一、进气系统概述
1，发动机进气系统：
1）进气系统的功用
发动机进气系统关系到发动机动力性、经济性、进气噪声、柴油机的烟度等性能。
●有足够的滤清效率及过滤精度，滤除空气中的硬质灰尘颗粒，降低灰尘对发动机的磨损；
●对进气产生一定的抑制作用，降低进气噪音。
2） 进气系统布置要求
空气滤清器作为发动机进气系统的一部分，在系统布置时，必须从整个进气系统考虑以下几
点：
1）空气滤清器进口处的温度，不应过高，不应超出环境温度的15℃(较高要求为不超过8℃)，进气温度过高会降低发动机充气系数。
2）进气口应避免吸入雨雪及发动机排出的废气。
3）进气口应避开机舱的负压区，集灰区，甩泥区。卡车空滤进口应尽量升高，放在驾驶室顶部，以降低吸入空气的含尘浓度，空气灰尘浓度与地面距离高度三次方成反比。
4）空气滤清器至发动机进气口之间的管子应减少接口数量，接口卡箍沿管壁360º密封。
5）空气滤清器装在车辆上，容易让人接近，便于保养，外壳上在醒目的位置贴上明确的保养说明。
2，空气滤清器
在发动机进气系统中，空气滤清器（以下简称空滤器）是其中最主要的部件。空滤器的作用主要是保护发动机，使它不被空气中的灰尘磨损，以提高发动机的经济性和动力性，并
可延长汽车的大修里程。统计显示，机动车和工程机械发动机的早期磨损，70%与空气滤清器有关，空气滤清器的滤清效率对发动机的磨损和寿命起着决定性的作用。
1）空滤器的分类：
根据使用条件，空气滤清器主要有以下类型：
（1）干式（2）湿式（3）油浴式（4）离心式（5）组合式
根据滤清级数可分为
(1) 单级(2)双级(3)多级
结合国内路况一般较差的情况，为保证高效的过滤，延长空滤器的保养周期和使用寿命，国内轻卡空滤器一般采用干式双级过滤（粗滤器+细滤器）。有的生产厂家参照日本轻卡使用单级空滤器，本人认为其设计未充分考虑国内实际路况，长期使用会对发动机产生不良影响。在工作环境较恶劣的一些车型上，则采用三级过滤，即增加安全滤芯，防止主滤芯偶然损坏时灰尘进入发动机。
另外在空滤器上提倡增加空气压力报警器，以便能够及时提醒司机在空滤器堵塞严重时进行保养。
干式空滤器与其它类型相比，它具有以下优点：
●效率高，性能稳定
●滤芯容易设计，使空气滤清器结构简单，体积小，重量轻
●滤芯更换方便
3，进气管路
发动机额定功率1）刚性管道：
必须绝对气密，而且能经受得住发动机振动和压力脉冲所引起的机械压力。无缝钢管及塑料管道能适用这一要求；也可以采用薄钢板的焊接管，但其先决条件是焊缝致密，内部要清理。管道内表面必须清洁，无焊瘤、锈层、氧化皮等进行防锈处理。进气钢管不允许内表面涂漆处理。
管道须根据发动机的安装检查振动情况，并尽可能增加固定支架。
2）软管：
由于发动机弹性支撑在车架上，在使用过程中会发生抖动，而空滤器一般刚性连接于车架上，对此必须在进气管道上装上具有减震作用的弹性管路（如橡胶管）。
在管路布置时，软管的纵向中心线应尽可能与主振动方向垂直。
为保证进气软管在一定的负压下不被吸瘪，对于装配自吸柴油发动机的轻卡上，以前应用较多的软管为纯橡胶管内衬钢丝骨架结构。该结构橡胶管采用挤压成型工艺，工艺简单，制作周期短（一般4~5天），但缺点是由于内部塞有钢丝骨架，对气流有扰动作用，同时加大了进气阻力，另外受工艺限制，两端管径变化不能太大。为了满足排放法规及动力升级的需要，轻卡上越来越多的匹配增压或增压中冷发动机，而发动机增压器对进气阻力及气流的组织提出了更高要求。同时为满足增压器性能需要，发动机增压器进气口直径一般较小（目前轻卡常用ф60），而增压发动机要求空气流量较大（一般在500m3/h左右），决定了空滤器出气口直径也较大（一般为ф90~ф100），如果需要用软管直接连接空滤器出
口及增压器进口，用挤压工艺已无法加工出所需的连接胶管。适应这一变化，轻卡上进气软管采用了模压工艺，一种结构是将ф1钢丝骨架埋于胶层内部，而胶管内外表面保持光洁；另一种结构是用纯胶管制作，在胶管外表面增加纵横交错的凸起作为加强结构。这样做的目的就是要保持胶管内部光洁，降低进气阻力。其中第二种结构生产效率高于第一种，适宜批量生产，应尽量采用。
胶管性能要求：
（1），胶管邵氏硬度:60~85，耐温-20~110℃，耐臭氧，在40℃时软管耐真空度负10 kPa.
（2），低温性能:在-40℃时将橡胶成形件挤压到等于内径一半的尺寸,停留3秒种不得有裂纹或破裂.
(3),收缩率:最大外径的10%
3)橡胶管的密封
为了不让灰尘通过连接部位进入管路（即短路），胶管与刚性硬管连接时必须用卡箍可靠连接，确保可靠密封。一般还要求在进气硬管上增加限位凸台。由于进气管路内负压并不是很大（一般小于10 kPa），最常用的紧固件是蜗杆紧固的带式卡箍或钢丝环箍,橡胶件的扦接长度应不小于40 mm,卡箍位于密封凸台后。
4,进气真空度要求
进气系统的真空度用充水的U形管来测量,对非增压发动机,不带负荷,在额定转速下于发动机的进气管口前不远处测量;对增压发动机,在全负荷\额定转速下,于压气机进口前清洁空气管上测量。
表1-1 纸芯空气滤脏污后的许用进气阻力（单位mmH2O）
发动机 | 空气真空度 | 管道阻力 | 可短期使用的许用真空度总值 |
1缸 | 200 | 50 | 250 |
2缸 | 350 | 100 | 450 |
3缸 | 500 | 100 | 600 |
4缸及以上 | 650 | 150 | 800 |
注：⑴油浴-湿式空滤器的许用进气阻力在上述数值基础上低100 mmH2O
⑵在空滤出气管上设置保养指示器（直观式和电感式，开关点600 mmH2O）
(3)表中指标主要用于柴油自吸发动机，对汽油机及增压柴油机来讲，阻力值应适当降低。
5、国内外相关行业标准
JB/T 6004-1992 内燃机油浴及油浸式空气滤清器总成技术条件
JB/T 9747-1999 内燃机空气滤清器试验方法
JB/T 9755-1999 内燃机纸质空气滤清器总成技术条件
QC/T 32-1999 汽车空气滤清器实验方法
IS05011-2000 内燃机和空气滤清器—试验方法
JISD1612-1989 汽车空气滤清器试验方法
二、进气流量的计算
内燃机在工作过程中，要求一定比例的空气以确保燃料燃烧充分。为了防止外界杂质进入发动机气缸引起磨损，要求对进入气缸的空气进行必要的清洁处理。因此决定了对空滤器除了滤清效率的要求外，还要求它在保养期的进气量（可用进气阻力表示）不影响发动机的设计指标。空滤器流量不足（即进气阻力超过要求的进气允许阻力），发动机的表现为油耗逐渐上升、排放温度升高、功率逐渐下降。
要对一种新车型发动机进气系统进行设计，首先要明确该车搭载的发动机对进气系统的要求，其次要知道整车对进气系统总成布置的要求。
1），发动机要求的空气流量；
2），进气阻力的要求；
4），进气系布置（高位或低位进气、空滤器维修保养的方便性等）
5），其他要求（如是否前翻等）
进气系统包括空滤器和管路，在以下部分主要针对这两部分的设计及验证进行介绍。
一般发动机的进气流量是发动机厂通过台架试验进行测量，然后在主机厂进行进气系统设计时提出相应要求。在发动机厂未明确要求进气流量的情况下，整车厂可通过以下的近似计算结果设计空滤器及管路。以下对非增压与增压两种发动机进气流量的计算方法分别进行介绍。
1，非增压发动机额定空气流量的计算
可以通过以下经验公式计算获得
Q=0.03Vh·n·ηv·Z
其中：
Q：额定空气流量（m3/h）
Vh: 活塞总排量（l）
n: 发动机转速（r/min）
ηv：充气系数，柴油机取0.85，汽油机取0.75，
Z：缸数系数，4缸机以上取1
2，增压（含中冷）发动机额定空气流量的计算
对于增压（含中冷）发动机，发动机的进气量也就是发动机在额定转速下增压器的进气流量，一般在发动机的性能试验报告中可以查到，单位kg/s。将其转换成我们常用的体积流量公式为：
Q=3600·Mc/γc
其中：
Q：柴油机所需空气量（m3/h）
Mc：额定状态下增压器质量流量（kg/s）
γc：空气密度（kg/m3）
如果发动机实验报告上不能提供准确的进气流量数值，也可通过以下计算方法进行估算：
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