摩托車二次進氣閥設計規(guī)范V

1、2011-XX-XX實施2011-XX-XX發(fā)布摩托車二次進氣閥設計規(guī)范2011Q/LX企業(yè)標準前 言 本規(guī)范是根據(jù)二次進氣閥相關(guān)標準，結(jié)合摩托車應對國開發(fā)經(jīng)驗及摩托車二次進氣閥的實際運用制定的。摩托車二次進氣閥設計規(guī)范1 范圍 本規(guī)范明確了摩托車二次進氣閥技術(shù)要求、試驗方法、規(guī)格確定原則、安裝要求、匹配評價。 本規(guī)范適用于摩托車二次進氣閥。2 規(guī)范性引用文件 下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。 GB/T 191-2008 包裝儲運圖示標志 GB/T 2828.1 計數(shù)抽樣

2、檢驗程序 第1部分：按接收質(zhì)量限（AQL）檢索的逐批檢驗抽樣計劃3 術(shù)語和定義 下列術(shù)語和定義適用于本規(guī)范。3.1 二次進氣閥一般把經(jīng)通過化油器進入氣缸并參與燃燒的空氣稱為一次進空氣；經(jīng)過缸頭或排氣管補入的空氣稱為二次進空氣?？刂贫芜M氣的裝置稱為二次進氣閥。該裝置向發(fā)動機排氣系統(tǒng)導入空氣，該裝置一般包括1個簧片閥和1個截止閥，結(jié)構(gòu)示意見圖1。二次進氣閥也可能有多個簧片閥或者沒有截止閥。3.2 二次進氣閥截止閥 限制由簧片閥導入二次空氣流量的裝置。3.2.1 常開型截止閥 常開型截止閥為通常狀態(tài)下，進氣口和出氣口為導通狀態(tài)，該截止閥僅在截止閥負壓室內(nèi)負壓達到預先設定的關(guān)斷壓力時，關(guān)斷進氣口和出

3、氣口之間的通道。3.2.2 常閉型截止閥常閉型截止閥在通常狀態(tài)下，進氣口與出氣口為關(guān)斷狀態(tài)，當截止閥負壓室內(nèi)負壓達到預先設定的開閥壓力時開啟，當截止閥負壓室內(nèi)負壓大于預先設定的開閥壓力而小于預先設定的關(guān)斷壓力時，進氣口和出氣口為導通狀態(tài)。當截止閥負壓室內(nèi)負壓達到預先設定的關(guān)斷壓力時，截止閥關(guān)斷進氣口與出氣口之間的通道。注：常閉型截止閥由于相應技術(shù)特性在我國現(xiàn)有工藝及材料條件下較難控制，故其并未大面積在摩托車上使用，本規(guī)范的技術(shù)內(nèi)容采用常開式截止閥二次空氣補給裝置。3.3 截止閥動作特性 當二次進氣閥進氣口與出氣口之間壓力差p保持恒定時，通過二次進氣閥的空氣流量隨截止閥負壓室內(nèi)負壓變化的規(guī)律稱為

4、截止閥動作特性。常開型截止閥動作特性包含幾個特征流量點，即開閥流量、閉閥流量和關(guān)斷流量，常開型截止閥動作特性曲線示例見圖2。常閉型截止閥動作特性包含的特征點為6個，其動作特性曲線示例見圖3。3.4 截止閥開閥流量 當截止閥負壓室內(nèi)負壓達到預先設定的開閥壓力 Pa 時，流過二次進氣閥的空氣量 Va 表征二次進氣閥正常流通能力。 1出氣口 2進氣口 3截止閥負壓接口 4截止閥負壓室 5截止閥節(jié)流塞 6簧片 7簧片限位板 圖1 二次進氣閥結(jié)構(gòu)示意圖圖2 常開型截止閥動作特性曲線示例圖3 常閉型截止閥動作特性曲線示例3.5 截止閥閉閥流量 當截止閥負壓室內(nèi)負壓達到預先設定的閉閥壓力 Pb 時流過二次進

5、氣閥的空氣流量 Vb 稱為截止閥閉閥流量。此時截止閥閉閥流量 Vb 應明顯低于開閥流量 Va。3.6 截止閥關(guān)斷流量 當截止閥負壓室內(nèi)負壓達到原先設定的關(guān)斷壓力Pc時流過二次進氣閥的空氣流量Vc稱為截止閥關(guān)斷流量，此時二次進氣閥應接近完全關(guān)斷。3.7 簧片閥逆流泄漏流量 當二次進氣閥出氣口承受預置的逆向氣壓時，簧片閥逆向泄漏的空氣在標準狀態(tài)下的流量。3.8 簧片閥流量 對于只有簧片閥的二次進氣閥，當簧片閥進氣口施加預置氣壓時，流過簧片閥的空氣在標準狀態(tài)下的流量。4 工作原理4.1 二次進氣閥工作原理 發(fā)動機排氣門打開時，氣缸內(nèi)的高溫高壓廢氣迅速進入排氣管中，壓力開始升高，在排氣管中產(chǎn)生一個高壓

6、脈沖，即有正壓波產(chǎn)生，這時二次進氣閥的簧片閥處于關(guān)閉狀態(tài)，避免了高溫排氣逆流燒壞二次進氣閥，此脈沖波沿排氣管道向前傳播，當正壓波在管道截面逐漸增加的排氣管道內(nèi)傳播時，氣體密度下降，因而就產(chǎn)生一個負壓波返回，從而在排氣管內(nèi)靠近二次進氣口的位置形成一個負壓，簧片閥在壓差的作用下打開，從而形成二次進氣，增加尾氣中氧含量，使高溫尾氣中的 HC 和 CO 得到再次燃燒，從而達到降低尾氣中 HC、CO 排放的目的。二次進氣閥中的截止閥在摩托車急減速時，發(fā)動機進氣管內(nèi)負壓急劇增高，從而截止閥關(guān)斷進氣通道，切斷進氣，防止因排氣管中氧含量增高導致摩托車消聲器放炮。4.2 截止閥工作原理 截止閥膜片將截止閥分隔為

7、上下兩個腔見圖4，靠近截止閥蓋的上腔是負壓腔，它與發(fā)動機的進氣管相連，負壓腔內(nèi)壓力隨發(fā)動機進氣管的壓力變化，截止閥膜片下方通過平衡孔與大氣相通，稱為大氣腔。截止閥膜片的受力分析公式如下(截止閥膜片頂桿與滑動軸承 間的摩擦力較小，忽略不計)： F1 + G = F2 + F3 （1） F1 = K X （2） F2 = P （ D2 + D d + d2 ） / 12 （3）式中：F1彈簧對截止閥膜片的壓力，N；K彈簧彈性系數(shù)，N/mm；X彈簧壓縮長度，mm；G指截止閥膜片、彈簧座、密封圈總成、彈性擋 圈等的重力之和，N。 圖4 截止閥結(jié)構(gòu)示意圖 摩托車在怠速和正常行駛過程中，F(xiàn)1+GF2，即進

8、氣管負壓不足以克服彈簧彈力和截止閥自身的重力之和，截止閥膜片不動作，膜片下夾板始終貼住本體，此時空氣可以補入排氣道中；當摩托車在行駛過程中急減速時，節(jié)氣門（柱塞）迅速關(guān)閉到怠速開度位置，由于慣性作用，發(fā)動機仍保持很高的轉(zhuǎn)速，導致進氣管負壓急劇增高（尤其是高速突然減速時）。此時F1+GF2，即負壓對截止閥膜片的吸力大于彈簧彈力和截止閥自身重力之和，截止閥膜片向上運動直至關(guān)閉，從而切斷空氣通路，新鮮空氣不能補入排氣道中。當進氣管的真空度下降到一定程度后，截止閥膜片在彈簧壓力的作用下復位，進氣通道又被打開。4.3 簧片閥工作原理 簧片閥由簧片、閥座總成、限位板組成，見圖5。 限位板 簧片 閥座總成圖

9、5 簧片閥結(jié)構(gòu) 簧片采用具有良好彈性、剛性和響應性的不銹鋼片，高溫時不變形，具有較高的平面度，從而保證簧片閥密封效果。 閥座總成采用氟橡膠材料作為密封材料，保證在 -10 +280 的溫度范圍內(nèi)可靠地工作。限位板通過限制簧片的開度限制二次空氣閥流量。應具有足夠強度，防止簧片在高頻開啟和關(guān)閉過程中限位板開度發(fā)生變化，從而影響補氣量。 由于排氣壓力是波動的，二次進氣口壓力有時為正壓，有時為負壓，并將空氣吸入排氣管中?；善y是一個單向閥，它利用排氣過程中產(chǎn)生的負壓將新鮮空氣通過簧片閥吸入排氣中，而排出的尾氣不能通過它回流到進氣系統(tǒng)中，否則發(fā)動機工作條件會惡化，給摩托車行駛性能帶來負面影響。5 技術(shù)要

10、求5.1 截止閥動作特性5.1.1 曲線特性5.1.1.1 如圖2所示，在截止閥負壓室內(nèi)氣壓高于開閥壓力 Pa 的區(qū)間內(nèi)，截止閥動作特性曲線基本保持平直。5.1.1.2 隨截止閥負壓室內(nèi)真空度加大，負壓室內(nèi)氣壓低于開閥壓力 Pb 以后，截止閥動作特性曲線應呈下降趨勢，直至達到關(guān)斷壓力 Pc 后，二次進氣閥接近完全關(guān)閉。5.1.1.3 企業(yè)標準或技術(shù)文件可對截止閥動作曲線的線形突出與 和 不同的要求。5.1.2 流量5.1.2.1 按 5.1 測定的穩(wěn)態(tài)開閥流量并非越大越好，應由企業(yè)標準或技術(shù)文件規(guī)定開閥流量 Va 的上限及下線值，且 Va 顯現(xiàn)數(shù)值推薦不小于 30L/min；5.1.2.2 閉

11、閥流量 Vb 推薦不大于 10L/min；5.1.2.3 關(guān)斷流量 Vc 推薦不大于 3L/min；5.1.2.4 有特殊要求時另行規(guī)定。5.2 截止閥負壓密封與簧片閥逆流泄漏5.2.1 截止閥負壓密封性能按 5.3 的測定，5s 內(nèi)截止閥負壓室內(nèi)氣壓 P3 回升應不大于 700Pa。5.2.2 簧片逆流泄漏流量按5.4測定，逆流泄漏流量V1應不大于3L/min。6 二次進氣閥規(guī)格確定原則6.1 確定摩托車正常行駛的負壓和急減速負壓 不同摩托車正常行駛的負壓和急減速負壓是不同的，見圖6，只有采集摩托車正常行駛負壓和急減速負壓數(shù)據(jù)后，才能為其選擇合適的截止閥動作開始點和關(guān)閉點提供理論依據(jù)。圖6

12、1#和2#摩托車在不同車速下等速行駛、急減速負壓6.2 選擇合適的截止閥動作開始點和關(guān)閉點 截止閥動作開始點負壓小，會導致正常行駛過程中，截止閥關(guān)閉，新鮮空氣不能補入排氣中，引起 CO 和 HC 轉(zhuǎn)換效率低；截止閥動作終了點負壓過大，摩托車高速時負壓不足以切斷新鮮空氣補入排氣道，會導致排氣管放炮。在通常情況下，在截止閥動作開始點負壓控制在 44 kPa 以上，截止閥動作終了點負壓控制在 51kPa 以下，見圖7。二次進氣閥空氣流量 L/min圖7 進氣壓力1.49kPa截止閥在不同負壓下二次進氣閥的流量6.3 確定最大進氣量不同的摩托車，所需二次進氣量也不一樣。二次進氣量過少，尾氣污染物凈化效

13、果差；二次進氣量過多，在高溫富氧條件下會引起NOx排放超標。因此我們在匹配過程中要選擇合適的簧片限位板開度，使二次進氣量合適。二次進氣量一般在CO和HC完全燃燒所需空氣量的100%140%為宜。6.4 確定安裝位置及二次進氣閥出氣口至排氣系統(tǒng)二次進氣口管路長度 二次進氣閥的安裝位置應與發(fā)動機等熱源無直接接觸，其內(nèi)部的橡膠零部件在高于 280 的工作環(huán)境中會出現(xiàn)失效。 二次進氣閥出氣口至排氣系統(tǒng)二次進氣口間的管路長度，會直接影響二次進氣的效果，其長度不宜過短或過長，推薦長度250mm300mm。6.5 匹配驗證 二次進氣閥的截止閥動作特性中開閥壓力Pa是否與整車匹配，以及其對摩托車排放系統(tǒng)補氣量

14、是否達到要求，可通過摩托車整車等速試驗中采集不同工況點尾氣排放進行判定。在等速試驗時各個不同車速點采集發(fā)動機缸頭補氣孔處的尾氣，用怠速排放儀測試其尾氣中CO排放值；然后，將二次進氣閥恢復成工作狀態(tài)，在消聲器彎管上，觸媒之前采集尾氣，用怠速排放儀測試其尾氣中CO排放值。對比同一等速點上的兩次排放值差異可得出二次進氣閥對于尾氣中CO的轉(zhuǎn)化效率，以此判斷其截止閥動作特性是否與整車匹配，以及其對摩托車排放系統(tǒng)補氣量是否達到要求。圖8為我司五羊125車型二次進氣閥補氣前后CO值柱狀對比圖，圖9為我司五羊125車型二次進氣閥在各等速點的CO轉(zhuǎn)化效率。圖8 二次進氣閥補氣前后CO值對比圖圖9 二次進氣閥在各

15、等速點對CO的轉(zhuǎn)化效率 實際匹配過程中，二次進氣閥的最大補氣量與整車的初始排放水平（無二次進氣閥）有很大的關(guān)系。若整車初始排放CO值較高，則二次進氣閥的最大補氣量可較大，其CO轉(zhuǎn)化效率可參照圖12。當整車初始排放CO值較低時，二次進氣閥最大補氣量應稍小，防止因補氣量過大導致尾氣中NOx超標。二次進氣閥的關(guān)閉壓力Pb及關(guān)斷壓力Pc是否匹配則主要以DR評價為準，判定依據(jù)主要為DR評價中高速急速回油時否有放炮現(xiàn)象。7 圖樣要求7.1 二次進氣閥除需繪制常規(guī)三視圖以表達其外形尺寸外，需增加一剖視圖以清晰表達其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并將進氣口，出氣口及負壓口分別標明，且圖中應能分辨出截止閥及簧片閥。其表達方式如圖1

16、3。圖13 剖面圖7.2 Q/LX G18規(guī)定催化器為關(guān)鍵件，圖紙中關(guān)重特性欄應作關(guān)鍵標記“G”同時按照Q/LX G18的規(guī)定，應對圖樣技術(shù)要求中的相應條款作出相應關(guān)重標記。7.3 二次進氣閥圖樣技術(shù)要求至少應包含以下內(nèi)容：7.3.1 外觀要求，二次進氣閥廠標及出氣口標識及其位置；7.3.2 截止閥動作特性相關(guān)試驗參數(shù)。包括進出氣口在恒定氣壓差條件下，截止閥全開時流量特性，截止閥開啟壓力Pa及相應的流量特性Va，截止閥關(guān)閥壓力Pb及相應流量特性Vb，截止閥關(guān)斷壓力Pc及相應流量特性Vc；(G)7.3.3 截止閥密封性測試相關(guān)參數(shù)及方法；(Z)7.3.4 簧片閥逆向密封性測試相關(guān)參數(shù)及方法；(Z

17、)7.3.5 截止閥負壓室密封測試相關(guān)參數(shù)及方法；(Z)7.3.6 閥體氣密性測試相關(guān)參數(shù)及方法。(Z)8 二次進氣閥試驗方法8.1 截止閥動作特性8.1.1 圖10為截止閥動作特性試驗系統(tǒng)示意圖，也可采用其他等效試驗裝置，試驗系統(tǒng)應具備控制二次進氣閥進氣口與出氣口之間壓差p，改變截止閥負壓室內(nèi)的負壓P3，以及測量流過簧片閥的空氣流量并折算為標準狀態(tài)體積流量的功能。8.1.2 按企業(yè)標準或技術(shù)文件要求設定二次進氣閥進氣口與出氣口之間壓差p，推薦p設定值在1.5kPa-3.0kPa內(nèi)選取并在測量過程中保持恒定，p與設定值的偏差應為±0.1kPa，二次進氣閥出氣口處應安裝節(jié)流元件，其內(nèi)徑

18、和長度由企業(yè)標準或技術(shù)文件確定并標注于數(shù)據(jù)表中，也可采用其他形式的節(jié)流元件。若采用其他等效試驗裝置，此節(jié)流元件的安裝位置可以移動，但不可取消。整個試驗過程中不可變動節(jié)流元件設定。8.1.3 由3kPa起逐步增強截止閥負壓室內(nèi)的真空度，P3最低值應超過企業(yè)標準或技術(shù)文件中給定的關(guān)斷壓力-5kPa-10kPa，在實驗壓力范圍內(nèi)，P3應取不少于15個測量點，其中應包含開閥壓力Pa、閉閥壓力Pb和關(guān)斷壓力Pc這三個特征壓力點，且控制偏差應為±0.3kPa。圖10 截止閥動作特性試驗系統(tǒng)8.1.4 當截止閥負壓室內(nèi)氣壓P3穩(wěn)定達到預定試驗壓力后，確認二次進氣閥進氣口與出氣口之間的壓差p穩(wěn)定于5

19、.1.2中的設定值。8.1.5 測量并記錄截止閥負壓室內(nèi)氣壓 P3 二次進氣閥進氣口與出氣口之間的壓差 p 以及標準狀態(tài)下流過簧片閥的空氣體積流量 V2 ，流量測量誤差應為 ±0.5 L/min。8.1.6 以負壓P3為橫坐標，以 V2 為縱坐標繪制特性曲線，即截止閥動作特性曲線。8.2 截止閥負壓室密封8.2.1 圖11為截止閥負壓室密封試驗系統(tǒng)示意圖。8.2.2 二次進氣閥出氣口和進氣口敞開于大氣之中。8.2.3 調(diào)整截止閥負壓室內(nèi)氣壓P3達到 -40kPa±0.3kPa，然后關(guān)斷負壓源。測試并記錄自負壓源關(guān)斷起5s內(nèi)P3壓力回升值。圖11 負壓室泄漏試驗系統(tǒng)8.3 簧

20、片閥逆流泄漏8.3.1 圖12為簧片閥逆流泄漏試驗系統(tǒng)示意圖。8.3.2 二次進氣閥進氣口和截止閥負壓接口敞開于大氣之中。8.3.3 二次進氣閥出氣口處施加4.9kPa±0.1kPa正壓，測量逆向流入出氣口的空氣流量V3，并折算成標準狀況下的流量，測量誤差±10mL/min。圖12 簧片閥逆流泄漏試驗系統(tǒng)9 檢驗規(guī)則二次進氣閥經(jīng)制造廠檢驗部門檢驗合格并出具合格證明及驗收標記才能出廠。9.1檢驗分類二次進氣閥的檢驗分為入廠檢驗和型式檢驗。9.1.1入廠檢驗9.1.1.1 入廠檢驗由驗收方質(zhì)量檢驗部門檢驗合格并出具合格證（表），方能入廠。9.1.1.2 入廠檢驗項目為外觀、尺寸等。9.1.1.3 入廠未檢驗項目，供方應保證符合產(chǎn)品