汽车排气系统频率有限元分析及优化设计
排气系统消声器设计技术规范标准
排气消声系统设计技术规范 目录 一、主题与适用范围 1、主题 2 、适用范围 二、排气消声系统的总称说明及功用 三、设计应用 1 、设计规则和输入 2 、设计参数的设定 2.1 尺寸及重量 2.2 排气背压 2.3 功率损失比
2.4 净化效率 2.5 加速行驶车外噪声 2.6 插入损失及传递函数 2.6.1 插入损失 2.6.2 传递函数 2.7 尾管噪声 2.8 定置噪声 2.9 振动 3 、系统及零部件的设计
3.1 系统布置 3.1.1 布置原则 3.1.2 间隙要求 3.1.3 吊钩位置的选取 3.1.4 氧传感器孔的布置 3.2 消声器的容积确定 3.3 排气管径的选取 3.4 消声器 3.4.1 消声器的截面形状 3.4.2 消声器内部结构 3.5 补偿器 3.5.1 波纹管 3.5.2 球形连接 3.6 橡胶吊环 3.7 隔热部件 3.8 材料选择 3.8.1 排气管、消声器内组件 3.8.2 消声器外壳体四、参考文献列表
一、主题与适用范围 1、主题: 本指南规定了与汽车发动机相匹配的排气消声系统的系统匹配，零部件设计。 2、适用范围: 本指南适用于装汽油M1 、N1 类车的排气消声系统设计。 二、排气消声系统的总成说明及功用 排气系统包括排气歧管、排气管、排气净化装置、排气消声装置、隔热部件、弹性吊块等。一般地，排气系统具有以下一些功用： (1) 引导发动机排气，使各缸废气顺畅的排出； (2) 由于排气门的开闭与活塞往复运动的影响，排气气流呈脉动形式，排气门打开时存在一定的压力，具有一定的能量，气体排出时会产生强烈的排气噪声，气体和声波在管道中摩擦也会产生噪声,因此在排气系统装有排气消声器来降低
汽车排气系统研究分析及发展趋势预测
2016-2020年中国汽车排气系统行业现状分析与发展前景研究报告 报告编号：1881129
行业市场研究属于企业战略研究范畴，作为当前应用最为广泛的咨询服务，其研究成果以报告形式呈现，通常包含以下内容： 一份专业的行业研究报告，注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况，旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。 一份有价值的行业研究报告，可以完成对行业系统、完整的调研分析工作，使决策者在阅读完行业研究报告后，能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势，确保了决策方向的正确性和科学性。 中国产业调研网https://www.360docs.net/doc/6310543551.html, 基于多年来对客户需求的深入了解，全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景，注重信息的时效性，从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。投资机会分析 市场规模分析 市场供需状况 产业竞争格局 行业发展现状 发展前景趋势 行业宏观背景 重点企业分析 行业政策法规 行业研究报告
一、基本信息 报告名称：2016-2020年中国汽车排气系统行业现状分析与发展前景研究报告 报告编号：1881129←咨询时，请说明此编号。 优惠价：￥7200 元可开具增值税专用发票 Email： 网上阅读：_JiaoTongYunShu/29/QiChePaiQiXiTongFaZhanXianZhuangFenXiQianJingY uCe.html 温馨提示：如需英文、日文等其他语言版本，请与我们联系。 二、内容介绍 2016-2020年中国汽车排气系统行业现状分析与发展前景研究报告是对汽车排气系统行业进行全面的阐述和论证，对研究过程中所获取的资料进行全面系统的整理和分析，通过图表、统计结果及文献资料，或以纵向的发展过程，或横向类别分析提出论点、分析论据，进行论证。2016-2020年中国汽车排气系统行业现状分析与发展前景研究报告如实地反映了汽车排气系统行业客观情况，一切叙述、说明、推断、引用恰如其分，文字、用词表达准确，概念表述科学化。 2016-2020年中国汽车排气系统行业现状分析与发展前景研究报告揭示了汽车排气系统市场潜在需求与机会，为战略投资者选择恰当的投资时机和公司领导层做战略规划提供准确的市场情报信息及科学的决策依据，同时对银行信贷部门也具有极大的参考价值。 正文目录 第一章全球及中国汽车市场与产业 1.1 全球汽车市场 1.2 全球汽车产业 第二章中国汽车市场与产业 2.1 中国汽车市场概览 2.2 中国汽车市场近况
车辆排气系统设计规范
车辆排气系统设计规范
车辆排气系统设计规范 1、目的 随着环保法规对车辆排放的要求越来越高，排气系统在车辆的系统组成和系统设计中，越来越占有重要的地位。为使排气系统满足各阶段国家及地方法规的要求，提高对排气系统的设计和制造质量水平，需对车辆的排气系统的设计提出较规范的要求，以便在设计和制造过程中，参照执行。 2、设计规范 2.1 排气系统及消声器的设计输入 2.1.1 车辆产品的排气系统的配置和走向，依所配车辆的总体结构布置的需要来设计。而消声器的性能开发则需要依所配发动机及其对排气系统的具体要求。在初步设计选型时，应将发动机的有关性能参数及其上的关键件的基准要素等（如曲轴箱后端面与曲轴主轴线的交点坐标、动力线偏移量及倾角等），作为设计条件输入设计，作为消声器选型及性能开发的依据之一。并根据国家、地方及企业有关法规和标准的要求，对系统和消声器的性能设计目标提出要求，见附录1。 2.1.2 排气系统及其消声器在进行初步选型设计时，必须对系统进行结构方案分析和匹配计算分析，并提供选型设计分析报告，见附录2。 2.2 设计原则 2.2.1 排气系统及其消声器的设计，应使排气阻力尽可能的小，以使其对发动机的功率损失尽可能小。 2.2.2 排气系统及其消声器要有较好的音质和较低的音强，即应有较大的插入损失。 2.2.3 排气系统及其消声器要有较好的外观和内在质量及较长的使用寿命。 2.3 排气系统的设计要求和布置 2.3.1 排气管内径的确定在结构布置允许的情况下，排气管内径应尽可能大些，以降低管道内得气流速度，减少气流阻力产生的功率损失和再生噪声。一般应≥发动机排气歧管出口内径。或根据发动机排量等参数，按公式(1) 计算初步确定排气管内径。 D=2 √Q/(πV) (1) 式中：Q—发动机排量；V—气流速度，一般取50~60 m/s 。 2.3.2 排气管的布置和转弯，应使排气尽可能顺畅。管的中心转弯半径一般应≥（1.5~2）D，其折弯成型角应大于90o，以大于120o为宜。整个系统的管道转弯数应尽可能少，一 １
汽车排气系统CADCAE集成开发方法
汽车排气系统CAD/CAE集成开发方法 华中科技大学张杰金国栋钟绍华傅强 摘要：本文探讨了一种新颖的汽车排气系统CAD/CAE 集成开发的思路和方法，此法将传统的经验设计理论与先进的专业软件应用结合起来。首先明确系统的需求和目标，然后建立起排气系统集成开发的环境，运用软件工程的思想进行整体规划和程序开发的模块化，这种设计方法在很大程度上提高了设计精度和功效。文中以消声器为例给出了其设计方法和在软件上实现的流程图。 关键词：排气系统集成开发催化转换器消声器 1 排气系统开发现状分析 日益严格的排放法规和人类环境意识的增强对汽车节能净化提出了高标准的要求，而排气系统作为现代内燃机动力汽车的一个重要总成，其性能直接决定了发动机排气损失以及污染物和气动噪声的排放量，因此如何对排气系统进行有效的设计分析，如何使其与发动机合理匹配等，就成为现代汽车节能与净化的关键技术之一。 在我国长期以来，汽车排气系统的开发仍然停留在各部件单一设计，依赖简单理论估算、经验设计和大量试验的基础上[1]，这样不仅费时费力，给排气系统结构和性能的进一步优化带来困难；而且，单独对消声器或催化器局部分散设计不能完全反映排气系统的整体耦合特征，难以设计出令人满意的产品。随着计算机软硬件技术以及计算流体力学(CFD)等仿真分析软件的飞速发展，一些商用软件逐渐完善，成为研究设计人员的有效工具。例如通过对催化器和消声器进行数值模拟研究其阻力特性等[2]，这一方面为结构优化提供充分的理论指导，另一方面也大大降低了实际试验的工作量，缩短设计周期，并且可以探索多种可能设计。 然而单一的商用软件往往不能满足复杂系统的整体开发，而需要选择相关软件进行二次开发和科学集成。目前针对整个排气系统进行集成开发研究的还未见报道。为满足排气系统模块供应商产品开发的需要，我们选择了一些有专业特点的设计与分析软件，以数据库管理系统为纽带，以VC++为开发语言，对这些软件进行了集成和二次开发，初步完成了汽车排气系统CAD/CAE 软件，使其能在一个用户界面下完成整个排气系统的设计（CAD）与分析（CAE）功能，使传统的经验设计向精确的理论设计过渡，很大程度上提高了设计精度和功效。 2 排气系统CAD/CAE 系统的任务和功能 2.1 任务要求
发动机排气系统设计规范
发动机排气系统设计规范 1 范围 本规范规定了柴油车发动机排气系统的设计。 本标准适用于所有新开发的带发动机的车型。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 13094-2017 《客车结构安全要求》 GB 7258-2017 《机动车运行安全技术条件》 JB／T 1094 《营运客车安全技术条件》 3 定义 本文件所指排气系统，其定义为搭载传统汽、柴油或者天然气发动机的发动机排气系统，包括混合动力车型的发动机排气系统。 发动机排气系统由排气管路、催化消声器、后处理系统（包含尿素泵、填蓝罐、填蓝加热电磁阀、氮氧化物传感器等部件)、消声器悬置系统等组成。随着环保法规对车辆排放的要求越来越高，排气系统在车辆的系统组成和系统设计中，越来越占有重要的地位。为使排气系统满足各阶段国家及地方法规的要求，提高对排气系统的设计和制造质量水平，需对车辆的排气系统的设计提出较规范的要求，以便在设计和制造过程中，参照执行。 3.1 催化消声器 用于汽车尾气处理，是集气体净化、气体减噪等多功能于一体的设备。一般情况下，设备前部设置曲面造型多孔盘片将会有利于降低气动噪音；而尾气净化（即NOx脱除），则依赖于尿素溶液喷雾蒸发和后部催化剂层的共同作用下的SCR反应工艺。 3.2 插入损失 对于消音器来说，插入损失是指空间某固定点所测得的安装消声器前后的声压级或者声功率级之差。 3.3 排气背压 指发动机排气的阻力压力。一般在增压器废气口至消声器入口的管段处测得。 4 要求
排气系统设计开发指南
汽车有限公司 . 01 页次：1/7 版次：
1. 主题与适用范围 1.1 主题 本指南制订了与汽车发动机相匹配的消声排气系统的开发流程及设计指南； 1.2 适用范围 本指南适用于汽车消声排气系统的设计开发 2. 参考标准和相关文件 QC/T 631—1999 汽车排气消声器技术条件 QC/T 630—1999 汽车排气消声器性能试验方法 QC/T 58—1993 汽车加速行驶车外噪声测量方法 QC/T 10125—1997人造气氛腐蚀试验盐雾试验 3.定义 3.1 排气消声器 排气消声器是具有吸声衬里或特殊形式的气流管道，可有效的降低气流噪声的装置。 3.2 插入损失 消声器的插入损失为装消声器前后，通过排气口辐射的声功率级之差。 3.3 排气背压 按QC/T524设置排气背压测量点，当分别带消声器和带空管时，测点处的相对压力值之差。 3.4 功率损失比 消声器的功率损失比是指发动机在标定的工况下，使用消声器前后的功率差值和没有使用消声器时功率的百分比。 4.开发流程及设计指南 4.1 接受产品开发任务并做好开发前的准备工作 开发之初，需要了解如下信息，作为设计输入： 1、发动机的排量、额定功率、额定扭矩等相关参数； 2、整车底盘走向，空间布局； 3、发动机对排气背压、功率损失比的要求； 4、噪声标准的制定； （1）、插入损失大于35dB； （2）、整车车外加速噪声小于74 dB；
4.2 方案设计 1、消声器的容量设计计算 消声器的容量关系到发动机的功率和扭矩，因此容量的设计将决定整车的动力性。一般地，消声器的容量有如下的计算公式： Ｖm＝k×P Ｖm＝消声器的容量（L） K＝0.14 P＝输出功率(Ps) 2、消声器的位置确定
排气系统设计开发指南
1.1 主题 本指南制订了与汽车发动机相匹配的消声排气系统的开发流程及设计指南； 1.2 适用范围 本指南适用于汽车消声排气系统的设计开发
2. 参考标准和相关文件 QC/T 631—1999 汽车排气消声器技术条件 QC/T 630—1999 汽车排气消声器性能试验方法 QC/T 58—1993 汽车加速行驶车外噪声测量方法 QC/T 10125—1997 人造气氛腐蚀试验盐雾试验 3.定义 3.1 排气消声器 排气消声器是具有吸声衬里或特殊形式的气流管道，可有效的降低气流噪声的装置。 3.2 插入损失 消声器的插入损失为装消声器前后，通过排气口辐射的声功率级之差。 3.3 排气背压 按QC/T524设置排气背压测量点，当分别带消声器和带空管时，测点处的相对压力值之差。 3.4 功率损失比 消声器的功率损失比是指发动机在标定的工况下，使用消声器前后的功率差值和没有使用消声器时功率的百分比。 4.开发流程及设计指南 4.1 接受产品开发任务并做好开发前的准备工作 开发之初，需要了解如下信息，作为设计输入： 1、发动机的排量、额定功率、额定扭矩等相关参数； 2、整车底盘走向，空间布局； 3、发动机对排气背压、功率损失比的要求； 4、噪声标准的制定； （1）、插入损失大于35dB； （2）、整车车外加速噪声小于74 dB； 4.2 方案设计 1、消声器的容量设计计算 消声器的容量关系到发动机的功率和扭矩，因此容量的设计将决定整车的动力性。一般地，消声器的容量有如下的计算公式： Ｖm＝k×P Ｖm＝消声器的容量（L） K＝0.14 P＝输出功率(Ps) 2、消声器的位置确定
汽车排气系统用不锈钢焊管
汽车排气系统用不锈钢焊管 一、不锈钢焊管在汽车工业中的应用 汽车用焊接钢管是精密焊管中最主要的品种之一。汽车用焊接钢管主要品种有汽车传动轴用管、汽车消音器用管、汽车冷凝器用管、汽车排气用管以及汽车操纵轴用管、汽车推力管、汽车减震器储油管等。汽车半轴套管用无缝钢管（GB3088-82）是制造汽车半轴套管及驱动桥桥壳轴管所用的优质碳素结构钢和合金结构钢热轧无缝钢管。 不锈钢焊管在汽车工业中应用最多的是排气系统，占汽车不锈钢总用量的1/2 以上，80%为铁素体不锈钢。汽车发动机产生的废气通过废气进气管、前管、软管、转换器、中心管最后从消声器中流出。一般选用409L、439M、436L的材质来生产排气管，其特点是抗高温下的腐蚀性能好和高温条件下的强度良好，而且清洁、环保，是目前汽车行业中使用最多的排气管材料，已得到行业公认。据测算，汽车用到的不锈钢管占到整个下游用户对不锈钢管用量的大约1.5%，而不锈钢无缝管和焊管的使用比例大约为2：1。每辆汽车使用不锈钢焊管在24～30kg之间，主要应用于三无净化器和排气管等。 随着我国经济的高速发展和人在生活水平的提高，汽车已成为人民日常的代步工具，而不是一种奢侈品，随着汽车产量的提高，不锈钢焊管在汽车行业将得到更广泛应用。 据汽车网统计，我国2008年汽车产量960万辆，消耗不锈钢焊管量在50000t左右；2009年，我国的汽车产量为1350万辆，如果全部选用不锈钢焊管作为排气管的原材料，年消耗不锈钢焊管30万
t以上。由于不锈钢焊管具有许多优良的品质，再加上工艺的进步，不锈钢焊管材料将在汽车行业中占有更重要的位置。 二、汽车工业概况和汽车用不锈钢焊管发展趋势分析 1、国汽车工业概况 中国主要汽车生产基地分布图 ：跃升全国第一大整车生产基地，自主阵容强大 2014年，汽车达成260万台年产目标，汽车产量全国占比超过11%，超越、和等国其他汽车产业基地，跃升为全国第一大整车生产基地，自主品牌贡献尤为抢眼。
发动机排气系统布置指南
整车技术部设计指南96 第 9 章排气系统布置 9.1 概述 本布置指南制订了汽车排气系统布置流程及其要求，适用于奇瑞公司所有车型的排 气系统布置。 9.2 排气系统基本组成结构： 对一个完整的排气系统，从前到后，一般布置次序是：预催化器、补偿器（波纹管）、主催化器、前消声器、后消声器。排气管用于连接以上不同部件。排气管分段以及连接 方式主要根据安装和维修方便确定。图一是S12+472车型排气系统布置： 图9.1 9.3 布置原则及间隙要求 9.3.1 布置原则 对于满足欧Ⅱ及以下排放标准的排气系统，由于欧Ⅱ标准不涉及冷启动阶段的排放 限制，所以一般可不采用预催化器而只采用一个主催化器。对于满足欧Ⅲ及以上排放标 准的排气系统，一般在排气歧管出口处布置预催化器（即CCC，Closed Couple Catalyst） 或者在预催化器前的排气管段采取良好的保温措施。主催化器一般布置在车身底板下， 所以又叫底板下催化器（Under Floor Catalyst）。消声器有一级、二级、三级之分。二级 消声应用最多，SUV、跑车等追求动力性的车辆一般才采用一级消声器。对于二级消声， 我们将其分别称为前消声器和后消声器。根据声学原理，消声器摆放在不同的位置，将 产生不同的消声效果，一般地，推荐如下的消声器摆放位置（见图9.2）：
整车技术部设计指南97 9.3.2 周边间隙要求 各相邻部件耐温在150℃以下的越远离排气系统越好，相对产生运动部件最少保证与 排气系统的间隙大于25mm。 9.4 试验验证 9.4.1 温度场试验 三元和排气管周边非金属件及管路的温度，均需要在温度场试验中进行验证，要求 温度在其材料使用温度上限以下。各部件的温度限值如下表：
车辆工程 汽车优化设计论文
优化设计在汽车中的应用 长安大学汽车学院 车辆工程三班
摘要 20世纪90年代以来，汽车行业的竞争已从单一的性能竞争转向性能、环保、节能等多元综合竞争。安全、舒适、节能环保是二十一世纪汽车工程领域具有重大意义的研究热点。 随着国内汽车研发水平的提升，优化设计已经逐步应用到整车开发过程当中。本文结合在整车开发中的优化设计经验，对几种不同的优化设计方法进行简单介绍，从而使大家对优化设计有更直观的认识。
关键词 汽车优化设计实践 目录 一、摘要 (1) 二、现代最优化设计简介 (3) 三、优化设计在汽车设计中的应用 (4) 四、CAE在汽车冲压件生产工艺中的优化应用 (5) 五、优化设计在汽车零部件轻量化中的应用 (6) 六、总结 (6)
一、现代最优化设计简介 1.1最优化设计概念及最优值 最优化设计是在现代计算机广泛应用的基础上发展起来的一项新技术，是根据最优化原理和方法，综合各方面的因索，以人机配合方式或用自动探索的方式，在计算机上进行的半自动或自动设计，以选出在现有工 程条件下的最好设计方案的一种现代设计方法实践证明，最优化设计是保证产品具有优良的性能，减轻自重或体积，降低工程造价的一种有效设计方法，同时也可使设计者从大量繁琐和重复的计算工作中解脱出来，使 之有更多的精力从事创造性的设计，并大大提高设计效率。最优化设计方法己陆续应用到建筑结构、化工、冶金、铁路、航空、造船、机床、汽车、自动控制系统、电力系统以及电机、电器等工程设计领域，并取得了显著效果。 设计上的“最优值”是指在一定条件(各种设计因素)影响下所能得到的最佳设计值。最优值是一个相对的概念。它不同于数学上的极值，但有很多情况下可以用最大值或最小值来表示。概括起来，最优化设计工作包 括以下两部分内容：（1）将设计问题的物理模型转变为数学模型。建立 数学模型时要选取设计变量，列出目标函数，给出约束条件。目标函数是设计问题所要求的最优指标与设计变量之间的函数关系式；（2）采用适当的最优化方法，求解数学模型。可归结为在给定的条件(例如约束条件)下求目标函数的极值或最优值问题。 1.2设计方法的分类 在工程优化原理和方法的应用领域，主要是优化设计、优化试验和优化控制三个方面。根据优化问题的不同特征，可有不同的分类方法。 （1）按有无约束分：无约束优化问题和有约束优化问题； （2）按设计变量的性质分：连续变量、离散变量和带参变量；
怎样把汽车优化设计
汽车设计 目录 前言 1、轿车车身 2、轿车造型与空气动力学 3、导流板与扰流板 5、汽车档风玻璃 6、汽车档风玻璃2 8、现代汽车的造型设计 9、轿车车身上的三大立柱车身外型设计的两对矛盾汽车风阻的五个组成部分汽车外形的演变 车身要紧构件 轿车的面漆 汽车的噪声 轿车的降噪措施 汽车的色彩 汽车内饰件的材料
内饰件与模块化 汽车木质内饰件 电动玻璃升降器 电动座椅 现代轿车座椅的要求 车顶盖 轿车的门 车用塑料燃油箱 轿车的仪表板总成 轿车的前照灯 以后的轿车大灯 汽车内的雨刮器 现代轿车音响 氙灯——一种新型的前大灯人机工程学与汽车设计 现代轿车设计概况 “优化设计”与轿车产品 材料疲劳——汽车安全的大敌塑料在汽车内的应用
镁合金在汽车内的应用车用材料的新进展 汽车铝质材料 纳米技术和汽车 车用钢板 新型车身材料 绿色浪潮与汽车 汽车信息化 网络汽车 蓝牙技术与汽车 汽车移动影院与信息化Wi-Fi与汽车 车载燃料电池 混合动力汽车 汽车保险杠 安全气囊 轿车内的安全带
前言 ....汽车作为一种商品，首先向人们展示的确实是它的外型，外型是否讨人喜爱直接关系到这款车子甚至汽车商的命运。在全球各大汽车企业中，汽车造型工作差不多上由公司的最高层直接领导。因此除了汽车公司自己的设计队伍，还有一些独立的、专业的汽车设计公司，如闻名意大利设计大师乔治亚罗的设计公司[ www.italdesign.it]、意大利博通设计室[ www.bertone.it] 等等。 ....好，先让我们看一下什么是汽车造型设计？ ....汽车造型设计是依照汽车整体设计的多方面要求来塑造最理想的车身形状。汽车造型设计是汽车外部和车厢内部造型设计的总和。它不是对汽车的简单装饰，而是运用艺术的手法科学地表现汽车的功能、材料、工艺和结构特点。 ....汽车造型的目的是以其的美去吸引和打动观者，使其产生拥有这种车的欲望。汽车造型设计尽管是车身设计的最初步骤，是整车设计最初时期的一项综合构思，但却是决定产品命运的关键。汽车的造型已成为汽车产品竞争最有力的手段之一。 ....汽车造型设计需要你掌握哪些知识？ ....汽车造型要紧涉及科学和艺术两大方面。设计师需要明白得车身结
汽车排气系统设计原则分析
汽车排气系统设计原则分析 摘要：汽车排气系统是传统燃油发动机管理系统的重要组成部分之一。排气系统承担了控制排气污染、降低排气噪声的重要功能，同时排气系统承受着500℃到900℃的高温，是汽车构造中最主要的热源之一。为了减少排气系统高温对周边件功能、耐久性能的影响，文章从总布置设计角度出发，分析了排气系统与周边件间隙确定方法及周边件隔热防护措施，从而避免了由于间隙过小及隔热防护不到位引发的火烧车现象和周边件功能、耐久性能失效问题。 关键词：排气系统；周边件；隔热防护；间隙 1引言 汽车排气系统是传统燃油发动机管理系统的重要组成部分之一，其负责将发动机工作过程中燃烧的废气排放到大气中，对尾气净化、噪声降低起着非常关键的作用[1]。排气系统与发动机增压器出口相连，布置在底盘下方，且承受着500℃到900℃的高温，是汽车构造中最主要的热源之一。排气系统主要分为热端和冷端。热端由三元催化转化器总成、颗粒捕捉器和支架等组成。冷端由消声器总成、连接管路和橡胶吊挂等组成。排气系统热端与增压器出口相连，最高温度可达到900℃以上，排气系统冷端通过法兰与热端相连，温度相对较低，但靠近热端处的最高温度也可达到500℃以上。排气系统周边件复杂多样，汽车工作时，排气系统表面温度很高，由于受到车身、底盘等系统的影响，排气系统周边难免会布置一些耐受温度较低的零部件。受周边件耐热、耐久性能要求的影响，周边件与排气系统的设计间隙在排气系统设计布置中至关重要。间隙过小，排气系统辐射到周边件上的温度超过其耐温要求易导致周边件功能失效、耐久老化，严重者可引发火烧车问题。间隙过大，易造成布置空间的浪费。为了更好地避免由于间隙问题及隔热防护不到位引发的火烧车现象和周边件功能、耐久性能失效问题，本文着重阐述了总布置设计时，排气系统与周边件间隙确定原则及周边件隔热防护措施。 2排气系统与周边件设计间隙确定原则 2.1设计要求对标法。总布置设计初期，排气系统与周边件间隙应满足保安防灾要求，如表1所示[2]。排气系统与周边件间隙要求主要是经过前期大量的设计验证及对标标杆车并参考各大车企设计要求总结而来。总布置设计初期，保安防灾要求是校核并确定数据设计间隙的第一依据。 2.2温度场仿真分析法。总布置设计初期，由于受整车布置空间的影响，排气系统与周边件间隙无法满足设计要求的方案是不可避免的。为了保证方案的可行性，需进行温度场仿真分析，以验证排气系统辐射到周边件上的温度是否满足其耐温要求，确保周边功能件正常
某汽车排气系统的有限元分析
Internal Combustion Engine & Parts 某汽车排气系统的有限元分析 王雷 (一汽-大众汽车有限公司佛山分公司，佛山528237 ) 摘要：首先建立排气系统的三维数模，然后根据需要进行网格划分，通过有限元的方法对某汽车排气系统进行流场和振动特性分 析，探索其尾气处理效率和在振动条件下的耐久性。 关键词：排气系统;有限元;流场；耐久性 0引言 汽车排气系统在尾气处理方面起到了不可代替的作 用，与发动机直接相连的岐管和催化器是排气系统中相对 独立的重要组成部分，也是本文的研究对象。排气系统的 流场均匀性直接影响到尾气的处理效率。另外排气系统受 到发动机激励的极大影响，其振动特性也直接影响耐久 性。本文利用有限元仿真，通过流场分析和模态分析，探索 其流场均匀性和振动耐久性。 1建立几何模型 首先通过测量，利用三维建模Catia软件，建立排气系 统的三维数模，如图1，包括排气歧管罩和支撑结构。 图1排气系统总成三维数模 2划分三维有限元网格 采用HyperMesh软件，进行有限元分析预处理，即对 壳体机构和流过的废气进行有限元网格划分。 只保留与尾气接触的壁面，进行二维网格划分，然后 自动生成流体网格模型。对催化器部分，忽略内部的载体 和垫层，只留取管壁，生成管壁三维网格数模，如图2。 图2流体与管壁有限元三维网格数模 3参数设定 3.1出入口边界 将废气看作理想气体，入口速度均匀分布，为10m/s，进气温度为860益，出口处压力为22MPa。 3.2管壁 管壁设为光滑、非渗透性，没有滑移，壁面散热系数为 11000W/s*m2，外界温度为25益。管壁材料弹性模量E= 2.1GPa，泊松比滋=0.3,材料密度p=7.85g/cm3。 作者简介：王雷（1986-),男，山东金乡人，研究生，毕业于重庆大学，研究方向为汽车振动。 3.3催化器载体 蜂窝载体是由许多大小相同的方形管道组成，管道的 直径远小于载体的直径，故可把载体设成多孔介质模型。二次阻力系数为650kg/m
车辆优化设计理论与实践_第1章
第1章优化设计的基本概念及相关理论 ● 1.1 概述 ● 1.2 优化设计的基本要素和数学模型 ● 1.3 多元函数的基本性质 ● 1.4 无约束优化问题的极值条件 ● 1.5 约束优化问题的极值条件 1.1 概述 ●优化设计的概念？ ●优化设计是20 世纪60 年代初发展起来的一门新学科，它是将最优化原理和计算 技术应用于设计领域，为工程设计提供一种重要的科学设计方法。利用这种新的设计方法，人们就可以从众多的设计方案中寻找出最佳设计方案，从而大大提高设计效率和质量。 ●优化设计方法的发展？ ●传统设计方法只是被动地重复分析产品的性能，而不是主动地设计产品的参数。 作为一项设计不仅要求方案可行、合理，而且应该是某些指标达到最优的理想方案。 虽然设计中的优化思想在古代设计中就有所体现，但直到直至20 世纪60 年代，电子计算机和计算技术的迅速发展，优化设计才有条件日益发展起来。 ●优化设计方法的发展？ ●现代化的设计工作已不再是过去那种凭借经验或直观判断来确定结构方案，也 不是像过去“安全寿命可行设计”方法那样，。而是借助电子计算机，应用一些精确度较高的力学的数值分析方法（如有限元法等）进行分析计算，并从大量的可行设计方案中寻找出一种最优的设计方案，从而实现用理论设计代替经验设计，用精确计算代替近似计算，用优化设计代替一般的安全寿命的可行性设计。 ●优化设计方法的发展？ ●近年来，优化设计在汽车设计中的应用也愈来愈广，汽车零部件的优化设计， 各系统的优化匹配等在近十几年也有很大发展，各种减速器的优化设计、万向传动和滚动轴承的优化设计以及轴、弹簧、制动器等的结构参数优化等都得到了广泛研究。 另外，近年来发展起来的计算机辅助设计（CAD) ，在引入优化设计方法后，使得在设计过程既能够不断选择设计参数并评选出最优设计方案，又可以加快设计速度，缩短设计周期。把优化设计方法与计算机辅助设计洁合起来，使设计过程完全自动化，已成为设计方法的一个重要发展趋势。 优化问题示例 图为由两根钢管组成的对称桁架。A处垂直载荷P=300000N，2L=152c m，空心钢管厚度T=0.25c m，材料弹性模量E=2.16X107N/c m2，屈服极限σs=70300N/c m2。 求：在满足强度条件和稳定性条伴下，使体积最小的圆臂直径d和桁架高度H。
排气系统设计
奇瑞汽车有限公司设计指南 编制： 审核： 批准： 发动机工程研究一院
目录 一、主题与适用范围 1、主题 2、适用范围 二、排气消声系统的总成说明及功用 三、设计应用 1、设计规则和输入 2、设计参数的设定 2.1 尺寸及重量 2.2 排气背压 2.3 功率损失比 2.4 净化效率 2.5 加速行驶车外噪声 2.6 插入损失以及传递函数 2.6.1 插入损失 2.6.2 传递函数 2.7 尾管噪声 2.8 定置噪声 2.9 振动 3、系统及零部件的设计 3.1 系统布置 3.1.1 布置原则 3.1.2 间隙要求 3.1.3 吊钩位置的选取
3.1.4 氧传感器孔的布置 3.2 消声器的容积确定 3.3 排气管径的选取 3.4 消声器 3.4.1 消声器的截面形状 3.4.2 消声器内部结构 3.5 净化装置 3.6 补偿器 3.6.1 波纹管 3.6.2 球形连接 3.7 橡胶吊环 3.8 隔热部件 3.9 材料选择 3.9.1 排气管、消声器内组件 3.9.2 消声器外壳体 四、排气消声系统的设计开发流程 五、修订说明 六、参考文献列表
一、主题与适用范围 1、主题: 本指南规定了与汽车发动机相匹配的排气消声系统的系统匹配，零部件设计以及开发的流程等。 2、适用范围: 本指南适用于奇瑞所有装汽油或柴油发动机的M1类车的排气消声系统设计二、排气消声系统的总成说明及功用 排气系统包括排气歧管、排气管、排气净化装置、排气消声装置、隔热部件、弹性吊块等。一般地，排气系统具有以下一些功用： (1)、引导发动机排气，使各缸废气顺畅的排出； (2)、由于排气门的开闭与活塞往复运动的影响，排气气流呈脉动形式，排气门打开时存 在一定的压力，具有一定的能量，气体排出时会产生强烈的排气噪声，气体和声波在管道中摩擦也会产生噪声,因此在排气系统装有排气消声器来降低排气噪声； (3)、降低排气污染物CO,HC,NO X等的含量，达到排气净化的作用； 注：在本指南中，我们将只介绍排气管和排气消声装置的详细设计，对排气歧管和排气净化装置的详细设计见其他设计指南。 典型的排气消声系统如图1所示： 图1 三、设计应用
汽车进排气系统分析
电子科学与工程系 汽车服务工程专业学年论文汽车进排气系统分析 姓名：吴刚 学号：0932120143 年级：汽车服务工程0901B 完成日期：2011年5月22日
汽车进排气系统分析 摘要：为了满足节能环保，低碳社会的发展需要，许多新技术被应用到发动机上。目前应用最为广泛的可变凸轮相位技术效果明显，实现起来相对容易是通过控制进排气门开启时刻来提高充气量并内部废气在循环来降低排放，即在怠速区域，采用较小的气门重叠角，避免各缸内新鲜空气影响进气系统回流，以保证怠速稳定性；在发动机高速转速区域推迟进气门关闭，减少流动阻力和利用过后充气，以提高冲量系数来实现大功率；在中等转速区域控制进气门较早关闭，以提高进气效率来实现大扭矩[1-3]。 关键词：气门相位；气门重叠角；充气效率；可变进气歧管；增压 前言 近年来，说到发动机消费者最关心的莫过于发动机的动力，油耗，噪音之类的性能。当然动力是发动机最重要的性能，不过，通常能了解发动机的性能渠道很有限，只能通过厂家公布的发动机参数来判断发动机的各方面性能，这些数据，都是在理论状态下测得的，而且各个厂家的测试方法都有少许区别，所以厂家公布的功率，扭矩，油耗等参数，并不能完全代表汽车的实际性能。 对发动机动力性影响最大的是发动机排量。理论上，排量越大的发动机能产生的功率就越大。在相同排量下，功率越大说明发动机工作效率越高。这就意味着燃烧同样多的空气和汽油能释放出来的热量和把热量转换成动能的能力也越强。作为现代汽车发动机，通常都是向着提高发动机工作效率的目标进行改进发展的。 1．采用多进气门技术 在上世纪80年代全球各大厂家都还采用每个气缸两气门进排气（一个气门进气，一个气门排气）的时候，日本的厂家就开发出了多气门的发动机，所谓多气门就是指发动机的进排气门大于两个的配气方式。而当时日本厂家大力发展的主要是每缸四气门的多气门设计。对于较早的2气门来说，4气门使用两个气门进气两个气门排气。这样的设计有两个很大的好处，一个好处是能够提高进排气门的面积。从流体力学的知识我们可以知道，截面积越大，那么高速气流的流量
汽车排气系统毕业设计
汽车排气系统毕业设计 篇一：车辆排气系统设计规范 车辆排气系统设计规范 车辆排气系统设计规范 1、目的 随着环保法规对车辆排放的要求越来越高，排气系统在车辆的系统组成和系统设计中，越来越占有重要的地位。为使排气系统满(本文来自：小草范文网:汽车排气系统毕业设计)足各阶段国家及地方法规的要求，提高对排气系统的设计和制造质量水平，需对车辆的排气系统的设计提出较规范的要求，以便在设计和制造过程中，参照执行。 2、设计规范 2.1 排气系统及消声器的设计输入 2.1.1 车辆产品的排气系统的配置和走向，依所配车辆的总体结构布置的需要来设计。而消声器的性能开发则需要依所配发动机及其对排气系统的具体要求。在初步设计选型时，应将发动机的有关性能参数及其上的关键件的基准要素等（如曲轴箱后端面与曲轴主轴线的交点坐标、动力线偏移量及倾角等），作为设计条件输入设计，作为消声器选型及性能开发的依据之一。并根据国家、地方及企业有关法规和标准的要求，对系统和消声器的性能设计目标提出要求，
见附录1。 2.1.2 排气系统及其消声器在进行初步选型设计时，必须对系统进行结构方案分析和匹配计算分析，并提供选型设计分析报告，见附录2。 2.2 设计原则 2.2.1 排气系统及其消声器的设计，应使排气阻力尽可能的小，以使其对发动机的功率损失尽可能小。 2.2.2 排气系统及其消声器要有较好的音质和较低的音强，即应有较大的插入损失。 2.2.3 排气系统及其消声器要有较好的外观和内在质量及较长的使用寿命。 2.3 排气系统的设计要求和布置 2.3.1 排气管内径的确定在结构布置允许的情况下，排气管内径应尽可能大些，以降低管道内得气流速度，减少气流阻力产生的功率损失和再生噪声。一般应≥发动机排气歧管出口内径。或根据发动机排量等参数，按公式 (1) 计算初步确定排气管内径。 D=2 Q/(πV) ????????????????????（1） 式中：Q—发动机排量； V—气流速度，一般取 50~60 m/s 。 2.3.2 排气管的布置和转弯，应使排气尽可能顺畅。
汽车的优化设计整理
汽车造型 1.汽车造型和汽车设计的关系?那个包括范围广? 造型强调的是成型，设计强调的是构思。汽车造型是汽车设计的先行环节之一，也是汽车设计的重要组成部分。联系：产品的实用性和审美性融会贯通，通过熟练的技艺体现在产品形态上。造型和设计是一对孪生儿，由于产品有实用与精神的双重作用，在产品开发过程中密不可分。创造性是它们共同的精髓。 汽车设计涵盖范围广。 2.汽车造型发展阶段?推动发展的原因? 从整体来看，一百多年来，汽车造型的的变化主要经历了以下几个阶段：马车型汽车，箱型汽车，甲壳虫型汽车，流线型汽车，船型汽车，楔型汽车到现在的复合型汽车; 确定汽车外形有三个基本要素，即机械工程学、人机工程学和空气动力学 3.著名汽车设计公司,大师? 宾尼法利那(Pinifarina)、意大利设计公司(ITALDESlGN)、博通(Bertone)、意迪雅(I.DE.A)；乔治亚罗(Qugetto Giugiaro)、Nucc Bertone、波尔舍、 4..汽车造型工作方法流程 产品规划、二维设计、三维设计、样车试制 5.为什么要制造缩小比例模型?作用(4个作用) 1)是造型构思的延续2)比效果图的三维空间感更强3)是模型的前期试验品4)是选型的重要依据 6.车身主要曲线曲面在汽车造型哪个阶段确定?为什么? 7.什么方法时汽车获得动感? 使汽车的外形与运动物体的外形相像;使汽车具有活泼流畅的线条和光顺的车身表面；强调
水平划分线和削弱垂直划分线；运用不同色彩或不同质感的对比方法。 8.汽车色彩三要素? 色相、明度、纯度 9.使配色更好用哪个配色系统?怎么使色彩搭配协调的配色方法? 奥斯特华徳系统（配色系统有孟歇尔系统、奥斯特华徳系统、CIE系统）；使色彩搭配协调的方法有：减少一种色彩的面积；加入白色，使色彩变淡；加入黑灰色，使色彩变暗，用白、灰、黑、金、银等色镶边，作调和过渡；两种色彩交接处用邻接色（在色相环或色度图中亮色之间的色彩）隔开
汽车排气系统材料介绍
汽车排气系统的构成和使用的材料 汽车排气系统从靠近发动机的方向开始，由排气歧管、前管、挠性管、催化转换器、中心管、主消音器和末端管等7个零部件构成。根据车种的不同，有的安装了数个催化转换器，有的安装了副消音器。 1.1排气歧管 排气歧管是靠近发动机的部分，由于排出气体的温度高达900℃，因此要求材料具有良好的抗氧化性、高温强度和热疲劳特性。而且，为能进行复杂的形状加工，还要求材料应具有良好的成形性。采用不锈钢制作的排气歧管根据其构造的不同，可以分为两类。一类是将钢板冲压后焊接而成，另一类是将钢管弯曲后焊接而成，对于后者，还有的使用双重管构造的钢管。 用作排气歧管的不锈钢有奥氏体系不锈钢和铁素体系不锈钢等两种。奥氏体系不锈钢具有良好的高温强度，但由于容易发生氧化皮剥落，因此在抗氧化性方面不如铁素体系不锈钢。作为使用的钢种有SUS304（18Cr-8Ni）和SUS XM15J1 （18Cr-13Ni-4Si）。另一方面，铁素体系不锈钢虽然抗氧化性好，但高温强度不如奥氏体系不锈钢。由于热膨胀系数小，因此在热疲劳特性方面有利。作为使用钢种有SUH409L（11Cr-Ti-LC）和SUS430J1L（18Cr-0.5Cu-Nb-LC，N），但近年来随着废气排放规定的强化，排气温度呈高温化的趋势，据说有的高达950℃。在这种情况下，可以使用SUS444（19Cr-2Mo）系不锈钢。另外，作为降低成本的材料，还有的使用了降低Cr量的SUS429（15Cr）系不锈钢。采用双重管的排气歧管通常是内管使用奥氏体系不锈钢，外管使用铁素体系不锈钢。 1.2前管 前管使用的材料有SHU409L、SUS436L（17Cr-1Mo-LC，N），SUS430J1L等铁素体系不锈钢，但在采用中空双重时，还有的使用奥氏体系不锈钢作内管。 作为今后的发展趋势，低成本、抗氧化性和热疲劳特性好的铁素体系不锈钢毫无疑问将成为主流。尤其是，由于排气温度的高温化和管子的薄壁化，可以认为将采用高温性能更好的钢种，如SUS429级。 1.3挠性管 挠性管由蛇腹状的双重管和用不锈钢钢丝网将其包裹起来的外编带构成。从使用性能来看，要求具有高温疲劳性，为了做成蛇腹形状，还要求它具有加工性。尤其是，在寒冷地区为防止道路冻结使用了化雪盐，因此要求管的外侧还应具有耐高温盐害腐蚀性。 使用的材料主要是SUS304。但是，由于在寒冷地区为防止道路冻结使用了化雪盐，要求管的外侧还应具有耐高温盐害腐蚀性，因此使用了添加Si、增加Ni添加量的耐高温盐害腐蚀性能更高的SUS XM15J1。最近，开始已使用SUS316L
基于CFD数值模拟的汽车排气系统结构分析_谷芳
第25卷(2007)第4期 内 燃 机 学 报 T ransaction s of CS I CE V o.l 25(2007)N o .4 文章编号:1000-0909(2007)04-0358-06 25-058 收稿日期:2006-10-21;修回日期:2007-01-11。 基金项目:天津市科委科技攻关项目(043185111-8);天津市应用基础研究计划项目(07J CYBJ C06700)。 作者简介:谷 芳,博士后,E -m ail :gu fang76@163.co m 。 基于CFD 数值模拟的汽车排气系统结构分析 谷 芳 1,2 ,刘伯潭2,李洪亮2,潘书杰 2 (1.天津大学化学工程联合国家重点实验室,天津300072;2.天津市机动车尾气催化与净化工程中心,天津300457) 摘要:采用台架试验与计算流体力学(CFD )数值模拟相结合的方法,对某款汽车排气系统进行结构优化,以降低其排气背压。根据台架试验结果,划分了原排气系统中紧耦合催化转化器、二级催化转化器、主消声器和副消声器等各部件对整个排气背压的贡献量。通过CFD 数值计算,详细分析了原排气系统中的流动特性,找到各部分排气背压的产生原因。结合台架试验和CFD 的分析结果,对原始方案进行了针对性的结构优化。优化方案的排气背压比原始方案的排气背压平均下降了40%左右,最大排气背压由原来的90kPa 下降到改进后的51kP a 左右,达到了设计要求。关键词:排气系统;计算流体力学;优化设计中图分类号:TK 402 文献标志码:A Structural Analyses for the Veh icle Exhaust Syste m Based on CFD Sm i ulation GU Fang 1,2 ,LI U Bo -tan 2 ,L IH ong -li a ng 2 ,PAN Shu -ji e 2 (1.S tate K ey L aboratory of Chem ical Enginee ri ng ,T ian jin U niversity ,T ian jin 300072,China ;2.T i anji n Eng inee ri ng Center fo r C ata l y tic P urifica tion o f V eh icle Exhaust ,T ian ji n 300457,China ) Ab st ract :The str uct ural opti m al designs ai m ed t o decr ease t he high back -pr essur e of a vehic l e exhaust syste m were acco m plished w it h the benc h test and co mputa tiona l fl uid dyna m ics (CFD )si m u l ation .Based on the r esu lts o f benc h test for the pri m ar y exhaust syst e m ,contributions fr o m the close coupling cata l ytic convert e r ,t he t wo -stage catalytic converter ,t he m ain m uffler and t he auxiliar y muffler for the whole bac k -pressure were c l assified .A nd the flo w c har acteristics o f the pri m ar y exhaust syste m were a lso analyzed in de t a ils by CFD si m u l a tion ,which r evea l ed the m ain r easons of the high exhaust back -pres -sure .Based on t he results of t he benc h test and the CFD si m u l a tion ,a se ries of directed designs f o r the exhaust syst e m w er e proposed .Therefore ,bac k -pr essure of t he opti m al exhaust syst e m decreases by 40%aver age l y than that of the pri m ar y one .The highest exhaust back -pressur e decreases fr o m 90kPa to 51kPa . K ey words :Exhaust syste m ;Co m putational flui d dyna m ic ;O pti m a l desi gn 引言 采用数值模拟与台架试验相结合的方法来开发汽车排气系统,可以减少试验量,缩短设计周期,降低设计成本[1] 。为此,本文以降低排气背压为设计目标, 讨论了基于台架试验和三维CFD (Co m pu tational F l u id Dyna m ics ,计算流体力学)数值计算的某款汽车排气系统优化设计过程。三维CFD 模拟技术在汽车排气系 统优化设计中的成功应用,必将为现代汽车零配件的优化设计开辟新的思路和方向。 1 原始方案 图1是某款汽车排气系统的结构图,主要包括:排 气管、紧耦合催化转化器、二级催化转化器、主消声器和副消声器等部件。其中,二级催化转化器为椭圆截面载体、主消声器为阻抗结合式消声器,副消声器为阻 DOI 牶牨牥牣牨牰牪牫牰牤j 牣cn ki 牣nrjxb 牣牪牥牥牱牣牥牬牣牥牥牨