阀负压密封性能按 5.3 的测定，5s 内截止阀负压室内气压 P 3 回升应不大于 700Pa 。

5.2.2 簧片逆流泄漏流量按5.4测定，逆流泄漏流量V 1应不大于3L/min 。

6 二次进气阀规格确定原则6.1 确定摩托车正常行驶的负压和急减速负压不同摩托车正常行驶的负压和急减速负压是不同的，见图6，只有采集摩托车正常行驶负压和急减速负压数据后，才能为其选择合适的截止阀动作开始点和关闭点提供理论依据。

图6 1#和2#摩托车在不同车速下等速行驶、急减速负压6.2 选择合适的截止阀动作开始点和关闭点截止阀动作开始点负压小，会导致正常行驶过程中，截止阀关闭，新鲜空气不能补入排气中，引起 CO 和 HC 转换效率低；截止阀动作终了点负压过大，摩托车高速时负压不足以切断新鲜空气补入排气道，会导致排气管放炮。

在通常情况下，在截止阀动作开始点负压控制在 44 kPa 以上，截止阀动作终了点负压控制在 51kPa 以下，见图7。

图7 进气压力1.49kPa 截止阀在不同负压下二次进气阀的流量6.3 确定最大进气量不同的摩托车，所需二次进气量也不一样。

二次进气量过少，尾气污染物净化效果差；二次进气量过多，在高温富氧条件下会引起NOx排放超标。

因此我们在匹配过程中要选择合适的簧片限位板开度，使二次进气量合适。

二次进气量一般在CO和HC完全燃烧所需空气量的100%～140%为宜。

6.4 确定安装位置及二次进气阀出气口至排气系统二次进气口管路长度6.4.1二次进气阀的安装位置应与发动机等热源无直接接触，其内部的橡胶零部件在高于 280℃的工作环境中会出现失效。

6.4.2二次进气阀出气口至排气系统二次进气口间的管路长度，会直接影响二次进气的效果，其长度不宜过短或过长，推荐长度250mm～300mm。

6.5 匹配验证二次进气阀的截止阀动作特性中开阀压力Pa是否与整车匹配，以及其对摩托车排放系统补气量是否达到要求，可通过摩托车整车等速试验中采集不同工况点尾气排放进行判定。

在等速试验时各个不同车速点采集发动机缸头补气孔处的尾气，用怠速排放仪测试其尾气中CO排放值；然后，将二次进气阀恢复成工作状态，在消声器弯管上，触媒之前采集尾气，用怠速排放仪测试其尾气中CO排放值。

对比同一等速点上的两次排放值差异可得出二次进气阀对于尾气中CO的转化效率，以此判断其截止阀动作车型二次进气阀补气前后图9 二次进气阀在各等速点对CO 的转化效率实际匹配过程中，二次进气阀的最大补气量与整车的初始排放水平（无二次进气阀）有很大的关系。

若整车初始排放CO 值较高，则二次进气阀的最大补气量可较大，其CO 转化效率可参照图12。

当整车初始排放CO 值较低时，二次进气阀最大补气量应稍小，防止因补气量过大导致尾气中NOx 超标。

二次进气阀的关闭压力Pb 及关断压力Pc 是否匹配则主要以DR 评价为准，判定依据主要为DR 评价中高速急速回油时否有放炮现象。

7 图样要求7.1 二次进气阀除需绘制常规三视图以表达其外形尺寸外，需增加一剖视图以清晰表达其内部结构，并将进气口，出气口及负压口分别标明，且图中应能分辨出截止阀及簧片阀。

其表达方式如图13。

图13 剖面图7.2Q/LX G18规定催化器为关键件，图纸中关重特性栏应作关键标记“G”同时按照Q/LX G18的规定，应对图样技术要求中的相应条款作出相应关重标记。