某型装载机进气系统设计及验证

李学+邓英群+陈玉杰+石军锋

摘 要：随着各国對非道路机械排放要求的不断升级，装载机进气系统的布置空间逐步成为各装载机厂家设计的难点，本文提出一种新的装载机进气系统设计思路，对轮式装载机进气系统设计具有借鉴意义。

关键词：进气系统设计

0前言

进气系统中气流的阻力过大，会使发动机得不到足够的空气进行燃烧，导致排烟增加、功率下降等情况。目前随着国家对发动机排放要求的不断升级，空滤的布置空间十分有限，本文提出一种将空滤布置在发动机舱内部，采用隔热橡胶套防止热风进入，并在发动机上罩上开有进气网孔的设计方案。

1进气系统结构

2确定发动机的空气需求量

Qaf=V×n×η/2000×60

其中：Qaf—空气需求量（m3/h）

V—发动机排量（L）

n—发动机转速（RPM）

η—容积效率

Qaf =6.7×2200×2.2/2000×60≈973m3/h

容积效率系数如下：

涡轮增压：1.6

涡轮增压+中冷：1.85

电喷+空空中冷：2.0～3.0

3 确定气流脉冲系数

由于发动机气缸间歇性，会导致进气系统进气气流出现脉冲，进而影响发动机的进气量，因此在计算发动机进气量的同时，需要考虑气流脉冲系数（干式空滤脉冲系数如表1）

表1

4确定空气滤清器的设计流量

4缸及以上的自然吸气和所有涡轮增压发动机的空气需求量是与空气滤清器的设计流量一致的，即空滤进气的脉冲系数取1。

Qd = Qaf ×ε

Qd—设计空气流量（m3/h）

ε—干式空滤脉冲系数

Qd =973×1=973 m3/h

5确定空气滤清器的进气阻力

根据前面获得的设计流量，从空气滤清器供应商提供的产品系列中选出符合流量要求的空气滤清器。根据所选空气滤清器的进气流量—进气阻力曲线（空气滤清器的进气流量—进气阻力曲线如图2所示）确定空气滤清器的进气阻力f空。

f空≈1.8kPa

6验证：

整机装配完成后，分别对三种工况下的进气阻力进行测试，测试结果如下。

液压失速：动力模式2.5kPa，标准模式2.2 kPa，经济模式2.0 kPa.

变矩器失速：动力模式2.6 kPa，标准模式2.2 kPa，经济模式2.0 kPa

总和失速：动力模式2.8 kPa，标准模式2.5 kPa，经济模式2.2 kPa

从结果可以看出，当整机在动力模式的综合失速状态下，进气阻力为2.8kPa，和理论计算基本相同，且符合发动机厂家要求的≤3.7 kPa。

7结论

本文对装载机采用直流空滤并将空滤布置在发动机舱内部的设计细节进行了阐述，本设计方案可以使装载机进气系统布置空间更加灵活，进气阻力更小，成本更低，也对工程机械其他产品进气系统设计具有借鉴意义。

作者简介：

李学（1987—），男，吉林人，学士，助理设计师，研究方向：动力计算与设计。endprint