汽车排气系统设计
(完整版)汽车发动机的进排气系统
主要内容
进排气系统的组成 EGR 废气再循环 涡轮增压
5.Байду номын сангаас概述
作用：
在内燃机工作循环时，不断地将新鲜空气或可 燃混合气送入燃烧室，将燃烧室的废气排放到大 气中，保证内燃机连续运转。
组成：
空气滤清器、进气管、排气管、排气消音器
一、空气滤清器
1、功用：
清除流向化油器的空气中所含的尘土和沙粒， 以减少气缸、活塞和活塞环的磨损。
共振式进气管
进气管细长与各缸连接长度大体一致能很好的匹配，利用进气流 的脉动效应增强进气效果。
带谐振腔进气管
能改变谐振腔的容积，可以调节内燃机的最大扭矩和 相应的转数范围 降低噪声
捷达进气管实物图
捷达排气管实物图
三、排气消声器
功用： 减少噪声和消除废气中的火焰及火星。 原理： 1)多次地变动气流方向； 2)重复地使气流通过收缩而又扩大的断面； 3)将气流分割为很多小的支流并沿着不平滑的平
面流动 4)将气流冷却。
排气管
排气的净化装置
催化反应器
EGR 闭是曲轴箱强制通风系统 进气恒温控制原理
排气净化装置
作用：
除去 HC CO NOx (HC一半串入曲轴箱) 方法：
1.机内净化 2.机外净化
三元催化 EGR
三元催化器
• 三元催化器串接在排气歧管和和消声器之间, 氧传感器之 后.
废气涡轮增压利用废气能量直接压缩空气，提高内燃机的 功率。废气涡轮增压器由压气机、涡轮和中间体三部分组 成。中间体内有轴承、密封、润滑油路和冷却腔等。采用 浮动轴承，降低轴与轴承间的相对速度。带放气阀的涡轮 增压系统对改善柴油机的加速性和低速扭矩特性有良好效 果。
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。
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 ×PＶm ＝消声器的容量（L ）K ＝0.14P ＝输出功率(Ps)2、消声器的位置确定可行方案不可行方案4中间轴橡胶部件(60mm)橡胶吊耳（40mm）燃油箱(50mm)传动轴护套(40m)保险杠(30mm)制动拉索(40mm)转向机护套(40mm)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。
5、管径的选择根据发动机对排气背压的要求，并兼顾振动噪声的影响来选择合适的管径。
汽车排气系统静力学计算及模态分析
汽车排气系统静力学计算及模态分析汽车排气系统是引擎的一部分，它的作用是将引擎燃烧产生的废气和噪音从车辆底部排出，为了保持引擎的性能和减少对环境的影响，排气系统的设计必须考虑静力学计算和模态分析，以下将详细介绍这两个方面。
一、静力学计算静力学计算旨在确定在引擎运转时，排气系统中存在的压力及对它会产生的力和扭矩的影响。
这些力和扭矩的作用都会导致排气系统产生振动，下面我们将从三个方面进行分析：1. 背压计算在排气系统中，背压是指尾气在流经排气系统时产生的空气压力之和，这个压力会对引擎的性能产生影响。
当排气系统中背压过高时，会使引擎的性能下降。
因此，在设计排气系统时必须要根据引擎的输出和尾气产生的流量来计算背压。
2. 力和扭矩计算在引擎工作时，排气系统受到的总体力和扭矩都是非常关键的参数。
这些参数可以通过测量排气管的弯曲、长度、截面面积等参数来计算。
当排气系统的力和扭矩较大时，可以采用更加坚固的材料来制造排气系统，以确保其能够承受这些作用力。
3. 振动计算振动是指排气系统在引擎工作时产生的机械波动。
这种振动可以对排气系统和其他部件产生损伤。
因此，在设计排气系统时，必须要考虑振动特性，以便控制和减少振动。
二、模态分析模态分析旨在确定排气系统的共振特性，例如本征频率和共振幅值等，以便设计人员能够更好地了解设计中可能出现的问题。
这种分析可以使用有限元分析的方法进行，下面我们将具体介绍：1. 有限元分析有限元分析是一种计算机辅助的工程分析方法。
在排气系统的设计中，有限元分析可以用于计算其振动、应力和变形等。
有限元分析的主要目的是确定系统中的自由振动模态和固定点的受力和应变，以便设计人员可以精确地计算设计参数。
2. 本征频率和共振幅值分析在分析排气系统的振动时，本征频率和共振幅值是非常重要的参数。
本征频率是指系统的自由振动频率，而共振幅值是指系统受到外部作用力时产生的响应。
在排气系统的设计中，必须要考虑到这两个参数，以确保排气系统能够在运行时不会受到过大的振动影响。
汽车排汽系统的设计
前言大学三年的专科学习即将结束，毕业设计是其中最后一个环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。
随着我国经济的迅速发展，汽车的生产技术得到愈来愈广泛的应用。
在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机械制图，机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。
对于汽车排气系统的设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的研究和讨论。
在指导老师的讲解下，在平时查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体，明确了模具的一般工作原理、结构、加工工艺。
并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。
在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。
由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正。
一、排汽系统的概论：排汽装置是汽车发动机必不可少的一个部件。
排气系统主要是由发动机排气支管、排气管路、消声器总成、尾管、排气系统支撑等构件组成。
汽车排气系统的设计，在安装位置和结构要求上一定要满足汽车底盘总体布置的要求；在性能上要符合发动机对排气系统的要求。
同时，还要兼顾整个系统的经济性、安全性和维护方便性以及排放的环保性。
排汽装置分为单排气和双排气装置两种。
V型发动机有两面个排气支管直列式发动机一般为单个排气管。
双排气系统降低了排气系统内的压力，使发动机排气顺畅，气缸中残留的废气少，因而可以提高发动机的充气效率及输出的转矩，单排气装置用的材料少，设计方便，一般用于直列发动机。
排气系统排气支管排气管消声器总成尾管二、排气支管排气支管的形状非常重要，为了防止各缸排相互干扰和排气倒流，并利用排气性降低排气阻力，应将排气支管做得长些，且各缸支管应相互独立如图1-1。
排气支管可用不锈钢制造，其优点是质量轻、耐热性好、内辟光滑、排气阻力小，排气更顺。
车辆工程毕业设计96捷达汽车排气装置改进及性能实验台设计
车辆工程毕业设计96捷达汽车排气装置改进及性能实验台设计引言：随着汽车行业的迅猛发展，汽车尾气排放问题日益突出。
为了减少尾气排放对环境的污染和提高汽车性能，对汽车排气装置的改进和优化变得非常重要。
本次毕业设计的目标是对96捷达汽车的排气装置进行改进，并设计相应的性能实验台。
一、改进方案1.升级尾气排放控制系统根据96捷达汽车车型的特点和尾气排放标准要求，对车辆的控制系统进行升级改进。
包括安装新型的催化转化器、氧传感器等。
2.优化排气管道设计通过改变96捷达汽车的排气管道设计，提高气流的流通性和排气效率。
可以通过增大排气管直径和优化弯头设计等方式，降低排气阻力，提高车辆的性能。
3.降低噪音和振动通过添加吸音材料和阻振装置，降低汽车排气装置的噪音和振动水平，提升乘坐舒适度。
为了评估改进后的排气装置的性能，需要设计相应的实验台进行性能测试。
设计要点如下：1.实验台结构实验台主要包括ND烟度计、尾气分析仪、功率测量仪、温度测量装置等。
可以使用支架固定相应的测量仪器，并将其与汽车排气系统连接。
2.测量数据采集与处理实验台应配备相应的数据采集系统，用于采集和记录不同状态下的排气数据。
同时，还需设计数据处理软件，将采集到的数据进行处理和分析，得出相应的性能指标。
3.实验台安全防护考虑到实验台测试过程中可能产生的尾气排放和噪音，需要在实验台周围设置相应的防护装置，以确保实验人员的安全。
三、性能实验流程为了保证实验的准确性和可靠性，需要制定相应的实验流程：1.实验前的准备工作：检查实验台、仪器设备的正常工作状态，准备测试材料和样品。
2.实验装置的连接：将实验台与汽车排气装置连接，确保连接稳固。
3.实验参数设置：设置相应的实验参数，如水温、转速等。
4.开始实验：启动汽车发动机，进行不同工况下的性能测试，记录相应的数据。
5.数据处理和分析：将实验采集到的数据进行处理和分析，得出相应的性能指标。
6.实验结果总结：根据实验结果，对汽车排气装置的改进效果进行总结和评价。
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]。
柴油机的进排气系统结构设计
柴油机的进排气系统结构设计1进气系统设计1.1进气系统的组成及其作用进气系统主要空气滤清器和进气支管组成。
1.2空气滤清器设计1.2.1作用燃油燃烧的时候需要消耗大量的空气，以一般的柴油机为例，每消耗一升柴油大概要消耗6000-10000L空气。
这么多的空气，里面的杂质诸如灰尘等肯定会很多，如果不把这些杂质清除，一定会加速气缸的部件的磨损，缩短整个发动机的寿命。
有实验表明，如果不加装滤清器，发动机的寿命大概缩短三分之二，所以空气滤清器是很重要的。
为了保证柴油机气缸的寿命，我们决定采纳干式滤清器。
1.2.2进气导流管的设计在现在的这个柴油机车上，为了增强进气效果，能够利用发动机的谐振，这需要空气滤清器的进气导管有交大的容积，来增强发动的谐振，提升进气效能，但进气导管又不能做的太粗，否则在里面流动的新奇空气的流速太低，反而不利于进气，为了使效果最佳，本次设计的柴油机的导流管应该做的又细又长。
1.2.3进气支管的设计进气支管对于柴油机或者气道燃油喷射式发动机来说，进气支管必须把新奇的空气分配到各个气缸的进气道里面来，而且是均匀的分配，从这个要求考虑，进气支管必须是等长的，而且为了保证空气具有较高的流速，进气支管的内壁的应该尽可能的光滑，以便提升进气水平。
一般进气道使用合金铸铁制造，但车辆轻量化是汽车的重点进展方向之一，为了配合这种趋势，近来也采纳铝合金制造的进气支管，这种进气支管具有质量轻，导热性能优良的特点，随着科技的进步也有采纳复合材料的进气支管，而且应用越来越广。
这种进气支管，内壁光滑，质量很轻，关键是其无需特别加工，其内壁就特别光滑，这点十分重要，所以有增大应用的趋势。
1.3进气系统的方案为了充分利用进气歧管的谐波效应，使发动机在低速时获得大扭矩，在高速时获得大功率，保证在不同工况下具有良好的性能，汽车发动机采纳了可变进气系统。
每个进气歧管都有两个进气通道，一长一短。
根据汽油机的工作转速高低、负荷大小，由旋转阅A操纵空气经过哪一个通道流进气缸，可变进气管，它由两种长度的冲压管组成，可旋转阀A在外壳中转动；中低速时，空气由外侧通道经单独的进气管进入一长管，实现中、低速大扭矩；高速时，空气由内部通口经双进气管进入一短管，实现高速大功率。
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汽车排气系统设计
随着现代社会的汽车普及化，汽车排气系统的设计变得尤为重要。
汽车排气系统不仅需要能够有效排出废气，还需要满足环保要求和提
高车辆性能。
本文将从排气系统的基本原理、设计要点和未来发展趋
势三个方面来进行探讨。
一、排气系统的基本原理
排气系统是指将发动机燃烧后产生的废气排放到汽车外部的系统。
其主要由排气歧管、催化转化器、消声器等组成。
1.排气歧管
排气歧管是将多缸发动机各缸废气集中到一起的部件。
其形状和长
度的合理设计能够提高汽车的动力输出和燃油经济性。
2.催化转化器
催化转化器是用于减少废气中有害成分的装置。
它通过催化作用将
一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物等有害物质转化为无害的氮气、水
和二氧化碳，并且能够降低排放量，保护环境。
3.消声器
消声器用于减少发动机排气系统中的噪声。
其内部设置了多层复杂
的波纹管和隔音材料，通过声学原理降低噪音，提供舒适的驾乘环境。
二、排气系统设计的要点
成功的汽车排气系统设计应综合考虑排放控制、性能提升和成本效
益等方面。
以下是一些设计要点：
1.合理匹配
排气系统的各个部件应相互匹配，以确保废气排放的畅通和动力输
出的最大化。
不同型号的发动机需要根据其特性来设计不同的排气系统。
2.降低排放
随着环保要求的提高，汽车排气系统设计需要通过催化转化器等装置，降低有害气体的排放。
同时，也需要考虑汽车的燃油经济性和减
少尾气对环境的污染。
3.提升性能
通过优化排气系统的设计，可以提高汽车的动力性能和燃油经济性。
合理设计的排气歧管和消声器能够降低排气管阻力，提高发动机功率
输出。
4.材料选用
排气系统需要耐高温和耐腐蚀的材料来确保长时间的使用寿命。
常
见的材料有不锈钢和钛合金，它们既具备耐高温性能又具有良好的抗
腐蚀能力。
三、未来发展趋势
随着技术的不断进步和环境问题的日益严重，汽车排气系统的设计也将不断发展。
1.混合动力和电动汽车的兴起
随着混合动力和电动汽车的兴起，传统发动机的使用将逐渐减少。
未来排气系统设计将更侧重于电动汽车的热管理和废气净化。
2.轻量化设计
为了提高汽车的燃油经济性和减少排放，未来的排气系统设计将趋向于轻量化。
采用轻量化材料和更小巧的排气器件，能够减轻整车重量并提高动力输出。
3.智能化控制
随着智能化技术的发展，未来排气系统设计将更注重系统的智能化控制和优化。
通过传感器和控制系统的联动，实时监测和调节废气的排放，达到更高的排放控制效果。
综上所述，汽车排气系统设计是一门综合性的工程学科。
它不仅需要满足废气排放和性能需求，还需要关注环保和燃油经济性等方面。
在未来，随着技术的不断创新和环境问题的加剧，汽车排气系统的设计也将不断进步，为我们创造更加清洁、环保的出行方式。