摘要］本文著重從發動機的進氣係統進行了分析，提出了一些建議和實踐過程中已經解決的措施。
關鍵詞：進氣係統、空氣濾清器、選型、安裝
發動機是工程機械的心髒，而進氣係統則是發動機的動脈，進氣係統的合理性直接影響發動機的性能、壽命，從而影響整機的性能、壽命及環保性。進氣係統的功能是為發動機提供清潔、幹燥、充足的空氣，係統中主要組件空濾器、管路及其設計安裝將直接影響發動機功能的發揮、工作的穩定性、可靠性，甚至大大縮短其壽命。下麵結合實踐對工程機械發動機進氣係統的合理設計進行一些探討：
１．空氣濾清器
空氣濾請器的作用是阻止灰塵進入發動機燃燒室，防止氣缸套、活塞、活塞環、氣門和氣門導杆的磨損，所以空氣濾清器的選型是至關重要的。
１．１空氣濾清器的型式
工程機械的空氣濾請器隻有選用兩級幹式空氣濾清器，在第一級中濾清器將大的灰塵離心分離掉，並被收集到一個灰塵容納器或者以間隙、連續兩種方式從係統中排掉，在第二級中空氣濾清器有一個處理過的紙質濾芯，過濾掉其餘的灰塵。不建議濕式空氣濾清器和油浴式空氣濾清器。
重型幹式空氣濾清器可以設計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動機的功率和合理保養時間的最低要求，工程機械宜選用重型幹式空氣濾清器，一般型或中型的空氣濾清器不能滿足工程機械的作業要求。重型空氣濾清器所需的最低能力可以簡單地規定為該空濾器超出進氣阻力值之前從每立方米發動機進氣量中排除０．８８千克Ａ－Ｃ級灰塵的能力。重型幹式空氣濾清器必須具有的最低效率應為９９．９％。
１．３預濾清器的選用
重型空氣濾清器的初級大多是通過離心較重的灰塵顆粒使其從進氣中分離到離心區的外圍，而從離心區的中部吸入清潔的空氣。預濾清器的效率是除塵能力的一個主要決定因素。一個效率為９０％的預濾清器，允許１０％的灰塵進入空氣濾清器的紙質濾芯區域，而一個效率為６０％的預濾清器將允許４０％的灰塵進入空氣濾清器的紙質濾芯區域。顯然，選用性能優越的預濾清器，對紙質濾清器的保養時間會大大延長。
１．４旋濾器的選用
工程機械的工作環境非常惡劣，尤其象振動壓路機經常在沙漠、幹旱以及荒無人煙的地方施工，這樣的環境下重型空氣濾清器不能長時間完全為發動機提供充足、清潔的空氣，而且空氣濾清器的壽命也會大大打折扣，因此，建議在空氣濾清器的前麵增加一級過濾裝置一一旋濾器，旋濾器可以把大部分的灰塵經過粗濾，這樣再經過重型空氣濾清器，這樣能夠保證進入發動機空氣充足、清潔的，而且可以延長重型空濾器的壽命，延長空濾器的保養時間。
２．如何計算進氣係統的阻力
由於工程機械施工的特殊性，大部分增壓渦輪發動機，它的進氣阻力的極限值較大。這樣給設計工程師帶來了一定設計結構空間，但不管怎樣，設計進氣係統時應在結構允許的條件下盡量減少進氣阻力。
進氣係統的阻力取決於許多變量，這些變量包括管路的形狀、導管的平滑度、柔性接頭的類型、管子的尺寸、進氣帽的結構、彎管的類型等，精確確定係統阻力的唯一方法是通過測試，隻要裝配好整個係統，就應檢查進氣係統的阻力。
例：發動機為渦輪增壓，其進氣阻力極限值為：２５英寸水柱（６３５ｍｍ），空氣濾清器的流量為９００Ｌ／ｍ，整個進氣係統為從進氣帽（直徑１２７ｍｍ）經過０．６ｍ長的管路（直徑１２７ｍｍ）到空濾器的進口，從空濾器出口用９０°彎管（直徑１０２ｍｍ）連到ｌｍ的管子（直徑１０２ｍｍ），經過９０°的橡膠彎管（變徑到７６ｍｍ）到發動機的進口。
進氣帽的進氣阻力：１４２ｍｍ水柱
０．６ｍ長的管路的阻力：２．９４ｍｍ水柱
空氣濾清器阻力（濾芯幹淨時）：１５０．３ｍｍ水柱
９０°彎管（直徑１０２ｍｍ）的阻力：８．０５ｍｍ水柱
ｌｍ長的管路阻力：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，該總阻力滿足設計要求。
３．空氣濾清器的安裝
空氣濾清器的安裝應使空氣濾清器上的任何密封表麵變形，支架應堅固並且十分牢靠地固定在發動機上或車架上，能夠確保空氣濾清器在拆卸紙濾芯時沒有困難，不必拆卸其它零件。空氣濾清器對振動可能敏感，如果濾清器預發動機時分開裝的就不存在這個問題，如果是直接安裝在發動機上，就可能要考慮濾芯和支架的抗振性、耐久性。
３．１進氣管道
進氣管道使用的部件要經過充分的計算和考慮，首先管道在承受最大的阻力條件下不得被吸癟，對於存在不同零件之間的管道應提供能夠相對運動的能力；在管道的每一處聯接處，在任何時候都要保持永久密封，以防止潮濕和灰塵進入，尤其在濾清器與發動機的進口處之間的管道不得有任何泄漏和細微的小孔，否則會使大量的灰塵進入發動機，而導致發動機故障。
現在設計人員已經習慣地應用鋼、鋁、玻璃纖維增強的塑膠管，但仍需注意以下幾點：柔性橡膠接頭多采用帶凸起加強筋的軟管、變徑管、橡膠彎管；對焊的鋼管焊縫要均勻，盡可能地使用圓弧過渡；
３．２進氣管路的布置
良好的設計能夠使進氣管道布置的流動阻力極小，並使管道係統中的溫升保持最小。進氣管的直徑應與發動機上進氣口相近似。在發動機和濾清器的進氣管之間的相對運動要求管道部件有一定的柔性，並設計管道的輔助支撐，若不使用或使用不當的支撐，會使管道迅速地出現疲勞損壞現象。當然，柔性要設計在橡膠部件中，不應設計在剛性管道中。
渦輪增壓器進口上的彎距應該限製在發動機要求的範圍之內，如：康明斯發動機渦輪增壓器進口上的彎距限製在６．７８Ｎ·ｍ以內，以免造成增壓器殼體變形，因此在增壓器殼體和第一個管道支撐之間必須提供柔性連接，而且長度應控製在一定的範圍內。
安裝布置進氣管路一定使用３６０°全部密封作用的軟管卡箍，“Ｔ”型螺栓或薩ＳＡＥ標準的Ｆ型卡箍是首選。如果使用蝸杆型ＳＡＥ標準Ｆ卡箍，那麽每個連接處需要兩個卡箍（擰緊角度互為１８０°）以確保連接處的完全密封。
管路布置盡可能遠離高溫區，不可使橡膠軟管、接頭、彎頭長期暴露在１２５℃的高溫中，應小心避免將裝配到高溫附近，如果必須靠近高溫的結構要考慮隔熱措施。
管路的布置盡可能使進氣通暢不要形成回旋空氣，回旋的空氣減小了有效管徑，也會導致壓力比預計的高；剛性鋼管在柔性管連接處設計一個比鋼管直徑大１ｍｍ的凸台，避免柔性膠管與鋼管在受到外力或振動時互相脫離。
進氣口的位置要遠離排氣口，特別要避免大量水進入進氣口。進氣口吸入灰塵和水霧對空氣濾清器非常有害；進氣口盡可能地設計在低溫位置，如果處於高溫位置將使進氣的空氣密度顯著減小，其結果是每增加１０°Ｆ，發動機功率下降１％。
３．３阻力指示器
工程機械的環境異常惡劣，往往在不經意的過程中造成空氣濾清器的堵塞，因而在增壓器進氣入口處增加真空感應器，直接顯示空氣濾清器的狀態，是正常還是需要維護，或者直接安裝帶有刻度的指示器，可以漸進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和維護。
阻力指示器的目的：不是指示第一級集塵器的維護周期，而是在整個進氣係統的阻力顯示。阻力指示器不管任何形式，都必須易於觀察，安裝的最佳位置點在發動機或增壓器進氣口上遊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氣係統的管路上，其接頭必須濾芯，當阻力指示器或傳感器破裂、或者脫落時可以避免灰塵的進入，如果這種情況確實發生了，該濾芯很快就會被堵塞，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：進氣係統從空氣濾清器的選型、進氣阻力的設計、進氣管道的布置和安裝等各個環節需要很細節的設計。進氣係統設計的好壞直接影響到發動機的功率和壽命，甚至影響整機性能。不論任何時候，進氣係統應該為發動機提供清潔、充足的空氣，針對不同的布置結構、使用環境、不同的工況都應遵循以下四個原則：
Ｉ、進氣係統必須安裝一個很有效的空濾設備，來排除進氣中的雜質和灰塵：
ＩＩ、進氣係統的阻力不得超過發動機參數表上的範圍
ＩＩＩ、進氣係統需選擇合理的進氣位置和管路布置
Ⅳ、非常方便的進氣係統的維護和保養，不能因為進氣係統的保養而影響其管路的密封性。