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【技研】进气系统管路的设计

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进气系统管路的设计

前面已经对发动机进气系统和主要的零部件空气滤清器和中冷器的设计做了简单的介绍，今天介绍一下进气系统管路设计的相关内容！

一、进气管路的设计要求

● 对于自然吸气的发动机，进气管径不得小于发动机进气管管径；

● 对增压或中冷增压发动机，进气管径不得小于增压进气口管径；

● 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，保证橡胶管与硬管为过盈配合连接；

● 增压器压气机出口连接钢管建议设计成一直的管件，圆锥形扩压角为7°max，以得到最好的性能，长度取决于装配位置，或者直到联接管出口处直径相当于压气机出口面积的2倍；

● 刚性管插入橡胶管的长度确保在40 mm以上，夹紧软管的卡箍必须有足够的强度和良好的防松性能；

● 增压之前，紧固件采用平板带式卡箍，胶管材料采用普通三元乙丙胶管；

● 增压之后，胶管采用硅胶管，应能适应高温、高压的工作状态，采用平板带式卡箍紧固，卡箍位于密封凸台后，确保可靠密封；

● 进气系统各管路走向应尽量缩短长度和避免出现小于90°的急弯，避免出现 “肘关节”现象，圆弧半径应不小于管子直径。内表面保证圆滑，以减小进气阻力，整个进气系统管路，内截面尺寸应均匀，如要使用变径，则必须采用渐进式圆滑方式。

二、三元乙丙橡胶管典型要求

● 橡胶管按结构分为带增强层的橡胶管和带增强层的钢丝缠绕波纹橡胶管两类。带增强层的橡胶管的结构是由内胶层、增强压（多层纤维缠绕）和外胶层构成。带增强层的钢丝缠绕波纹橡胶管(以下简称波纹橡胶管)的结构是由螺旋形钢丝骨架，内胶层、增强层（多层纤维缠绕）和外胶层构成；

● 橡胶管的外观质量应符合HG/T 2185规定；

● 橡胶管内径尺寸、外径、壁厚、长度的尺寸及允许公差应按GB/T 3672.1的规定，符合产品图样的规定；

● 胶管的物理机械性能推荐满足下列要求：

a 邵氏硬度达到：70±5；

b 拉伸强度≥8 MPa，拉断伸长率≥300%；

c 耐臭氧性：在50±5MPa，40±2℃下，经历70±2h，在2倍放大镜下不应有裂纹；

d 热空气老化：温度120±2℃下经历70h，硬度变化±10，拉伸强度变化率-10%—20%；

e 爆破压力≥0.7 MPa，粘合强度≥1.47 kN/m；

f 在20kPa的负压下，最大断面测量值必须不小于软管公称尺寸的80%。

三、硅胶管典型要求

● 硅胶管结构是由内胶层增强层（多层纤维缠绕）和外胶层构成；

● 硅胶管的外观质量应符合HG/T 2185规定；

● 硅胶管的胶料和胶管成品性能推荐符合下表要求：

● 硅胶管性能推荐要求如下：

a 邵氏硬度达到70±5；

b 拉伸强度必须≥15MPa；
c 拉断伸长率必须≥300%；
d 最小粘合强度：3.0N/mm（宽度)；

e 热空气老化：在温度100±2℃下经历168h，硬度变化±15A，拉伸强度变

化≥10MPa，拉断伸长率必须≥158%；

f 永久压缩变形：高温：压缩25%，100±2℃下24h；低温：压缩25%，-40±2℃恢复30min，压缩永久变形≤40%；

g 内部清洁度：允许的最大杂质等级：每内部单位面积的总重为：2mg/dm2，最大主要尺寸:非金属0.65mm，灰尘及金属0.30mm，玻璃纤维长度（从焊瘤处）1.0mm；
耐臭氧要求：伸长10%，频率0.5Hz,温度40±2℃,，臭氧浓度为2cm3/m3（200pphm）时的老化－裂痕在管路表面产生的时间，由在最大持续外部辐射温度下热老化500h决定，试验完成后，试件不得出现龟裂、裂缝、折断等损伤现象；
h 压力爆破要求：爆破压力≥1MPa；分别进行压力脉冲试验、热空气老化后的样件爆破压力≥0.8MPa；
i 正压力下的径向膨胀/周长：按照整车装配状态，充入100±2℃温度，2.2bar的压力，在形状改变最大处进行测量。用卷尺检测周长。或者用卡尺测量，每90°测量2次直径，要求外部轮廓的最大改变必须＜3mm；
j 压力脉冲性能：按照实车状态进行装配，试验温度100℃，频率1Hz，气体压力分别按2.0bar，1.5bar，2.5bar（所有压力为表压），实验过程中对胶管连续注油。组装好的零件中完全充满油，然后将油抽剩到体积的25%±5%，在实验过程中监测胶管内部温度；
k 压力脉冲应用于4个阶段：182,000次低压力脉冲(1.5bar，152h)；270,000次最大压力脉冲(2.0bar，226h)；182,000低压力脉冲(1.5bar，152h)；21,600次超爆炸压力脉冲(2.5bar，18h)，试验完成后，进行爆破压力试验，要求爆破压力≥0.8MPa，试验过程中试件不得出现泄漏和开裂、破损等现象；
m 耐高低温性能：按实车状态将中冷器进气管固定；胶管在发动机roll方向上，承受300次/分，±20mm的冲击，同时环境温度规定在-40℃～100℃间循环交变；从室温开始，在1h内上升到100℃，保持3h；2h内降低到-40℃，保持1h；以初始的上升速率增加温度到初始室温。重复上述过程7次；对试件分别进行压力脉冲及爆破试验，试件不得有任何损伤和结构、功能失效，如出现失效，记录试验数值如实反馈；

n 产品需符合含铅、镉、汞、六价铬、PBB、PBDE的限值要求：

铅：1000mg/kg、镉：100mg/kg、汞：1000mg/kg、六价铬：1000mg/kg、PBB：1000mg/kg、PBDE：1000mg/kg，不得含有石棉

四、橡胶材料涉及到的国家标准

● GB T 528-2009 硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定；

● GB T 529-2008 硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定（裤形、直角形和新月形试样）；

● GB T 531.1-2008 硫化橡胶或热塑性橡胶　压入硬度试验方法　第1部分：邵氏硬度计法（邵尔硬度）；

● GB T 531.2-2009 硫化橡胶或热塑性橡胶　压入硬度试验方法　第2部分：便携式橡胶国际硬度计法；

● GB T 1690-2010 硫化橡胶或热塑性橡胶耐液体试验方法；

● GB T 3511-2008 硫化橡胶或热塑性橡胶耐候性；

● GB T 3512-2014 硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验；

● GB T 3672.1-2002 橡胶制品的公差第1部分：尺寸公差；

● GB T 3672.2-2002 橡胶制品的公差第2部分：几何公差；

● GB T 6031-1998 硫化橡胶或热塑性橡胶硬度的测定；

● GB T 6342-1996 泡沫塑料与橡胶线性尺寸的测定；

● GB T 6343-2009 泡沫塑料及橡胶表观密度的测定；

● GB T 7759.1-2015 硫化橡胶或热塑性橡胶压缩永久变形的测定第1部分：在常温及高温条件下；

● GB T 7759.2-2014 硫化橡胶或热塑性橡胶压缩永久变形的测定第2部分：在低温条件下；

● GB T 7760-2003 硫化橡胶或热塑性橡胶与硬质板材粘合强度的测定 90°剥离法；

● GB T 7762-2014 硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂静态拉伸试验；

● GB T 9871-2008 硫化橡胶或热塑性橡胶老化性能的测定拉伸应力松弛试验；

● GB T 11206-2009 橡胶老化试验表面龟裂法；

● GB T 11211-2009 硫化橡胶或热塑性橡胶与金属粘合强度的测定二板法；

● GB T 13642-2015 硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂动态拉伸试验；

● HG T 2196-2004 汽车用橡胶材料分类系统；

● HG T 2196-2004 汽车用橡胶材料分类系统第1号修改单

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来源：汽车技研

汽车裂纹爆炸材料试验

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首次发布时间：2022-10-23