劉艷芬 李帥 方松源

摘 要：文章介紹了重型商用汽車幾種進氣系統(tǒng)的布置。長途運輸牽引車采用直流空濾器，放在駕駛室下方，輪胎上方;工程自卸車由于特殊的運行工況，通常采用防水型進氣扁管、單體油浴式空濾器和中置普通空濾器;中型載貨車采用前置豎直空濾器，位于上車踏板內(nèi)側(cè)。由此可見，差異化的國六車型由于其自身特點需匹配差異化的進氣系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：國六排放;進氣系統(tǒng);差異化

中圖分類號：U462.1 ?文獻標識碼：B ?文章編號：1671-7988（2020）05-107-03

Abstract： This paper introduces the arrangement of several air intake systems for heavy commercial vehicles. The long- distance tractor adopts PowerCore air cleaner， which is placed under the cab and above the tire. Due to the special working conditions of dumps， high-waterproof air inlet， single oil bath pre-filter and central air filer are usually used. The medium truck uses the air filter placed the front of the vehicle with the upturned entrance， which is located inside the boarding pedal. It follows that differentiated national 6 emission vehicles need to be matched with differentiated air intake systems.

Keywords： Nation 6 emissions; Intake system; Differentiation

前言

隨著國家保衛(wèi)藍天行動計劃的實施，重型商用車的國六排放實施已經(jīng)到來，各大主機廠家面對排放路線的升級，都在積極規(guī)劃底盤布置。為了應(yīng)對后處理器體積大，右側(cè)布置的特點，發(fā)動機進氣系統(tǒng)需顛覆性全新設(shè)計。

按照重型卡車不同用途，進氣系統(tǒng)核心部件——空濾器，通常分為普通圓筒空濾器、異形直流空濾器、油浴式空濾器和沙漠空濾器這幾種。由于有限的底盤空間和大馬力的需求，要求空氣濾清器必須具備體積小、流量大的特點。

長途運輸牽引車采用異形直流空濾器，放在駕駛室下方，輪胎上方;工程自卸車由于特殊的運行工況，國內(nèi)通常采用雙級空氣過濾器，即：單體預(yù)過濾器和普通圓筒空濾器，單體預(yù)過濾器位于車架側(cè)面，普通圓筒空濾器置于駕駛室正后下方，此種布置通常稱為“中置空濾器”，位于預(yù)過濾器的下游，駕駛室必須體現(xiàn)高通道;中型載貨車采用豎直的普通空濾器，位于上車踏板內(nèi)側(cè)。由此可見，差異化的國六車型由于其自身特點需匹配差異化的進氣系統(tǒng)。

本文針對各種國六排放下的進氣系統(tǒng)分別進行介紹說明。其中進氣道和空濾器匹配的綜合性能優(yōu)劣直接關(guān)乎到國六車型能否順利完成開發(fā)。

1 匹配直流空濾器的進氣系統(tǒng)

用于快遞運輸、?；愤\輸、日用工業(yè)品運輸?shù)刃袠I(yè)的牽引車，多在高速、國道上運行，空氣灰塵濃度小，進氣系統(tǒng)必須滿足國六底盤布置，采用單級空氣濾清器既能降低整車重量，又能滿足客戶保養(yǎng)成本的認可度。由于牽引車發(fā)動機馬力大，進氣量大，在同樣的體積流量要求下，直流空濾器占用體積僅為普通空濾器的一半，基于目前底盤空間緊湊不足的情況下，必須采用直流空濾器。接下來對進氣系統(tǒng)整體構(gòu)造介紹如下：

1.1 進氣道

采用集成直通旋流管式預(yù)濾器的進氣扁管，高位布置，位于駕駛室側(cè)后方，相對空氣灰塵濃度最低，能有效避開輪胎等的揚灰區(qū)、發(fā)動機艙的高溫區(qū)以及車輛行進過程中的負壓區(qū)。如圖1所示。

1.2 直流空濾器及接管

如圖1所示，空濾器外形呈不規(guī)則形狀，與駕駛室地板邊界形狀契合，最大程度利用空間。進出氣口軸線平行，進氣口端通過塑料進氣接管與進氣道關(guān)聯(lián)，出氣口端預(yù)留進氣阻力報警開關(guān)接頭。

空濾器內(nèi)置主濾芯和安全濾芯。更換濾芯時，打開側(cè)方四個金屬卡扣，沿對面旋轉(zhuǎn)軸翻開上端蓋，此設(shè)計類似“翻蓋手機”，無需拆除服務(wù)端蓋即可更換濾芯，結(jié)構(gòu)新穎，操作方便。翻開端蓋后，向上翻轉(zhuǎn)濾芯手柄并抽出主濾芯，進而拔出安全濾芯即可完成拆卸濾芯組件。

1.3 塑料進氣接管

塑料進氣接管進出氣口軸線角度呈銳角，這種結(jié)構(gòu)利于在一定流速的氣流沖擊作用下，大灰塵和混入的少量雨水通過最低位的自動排塵閥排出，然后臟空氣流向空濾器。與空濾器配合處有橡膠密封圈，有效防止灰塵等雜質(zhì)從此連接處進入進氣系統(tǒng)。它是通過過渡支架固定在底盤車架上，結(jié)構(gòu)牢靠。

2 匹配分體式雙級濾清器的進氣系統(tǒng)

用在運行環(huán)境灰塵濃度較大，路況較差的工程車輛，尤其是城市用城建渣土車。如果僅僅使用單級空濾器，由于灰塵較大，濾芯極易達到阻力極限而需保養(yǎng)或更換，增加用戶運行成本，因此針對此類車型就要求進氣系統(tǒng)普通空濾器上游采用有效的粗濾器，粗濾器通常有粘性吸附的濕式油浴空濾器和離心分離的沙漠空濾器兩種。結(jié)合國六底盤布置特點，留給進氣系統(tǒng)布置零部件的空間愈發(fā)縮小，必須打破整體式雙級濾清器的常規(guī)思維，尋求粗濾器和精濾器分體布置的結(jié)構(gòu)，即：粗濾器（油浴或沙濾）和精濾器（普通紙質(zhì)濾芯濾清器）空間位置錯開，成為兩個獨立的零部件，之間可用適當?shù)慕庸苓B接。見圖2所示。

2.1 防水型進氣道

采用高效防水型的高位進氣道，裝于駕駛室后圍和頂部。進風(fēng)口位置在頂部，與駕駛室頂蓋相對縫隙處。入口有防水格柵，外側(cè)圍用塑料隔板遮擋，防止工地車輛不熄火洗車時噴水設(shè)備將水分侵入進氣道。

整個進氣道高度方向尺寸較大，遠遠大于其他兩個方向的尺寸，由于比例較大，也通俗稱為“進氣扁管”。它分為上下兩段，焊接或者用鉚釘連接。下段下部內(nèi)部設(shè)雙層擋水槽、儲水結(jié)構(gòu)和排塵口。是國內(nèi)外首家為應(yīng)對自卸車通過工地清洗臺設(shè)計的高效主動防水結(jié)構(gòu)。

2.2 單體式粗濾器

如果粗濾器為油浴式空濾器。粗濾器內(nèi)置油池，介質(zhì)為與發(fā)動機同牌號的廢機油，氣流進入后先沖擊油面，灰塵在機油粘性吸附的作用下被過濾，留在油池，然后混合有油霧的氣流繼續(xù)向上，經(jīng)過幾層金屬絲網(wǎng)的攔截，油霧凝結(jié)掉落，氣流繼而進入精濾器。此結(jié)構(gòu)過濾效率較高，深受客戶青睞。

如果粗濾器為沙漠空濾器。粗濾器殼體內(nèi)置一定數(shù)量排列整齊的軸向旋流管式預(yù)濾器，內(nèi)部被隔板分成三個獨立的空間。氣流首先達到中間隔腔，經(jīng)過旋流管葉片結(jié)構(gòu)，顆粒狀的灰塵在葉片的離心作用下，沿管壁下落到下方隔腔，較為干凈氣流逆向從旋流管中間細管道上升至上方隔腔，流入下游，即粗濾器出口端。此結(jié)構(gòu)自動排塵，無保養(yǎng)成本支出。但因為氣流逆向流動，壓降較大。

粗濾器殼體注塑成型，產(chǎn)品一致性好，密封性佳。氣流側(cè)進端出。為了出口端能和精濾器進口銜接順暢，并避開上裝空間，粗濾器出氣口端面弧線過渡，平滑，氣流順暢，外觀好。

粗濾器底部有金屬護板，防止輪胎飛濺路面石子等硬質(zhì)雜物的沖擊損壞。

2.3 進氣接管

進氣接管的主要作用是連接進氣道和粗濾器、粗濾器和精濾器。如果是油浴式粗濾器，還能濾掉從油浴式粗濾器中帶來的機油。

它的形狀對整車美觀、上裝空間和進氣壓降有較大影響，合理的設(shè)計有助于整車美觀性、上裝適應(yīng)性和發(fā)動機性能的發(fā)揮。

由于其跨距大，為了吸收相對振動，需設(shè)計必要的柔性單元和固定支架。

3 匹配前置空濾器的進氣系統(tǒng)

針對小馬力中短途運輸?shù)妮d貨車，由于其上裝的特殊要求，底盤附件不允許超出車架上翼面，駕駛室周邊件不能向后突出駕駛室后圍。國六排放的后處理器要求反應(yīng)溫度高，盡可能靠近發(fā)動機，縮短管路長度。由于發(fā)動機增壓器大多布置在車輛右側(cè)，后處理器同樣需要布置在車架右側(cè)。這樣就占據(jù)原來空濾器的位置。而此車型由于路途較短，匹配的中長駕駛室，其輪胎上方布置空間不足。因此，將空濾器布置在車架右側(cè)上車踏板處是最好的選擇。此結(jié)構(gòu)優(yōu)點為布置緊湊，節(jié)省空間。如圖3所示。

3.1 前置進氣道

由于空間狹窄，采用簡易進氣道，主要起防水和過濾部分灰塵的作用，保護下游空氣濾清器免遭一級污染。進氣道采取下部進氣，進氣口設(shè)傾角較大的防水格柵，右側(cè)方開設(shè)

豁口以增大進氣量。本體吹塑成型，在狹窄空間內(nèi)有效避開周邊件，直接與空濾器進氣口相連，中間有密封件。通過支架安裝在車架上。保證與空濾器無相對運動。

3.2 切向進氣的空濾器

空濾器采用切向進氣方式，粗濾效率高達80%。進氣口直接與進氣道相連?？諡V器豎置傾斜放置更利用空間的利用，通過過渡支架固定在車架上。且更有利于灰塵的排出。出氣口端面預(yù)留進氣阻力報警指示開關(guān)，提醒用戶更換濾芯。

空濾器與過渡支架之間有玻璃鋼材質(zhì)的擋泥板，防止右前輪甩出的泥水、雜物等損壞空濾器，導(dǎo)致進氣系統(tǒng)失效。

3.3 空濾器出氣管

空濾器出氣口朝向上方，通過EPDM成型膠管和塑料管與發(fā)動機增壓器口相連。結(jié)構(gòu)緊湊，進氣阻力小，發(fā)動機油耗低。

4 結(jié)論

綜上所述，重型卡車執(zhí)行國六排放法規(guī)時，整車廠底盤布置變化較大，尤其是發(fā)動機進氣系統(tǒng)的布置形式根據(jù)車型的不同需匹配不同的進氣道及空濾器。本文針對牽引車、自卸車和載貨車三種典型車型匹配的進氣系統(tǒng)給出詳細的介紹。差異化的進氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完全不同，但都是為了適應(yīng)整車的工況和底盤布置空間而做出的改變。

由此可見，隨著后處理器的不斷升級，留給發(fā)動機進氣系統(tǒng)的布置空間愈發(fā)縮小。體積小、流量大成了進氣系統(tǒng)發(fā)展趨勢，由此直流式空濾器優(yōu)勢顯現(xiàn)，成為各大廠家優(yōu)先應(yīng)用的技術(shù)之一;另外打破圓筒狀采用異形塑料空濾器也是各大廠家爭先采用的技術(shù);駕駛室下的中置空濾器有著其無法取代的傳統(tǒng)優(yōu)勢，越發(fā)受到青睞并已廣泛應(yīng)用。