本文著重從發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)行了分析，提出了一些建議和實(shí)踐過(guò)程中已經(jīng)解決的措施。
　　關(guān)鍵詞：進(jìn)氣系統(tǒng)、空氣濾清器、選型、安裝
　　發(fā)動(dòng)機(jī)是工程機(jī)械的心臟，而進(jìn)氣系統(tǒng)則是發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)脈，進(jìn)氣系統(tǒng)的合理性直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、壽命，從而影響整機(jī)的性能、壽命及環(huán)保性。進(jìn)氣系統(tǒng)的功能是為發(fā)動(dòng)機(jī)提供清潔、干燥、充足的空氣，系統(tǒng)中主要組件空濾器、管路及其設(shè)計(jì)安裝將直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)功能的發(fā)揮、工作的穩(wěn)定性、可靠性，甚至大大縮短其壽命。下面結(jié)合實(shí)踐對(duì)工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)進(jìn)行一些探討：
　　1.空氣濾清器
　　空氣濾請(qǐng)器的作用是阻止灰塵進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室，防止氣缸套、活塞、活塞環(huán)、氣門和氣門導(dǎo)桿的磨損，所以空氣濾清器的選型是至關(guān)重要的。
　　1.1空氣濾清器的型式
　　工程機(jī)械的空氣濾請(qǐng)器只有選用兩級(jí)干式空氣濾清器，在第一級(jí)中濾清器將大的灰塵離心分離掉，并被收集到一個(gè)灰塵容納器或者以間隙、連續(xù)兩種方式從系統(tǒng)中排掉，在第二級(jí)中空氣濾清器有一個(gè)處理過(guò)的紙質(zhì)濾芯，過(guò)濾掉其余的灰塵。不建議濕式空氣濾清器和油浴式空氣濾清器。
　　重型干式空氣濾清器可以設(shè)計(jì)為垂直和水平兩種型式。
　　1.2空濾器的選用
　　空氣濾清器的除塵能力直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和合理保養(yǎng)時(shí)間的最低要求，工程機(jī)械宜選用重型干式空氣濾清器，一般型或中型的空氣濾清器不能滿足工程機(jī)械的作業(yè)要求。重型空氣濾清器所需的最低能力可以簡(jiǎn)單地規(guī)定為該空濾器超出進(jìn)氣阻力值之前從每立方米發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量中排除0.88千克A-C級(jí)灰塵的能力。重型干式空氣濾清器必須具有的最低效率應(yīng)為99.9％。
　　1.3預(yù)濾清器的選用
　　重型空氣濾清器的初級(jí)大多是通過(guò)離心較重的灰塵顆粒使其從進(jìn)氣中分離到離心區(qū)的外圍，而從離心區(qū)的中部吸入清潔的空氣。預(yù)濾清器的效率是除塵能力的一個(gè)主要決定因素。一個(gè)效率為90％的預(yù)濾清器，允許10％的灰塵進(jìn)入空氣濾清器的紙質(zhì)濾芯區(qū)域，而一個(gè)效率為60％的預(yù)濾清器將允許40％的灰塵進(jìn)入空氣濾清器的紙質(zhì)濾芯區(qū)域。顯然，選用性能優(yōu)越的預(yù)濾清器，對(duì)紙質(zhì)濾清器的保養(yǎng)時(shí)間會(huì)大大延長(zhǎng)。
　　1.4旋濾器的選用
　　工程機(jī)械的工作環(huán)境非常惡劣，尤其象振動(dòng)壓路機(jī)經(jīng)常在沙漠、干旱以及荒無(wú)人煙的地方施工，這樣的環(huán)境下重型空氣濾清器不能長(zhǎng)時(shí)間完全為發(fā)動(dòng)機(jī)提供充足、清潔的空氣，而且空氣濾清器的壽命也會(huì)大大打折扣，因此，建議在空氣濾清器的前面增加一級(jí)過(guò)濾裝置一一旋濾器，旋濾器可以把大部分的灰塵經(jīng)過(guò)粗濾，這樣再經(jīng)過(guò)重型空氣濾清器，這樣能夠保證進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)空氣充足、清潔的，而且可以延長(zhǎng)重型空濾器的壽命，延長(zhǎng)空濾器的保養(yǎng)時(shí)間。
　　2.如何計(jì)算進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力
　　由于工程機(jī)械施工的特殊性，大部分增壓渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，它的進(jìn)氣阻力的極限值較大。這樣給設(shè)計(jì)工程師帶來(lái)了一定設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)空間，但不管怎樣，設(shè)計(jì)進(jìn)氣系統(tǒng)時(shí)應(yīng)在結(jié)構(gòu)允許的條件下盡量減少進(jìn)氣阻力。
　　進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力取決于許多變量，這些變量包括管路的形狀、導(dǎo)管的平滑度、柔性接頭的類型、管子的尺寸、進(jìn)氣帽的結(jié)構(gòu)、彎管的類型等，精確確定系統(tǒng)阻力的唯一方法是通過(guò)測(cè)試，只要裝配好整個(gè)系統(tǒng)，就應(yīng)檢查進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力。
　　例：發(fā)動(dòng)機(jī)為渦輪增壓，其進(jìn)氣阻力極限值為：25英寸水柱（635mm），空氣濾清器的流量為900L/M，整個(gè)進(jìn)氣系統(tǒng)為從進(jìn)氣帽（直徑127mm）經(jīng)過(guò)0.6m長(zhǎng)的管路（直徑127mm）到空濾器的進(jìn)口，從空濾器出口用90°彎管（直徑102mm）連到ｌｍ的管子（直徑102mm），經(jīng)過(guò)90°的橡膠彎管（變徑到76mm）到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)口。
　　進(jìn)氣帽的進(jìn)氣阻力：142mm水柱
　　0.6m長(zhǎng)的管路的阻力：2.94mm水柱
　　空氣濾清器阻力（濾芯干凈時(shí)）：150.3mm水柱
　　90°彎管（直徑102mm）的阻力：8.05mm水柱
　　lm長(zhǎng)的管路阻力：1.73mm水柱
　　90°彎管（變徑76mm）的阻力：2.03mm水柱
　　這樣總阻力為：142+2.94+150.3+8.05+1.73+2.03=307.05mm
　　顯然，該總阻力滿足設(shè)計(jì)要求。
　　3.0空氣濾清器的安裝
　　空氣濾清器的安裝應(yīng)使空氣濾清器上的任何密封表面變形，支架應(yīng)堅(jiān)固并且十分牢靠地固定在發(fā)動(dòng)機(jī)上或車架上，能夠確?？諝鉃V清器在拆卸紙濾芯時(shí)沒(méi)有困難，不必拆卸其它零件?？諝鉃V清器對(duì)振動(dòng)可能敏感，如果濾清器預(yù)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)分開(kāi)裝的就不存在這個(gè)問(wèn)題，如果是直接安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上，就可能要考慮濾芯和支架的抗振性、耐久性。
　　3.1進(jìn)氣管道
　　進(jìn)氣管道使用的部件要經(jīng)過(guò)充分的計(jì)算和考慮，首先管道在承受最大的阻力條件下不得被吸癟，對(duì)于存在不同零件之間的管道應(yīng)提供能夠相對(duì)運(yùn)動(dòng)的能力；在管道的每一處聯(lián)接處，在任何時(shí)候都要保持永久密封，以防止潮濕和灰塵進(jìn)入，尤其在濾清器與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)口處之間的管道不得有任何泄漏和細(xì)微的小孔，否則會(huì)使大量的灰塵進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)故障。
現(xiàn)在設(shè)計(jì)人員已經(jīng)習(xí)慣地應(yīng)用鋼、鋁、玻璃纖維增強(qiáng)的塑膠管，但仍需注意以下幾點(diǎn)：柔性橡膠接頭多采用帶凸起加強(qiáng)筋的軟管、變徑管、橡膠彎管； 對(duì)焊的鋼管焊縫要均勻，盡可能地使用圓弧過(guò)渡；
        3.2進(jìn)氣管路的布置
        良好的設(shè)計(jì)能夠使進(jìn)氣管道布置的流動(dòng)阻力極小，并使管道系統(tǒng)中的溫升保持最小。進(jìn)氣管的直徑應(yīng)與發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)氣口相近似。在發(fā)動(dòng)機(jī)和濾清器的進(jìn)氣管之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)要求管道部件有一定的柔性，并設(shè)計(jì)管道的輔助支撐，若不使用或使用不當(dāng)?shù)闹?，?huì)使管道迅速地出現(xiàn)疲勞損壞現(xiàn)象。當(dāng)然，柔性要設(shè)計(jì)在橡膠部件中，不應(yīng)設(shè)計(jì)在剛性管道中。
        渦輪增壓器進(jìn)口上的彎距應(yīng)該限制在發(fā)動(dòng)機(jī)要求的范圍之內(nèi)，如：康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器進(jìn)口上的彎距限制在6.78Nm以內(nèi)，以免造成增壓器殼體變形，因此在增壓器殼體和第一個(gè)管道支撐之間必須提供柔性連接，而且長(zhǎng)度應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)。
        安裝布置進(jìn)氣管路一定使用360°全部密封作用的軟管卡箍，“T”型螺栓或薩SAE標(biāo)準(zhǔn)的F型卡箍是首選。如果使用蝸桿型SAE標(biāo)準(zhǔn)F卡箍，那么每個(gè)連接處需要兩個(gè)卡箍（擰緊角度互為180°）以確保連接處的完全密封。
        管路布置盡可能遠(yuǎn)離高溫區(qū)，不可使橡膠軟管、接頭、彎頭長(zhǎng)期暴露在1254℃的高溫中，應(yīng)小心避免將裝配到高溫附近，如果必須靠近高溫的結(jié)構(gòu)要考慮隔熱措施。
        管路的布置盡可能使進(jìn)氣通暢不要形成回旋空氣，回旋的空氣減小了有效管徑，也會(huì)導(dǎo)致壓力比預(yù)計(jì)的高；剛性鋼管在柔性管連接處設(shè)計(jì)一個(gè)比鋼管直徑大1mm的凸臺(tái)，避免柔性膠管與鋼管在受到外力或振動(dòng)時(shí)互相脫離。
        進(jìn)氣口的位置要遠(yuǎn)離排氣口，特別要避免大量水進(jìn)入進(jìn)氣口。進(jìn)氣口吸入灰塵和水霧對(duì)空氣濾清器非常有害；進(jìn)氣口盡可能地設(shè)計(jì)在低溫位置，如果處于高溫位置將使進(jìn)氣的空氣密度顯著減小，其結(jié)果是每增加10°F，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降1％。
        3.3阻力指示器
        工程機(jī)械的環(huán)境異常惡劣，往往在不經(jīng)意的過(guò)程中造成空氣濾清器的堵塞，因而在增壓器進(jìn)氣入口處增加真空感應(yīng)器，直接顯示空氣濾清器的狀態(tài)，是正常還是需要維護(hù)，或者直接安裝帶有刻度的指示器，可以漸進(jìn)地看出空氣濾清器阻力的增加，直至最大，提醒使用者注意保養(yǎng)和維護(hù)。
        阻力指示器的目的：不是指示第一級(jí)集塵器的維護(hù)周期，而是在整個(gè)進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力顯示。阻力指示器不管任何形式，都必須易于觀察，安裝的最佳位置點(diǎn)在發(fā)動(dòng)機(jī)或增壓器進(jìn)氣口上游25mm-30mm之間的一段直管上。
        阻力指示器的螺紋接頭或傳感接頭連接到進(jìn)氣系統(tǒng)的管路上，其接頭必須濾芯，當(dāng)阻力指示器或傳感器破裂、或者脫落時(shí)可以避免灰塵的進(jìn)入，如果這種情況確實(shí)發(fā)生了，該濾芯很快就會(huì)被堵塞，所以必須重新更換或清潔接頭，以使指示器和傳感器重新正常工作。
        綜上：進(jìn)氣系統(tǒng)從空氣濾清器的選型、進(jìn)氣阻力的設(shè)計(jì)、進(jìn)氣管道的布置和安裝等各個(gè)環(huán)節(jié)需要很細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)。進(jìn)氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和壽命，甚至影響整機(jī)性能。不論任何時(shí)候，進(jìn)氣系統(tǒng)應(yīng)該為發(fā)動(dòng)機(jī)提供清潔、充足的空氣，針對(duì)不同的布置結(jié)構(gòu)、使用環(huán)境、不同的工況都應(yīng)遵循以下四個(gè)原則：
         I、進(jìn)氣系統(tǒng)必須安裝一個(gè)很有效的空濾設(shè)備，來(lái)排除進(jìn)氣中的雜質(zhì)和灰塵
         II、進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力不得超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)表上的范圍
         III、進(jìn)氣系統(tǒng)需選擇合理的進(jìn)氣位置和管路布置
         IV、非常方便的進(jìn)氣系統(tǒng)的維護(hù)和保養(yǎng)，不能因?yàn)檫M(jìn)氣系統(tǒng)的保養(yǎng)而影響其管路的密封性。