1、中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS乘用車進氣系統(tǒng)設計乘用車進氣系統(tǒng)設計要點要點研發(fā)中心 林志磊2012.6中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS目錄目錄1、進氣系統(tǒng)基本介紹、進氣系統(tǒng)基本介紹2、降噪設計、降噪設計中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS進氣系統(tǒng)介紹進氣系統(tǒng)介紹1、進氣系統(tǒng)基本介紹、進氣系統(tǒng)基本介紹2、降噪設計、降噪設計中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS進氣系統(tǒng)介紹進氣

2、系統(tǒng)介紹中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS1) 調節(jié)空氣與燃油量的比值?？刂七M氣量的多少，使得進入發(fā)動機汽缸的空氣量最佳。調節(jié)泄露空氣使其再利用，使凸輪軸泄露的氣體再進入進氣系統(tǒng)。2) 保護外界雜質和不需要的成分對發(fā)動機的損壞?？諝膺^濾器阻止外界雜質進入汽缸，從而防止發(fā)動機磨損，這樣可以提高發(fā)動機的可靠性。進氣口的設計還要保證水和雪不能進入進氣系統(tǒng)。3) 測量進氣量。在不同的工況下，空氣與燃油的比例是不一樣的。在干凈空氣管道上安置著一個空氣控制筏。這個控制筏與發(fā)動機的電子控制系統(tǒng)(EEC)連接，這樣就控制噴入汽缸的燃油量，使進入到發(fā)動機的

3、空氣量最佳，空氣分配合理。4) 降低噪聲。進氣系統(tǒng)是汽車最主要的噪聲源之一。進氣系統(tǒng)都安裝有消音元件，如擴張消音器(過濾器)、赫爾姆茲消音器、四分之一波長管等等。5) 輔助其他系統(tǒng)的安置。附近的一些小部件會安裝在進氣系統(tǒng)上。6)調整進氣溫度。 進氣系統(tǒng)功能進氣系統(tǒng)功能中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS進氣系統(tǒng)設計進氣系統(tǒng)設計進氣系統(tǒng)設計時主要考慮的問題布置功率損失噪聲振動放水中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS進氣口位置布置進氣口位置布置 進氣管 進氣口放置在發(fā)動機的前方，或者在散熱器

4、的上進氣口放置在發(fā)動機的前方，或者在散熱器的上方或者在其前面方或者在其前面。這個進氣口位子遠離車廂和隔聲結構，對減少進氣系統(tǒng)傳到車廂的噪聲最有利，還能保證有足夠的冷空氣會進入到進氣系統(tǒng)。但是其缺點是水、雪和空氣中的灰塵雜質比較容易進入進氣系統(tǒng)。中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS 進氣管 進氣口在發(fā)動機的前面或者上方。進氣口在發(fā)動機的前面或者上方。這個位子與車廂的距離比第一個位子與車廂的距離近，因此噪聲傳入到車廂的量會大一些。由于發(fā)動機艙室前面安裝著一些部件，這些部件相當于擋板，有利于防止雜質、水和雪進入進氣管。但是由于這種結構離散熱板很近

5、，因此空氣的溫度偏高，因此發(fā)動機的燃燒效率會降低。進氣口位置布置進氣口位置布置中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS 進氣管 在側板里面在側板里面。由于側板擋住將進氣口與外界隔開，因此這種結構對防止雜質、灰塵、水和雪進入進氣管有好處，同時進氣溫度也低。但是這種結構離車廂的距離比前面兩種位子都近，因此傳入到車廂的噪聲會高些。另外由於進氣口和前側板之間可能形成一個共鳴腔，這樣可能產生額外的共鳴噪聲。進氣口位置布置進氣口位置布置中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS空濾安裝方式空濾安裝方式快插連接

6、方式支架安裝方式中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS內連接空濾安裝方式空濾安裝方式中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS濾清器設計濾清器設計1、進氣管必須在濾芯下方，不得吹著濾芯2、濾清器為上下殼體打開方式，上下殼體連接最好不要設計成卡扣方式，卡扣容易脫落或斷裂。一般采用螺釘連接或自攻釘連接。3、濾清器固定不要采取內連接，容易造成濾芯的二次污染(需要將濾芯拿出來安裝）。4、降噪設計5、防水設計6、模態(tài)分析及流場分析中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN

7、FILTERS降噪設計降噪設計1、進氣系統(tǒng)基本介紹、進氣系統(tǒng)基本介紹2、降噪設計、降噪設計中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS降噪設計降噪設計進氣系統(tǒng)噪聲來源：進氣系統(tǒng)噪聲噪聲可分為空氣噪聲和結構噪聲（輻射噪聲）?？諝庠肼暟}動噪聲和流體噪聲。脈動噪聲是由進氣門的周期性開閉而產生的壓力起伏變化所形成的。這部分噪聲主要影響進氣系統(tǒng)的低頻噪聲特性。流體噪聲是氣流以高速流經進氣門流通截面，形成渦流，形成的高頻噪聲。結構噪聲（輻射噪聲）是由塑料殼體較小的剛度特性造成的，在內部壓力波的激勵下，殼體產生振動，外表面推動空氣產生波動，從而輻射出噪聲。中

8、航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS降噪設計降噪設計常用的消聲元件：擴張消音器：空氣濾清器旁支消音器：赫爾姆茲消音器、1/4波長管、1/2波長管以上均為抗性消聲元件。聲波在從發(fā)動機出來并在進氣管道中傳播，當遇到消音元件或截面積變化時，入射聲波被反射回發(fā)動機聲源，從而抑制聲音的傳播。中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS降噪設計降噪設計進氣系統(tǒng)聲學設計主要考慮消聲容積，消聲容積越大越好。一般應為發(fā)動機單個氣缸的15-20倍或不低于發(fā)動機排量的3倍。一般來說，消音容積越大越好。對擴張消音器來說，

9、其容積越大，傳遞損失可以調節(jié)的頻帶也就越寬，傳遞損失也可能增加。對赫爾姆茲消音器，容積越大，可調節(jié)的頻率越低。中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS聲學評價指標聲學評價指標1、傳遞損失（TL）：用于評價單個消音元件。2122110122121021221104)1 (log104)1 (log104)(log10SSSSSSSSSSSSTL中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS聲學評價指標聲學評價指標2、插入損失（IL）：用于描述整個系統(tǒng)的消音效果。中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC

10、XINHANG PINGYUAN FILTERS聲學評價指標聲學評價指標3、聲壓級差值（IL）：用于描述整個系統(tǒng)的消音效果。中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS消音元件聲學特性消音元件聲學特性1、擴張消音器聲學特性分析、擴張消音器聲學特性分析2、旁支消音器聲學特性分析、旁支消音器聲學特性分析中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS擴張消音器聲學特性分析擴張消音器聲學特性分析，稱為擴張比。對園管道來說，m=D2/d2 。D 和d分別是擴張腔的直徑和管道的直徑。12SSm中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)

11、新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS1、擴張比對傳遞損失的影響擴張消音器聲學特性分析擴張消音器聲學特性分析中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS2擴張器長度對傳遞損失的影響當擴張器的長度變化時，傳遞損失的幅值不變，但是其最大值和最小值對應的頻率卻變了。擴張消音器聲學特性分析擴張消音器聲學特性分析中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS在旁支管處，聲音有三條分流。第一條是進氣管中的入射波和反射波，第二條是出氣管中的透射波，第三條是旁支管道中的入射波和反射波。旁支消音

12、器聲學特性分析旁支消音器聲學特性分析中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS赫爾姆茲消音器是旁支消音器的一種影響赫爾姆茲消音器消音頻率和傳遞損失的參數有：容器的容積V、連接管道的長度 、連接管道截面積 和主管的截面積 。傳遞損失還取決于消音器的頻率，其峰值在共振頻率處。但是傳遞損失與消音容積的形狀沒有關系。傳遞損失與消音容積的形狀沒有關系。赫爾姆茲消音器聲學特性分析赫爾姆茲消音器聲學特性分析中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS第一：容積第一：容積V。傳遞損失最大值所對應的頻率是隨。傳遞損失最

13、大值所對應的頻率是隨著容積增加而降低，但是其幅值卻沒有規(guī)律。著容積增加而降低，但是其幅值卻沒有規(guī)律。赫爾姆茲消音器聲學特性分析赫爾姆茲消音器聲學特性分析中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS第二，來觀察連接管截面積第二，來觀察連接管截面積 的影響。傳遞損失最大值所的影響。傳遞損失最大值所對應的頻率是隨著截面積增加而增加，但是其幅值卻沒對應的頻率是隨著截面積增加而增加，但是其幅值卻沒有規(guī)律。有規(guī)律。赫爾姆茲消音器聲學特性分析赫爾姆茲消音器聲學特性分析中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS第三，

14、來考察連接管長度第三，來考察連接管長度L的影響。的影響。傳遞損失最大值所對應的頻率是隨著連接管道的長度傳遞損失最大值所對應的頻率是隨著連接管道的長度增加而減小，但是其幅值卻沒有規(guī)律。增加而減小，但是其幅值卻沒有規(guī)律。赫爾姆茲消音器聲學特性分析赫爾姆茲消音器聲學特性分析中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS第四，主管截面積的影響。當主管直徑增加時，其傳遞第四，主管截面積的影響。當主管直徑增加時，其傳遞損失的幅值降低，其頻帶也變窄，但其對應的頻率不變。損失的幅值降低，其頻帶也變窄，但其對應的頻率不變。赫爾姆茲消音器聲學特性分析赫爾姆茲消音器聲學特

15、性分析中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS四分之一波長管是安裝在主管道上的一個封閉的管子，當聲波從主管道進入旁支管后，聲波被封閉端反射回到主管，某些頻率的聲波與主管中同樣頻率的聲波由于相位相反而相互抵消，從而達到消音目的。影響四分之一波長管傳遞損失的參數有兩個，一個是旁支管的截面積與主管截面積的比值m，另一個是波長管的長度。四分之一波長管聲學特性分析四分之一波長管聲學特性分析中航工業(yè)新航平濾中航工業(yè)新航平濾AVIC XINHANG PINGYUAN FILTERS首先考慮截面積之比m對傳遞損失的影響。當截面積比越大的時候，傳遞損失的幅值越大