国家标准《排气歧管铸铁件》解读
内燃机进排气管铸铁件生产技术典型应用 郭全领
TPM革新课题
劲派制造
4. 各种牌号材质排气歧管铸件材料特性
补缩技术特点
序 号
材料 牌号
材料凝固收缩特性
硅钼球墨铸铁材质，碳当量CE 4.60—4.80，线收缩0.90%，石墨量 （表面积）12—15%，析出的石墨量 较多（图11），但凝固方式为糊状凝 固，液态补缩通道受阻，缩孔缩松倾 向大；硅钼球墨铸铁材质中，Mo含量 为0.5—0.9%或者1.0—1.5%，由Mo能 够增加球铁高温强度，提高球铁热疲 劳性能，因此，在排气歧管球铁中， 常常增加Mo合金，但Mo元素在铸铁凝 固时容易在晶界偏析（图12），也显 著增加球铁的晶间缩松，因此生产实 践中，硅钼球铁比普通球铁在热节部 位缩松倾向更大。
普通球铁材质，生产成本较低， 应用广泛，广泛取代灰铸铁， ≤640℃ 但目前使用量逐渐减少。
劲派制造
TPM革新课题
3. 排气歧管材料技术发展及应用
序号
材料牌号
RUTSi4Mo， QTRSi4Mo1
应用状况
工作温度
4
硅钼球墨铸铁材质，应用日渐 广泛，取代普通球铁、蠕墨铸 ≤750℃ 铁趋势明显，使用量增长迅速。
•
松缺陷，需要采用解决技术措施做一介绍。
TPM革新课题 劲派制造
2. 排气歧管常用生产技术
序 号 1 生产技术 应用状况 缺点
潮模砂
应用广泛，铸件表面质量 铸件容易产生砂眼、 好，生产效率高，生产成 气孔缺陷，生产环 本低，适用于大小批量生 境较差。 产。 使用逐渐减少，无需造型 机，铸型硬度高，适用木 模、塑料模 ，生产灵活性 高，适用于单件小批量生 产。 生产效率低，劳动 强度大，铸件表面 质量差，容易产生 砂眼缺陷。
劲派制造
发动机排气歧管用铸铁材料工作温度综述
排气歧管是发动机的重要零部件，常见的发动机排气歧 管均使用铸铁材料，这是因为铸铁材料的排气歧管能满足 常见的发动机的高温排气使用要求。
有时候铸铁材料的排气歧管不能满足发动机的高温使用要 求，出现：开裂、变形、严重氧化锈蚀（如下图所示）。
1.高温工作条件下铸铁排气歧管 存在的问题
铸造分公司
排气歧管严重烧 蚀、开裂、尺寸 变形
2.6 QTRSi4Mo 排气歧管可靠工作 温度≤730℃
铸造分公司
QTRSi4Mo排气管应用在东风康明斯6D电控275马力柴油发 动机1000小时耐久试验: 试验工作条件：排气歧管管口排气温度610～660℃，排气歧
管涡前工作温度710～740℃ 。
QTRSi4Mo排气歧管铸件力学性能及金相组织
2. 排气歧管用各种铸铁材料工作温度 铸造分公司
2.4 QT450-10 排气歧管可靠工作温度≤ 650 ℃
QT450-10材质硅量比QT400-15稍高、强度也高些，根 据相关资料，其耐热性较QT400-15好，根据上述QT420-15 试验数据和使用经验， QT450-10排气歧管可靠工作温度 ≤650℃。
铸造分公司
发动机排气歧管用 铸铁材料工作温度综述
报告人： 郭全领 东风汽车股份有限公司
2011年6月23日
报告内容
铸造分公司
1. 高温工作条件下铸铁排气歧管存在的问题 2. 排气歧管用各种铸铁材料工作温度 3. 900 ℃工作条件的排气歧管新材料
1.高温工作条件下铸铁排气歧管 存在的问题
铸造分公司
2. 排气歧管用各种铸铁材料工作温度 铸造分公司
2.2 RUT300排气歧管可靠工作温度≤ 600℃
由于RUT300属于铁素体基体，强度比灰铸铁高，抗高温 氧化能力比灰铸铁强，根据过去的装车使用市场反馈经验， 排气歧管用铸铁件应用于发动机工作温度≤600℃的条件下， 市场故障件少，满足使用要求。
球墨铸管、铸件质量技术标准
球墨铸管、铸件质量技术标准1.1总则1.1 目的为公司球墨铸铁管、管件的采购提供质量技术要求。
1.2 适用范围本标准适用于公司采购的球墨铸铁管、管件。
1.3 依据GB/T 13295-2013《水及燃气管道用球墨铸铁管、管件和附件》GB/T 21873—2008《橡胶密封件给、排水管及污水管道用接口密封圈材料规范》GB/T 17457—2009《球墨铸铁管和管件水泥砂浆内衬》GB/T 17219—1998《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》GB/T 17456.1-2009 《球墨铸铁管外表面锌涂层第1部分：带终饰层的金属锌涂层》GB/T 17456.2-2010 《球墨铸铁管外表面锌涂层第2部分：带终饰层的富锌涂料涂层》2.技术要求2.1 球墨铸铁管为离心球墨铸铁管，材质所用材质性能应满足如下要求：2.1.1 最小抗拉强度不小于420MPa；2.1.2 管径DN40～DN1000的离心铸铁管最小断后伸长率10%，DN1100～DN2600的离心铸铁管最小断后伸长率7%，非离心铸造的管件最小断后伸长率5%；2.1.3 离心铸铁管的布氏硬度不得超过230HBW，非离心铸造的管件布氏硬度不得超过250HBW；2.1.4 铸管球化率不低于二级；2.1.5 管件球化率不低于四级。
2.2 尺寸、重量2.2.1 管材尺寸球墨铸铁管尺寸执行标准GB/T 13295。
2.2.2 管件尺寸球墨铸铁管件尺寸执行标准GB/T 13295。
2.2.3 其余非标管件根据工程设计需求定制。
2.2.4 球墨铸铁直管的有效长度为5000mm（或6000mm），球铁管应平直，其直线度最大偏差不得超过有效长度的0.125%，直管及管件端面应与轴线垂直。
2.2.5 尺寸及其偏差（1）消失模管件内径和外圆应在不进行机加工的状态下，达到相关国家标准管件尺寸偏差要求。
（2）其他管件尺寸及其偏差必须符合相关国家标准要求。
2.2.6 壁厚及其偏差在材料采购清单中，有明确提出壁厚要求的，按清单要求执行，并符合GB/T 13295的规定；若采购清单中未明确壁厚要求的，则球墨铸铁管及管件按GB/T 13295中的K9级执行。
发动机排气歧管用铸铁材料工作温度
Ｇ Ｏ Ｑ ａ—ｉｇ，Ｈ Ｏ Ｘｎ Ｗ Ｕ ｕｎｌ 。 Ａ ｉ Ｕ ｎ Ｚ —
【 ．ｏ ｎ ｒ ｉａｅＤｏ ｇｅ ｇＡｕｏ ｂｌ ． ｔ．Ｈｕ ｅ Ｘｉｎ ｆｎ ４ ０ ０； ． ｘａＩ ｔｋ １Ｆ ｕ ｄｙＦｌ ｌ ｎ ｆｎ ｔｍｏ ｉ Ｃｏ Ｌｄ ， ｂ ｉ ａ ｇａ ４１ ０ ２Ｘｉｉ ｎａ ｅ＆ Ｅ ｈ ｕ ｔＭａ ｉ ｈ ． ， ． ｉ ｅ ｘａ ｓ ｎｆ ｌ ｏ Ｃｏ １ｄ ， ｔ
工 艺 、 料 加 工及 耐低 温材 料 的 研 究。 材
参
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考
文
献
（）５ ～ ２ ３：０ ５ ．
…王耀华． １ 合金铸铁切削原理与技术『 】 Ｍ． 南京： 江苏科学技术出版社，
［梁义 田． ２ １ 合金元素在铸铁中的应用［ ． ： ＭＩ 西安 西安交通大学 出版社 ，
排气 歧 管是 发 动机 的 重要 零 件 ， 见 的发 动 机 常
气歧 管 能满 足 常见 的发 动机 的高 温 排 气使 用 要求 。 然 而 ，有 时候铸 铁材 料 的排气歧 管不 能满 足发 动机
排气歧管均使用铸铁材料 ， 这是因为铸铁材料的排
的高温使用要求 ，表现为排气歧管在高温 作条件
关键词 ： 铸铁 ； 排气歧 管 ； 铸铁 ； 工作温度
中 图分 类号 ： ４ ５１ Ｕ ６． 文 献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ３ ８ ４ （ ０ ）２ ０ ８— ４ １０ — ３ ５ ２ １ Ｚ — ０ ２ ０ １
ＤＯ ：０ ９ ９ ．ｓ． ０ — ３ ５２ １． ．１ Ｉ １． ６ ／ｉ ｎ１ ３ ８４ ． ｚ ０ ３ ３ ｊｓ ０ ０ １２ Ｒ ｃ ｍｍ ｅ ｄ ｄ Ｗ ｏｒｉｇ Ｔ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｍ ｍ ａ ｉａ ｉｎ ｏ ｆ ｒ ｎ ｓ ｒ ｎ Ｇ ｒｄ ｓ Ｕｓ ｄ ｆ ｒ ｅ ｏ ｎ ｅ ｋｎ ｅ ｅ ａｕ ｅ Ｓｕ ｒ ｔ ｆＤｉｅ ｅ ｔ ｚ ｏ ｆ Ｃａ ｔＩ ａ ｅ ｅ ｏ ｏ Ｅｎ ｉｅ Ｅ ｈ ｕ ｔＭ ａ ｉ ｌｓ ｇ ｎ ｘ ａ ｓ ｎｆ ｄ ｏ
汽车发动机排气歧管用耐热铸造合金的研究与发展[1]
![汽车发动机排气歧管用耐热铸造合金的研究与发展[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/b326ad20a5e9856a56126024.png)
量正不断增加。日本川崎制铁公司 已经开发出以耐热性为主的不锈钢 R434LN(SUS444)。
排气歧管所用的不锈钢有奥氏 体系不锈钢和铁素体系不锈钢。奥 氏体系不锈钢的高温强度好，但容 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（18Cr8Ni）和SUS XM15J1（18Cr-13Ni4Si）。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。近年来，随着废 气排放规定的要求，排气温度呈高 温化的趋势。在这种情况下，可以 使用SUS444（19Cr-2Mo）系不锈 钢。此外，作为汽车排气歧管还要 具有良好的焊接性和成型性能。因 此，添加铌的低铬系(13%~14 %Cr) 的高加工性钢和适应高温排气材料 的低碳18Cr2Nb(Mo)系钢在选用 上受到广泛关注。宝钢利用超低碳 氮冶炼技术，适量添加钛、钼等元 素，开发出的Cr17Mo和409L系列铁 素体不锈钢具备优良的加工性能。 为了减轻汽车质量和延长使用寿 命，汽车发动机排气系统由最初使 用铸铁管、碳钢、镀锌碳钢转而被 铁素体不锈钢所取代，但出于成本 考虑，未来的高铬铁素体不锈钢将 被低铬不锈钢所取代。
2 排气歧管常用材料
随着发动机排气温度的不断提 高，推动了排气歧管使用材料不断 发展（见表1）。欧美发达国家汽车 发动机用排气歧管材质主要经历了 普通灰铸铁、高强度灰铸铁、普通 球铁、蠕墨铸铁、不锈钢、高硅钼
表1 排气歧管材质的适合工作温度
材料 灰铁 球铁 铁素体球铁 高硅钼球铁
最高温度/℃ 540 650 760 870
在高温下工作时，铸铁件还会 发生特有的一种不可逆的体积增大 的过程，并同时发生翘曲、龟裂， 甚至完全破坏。这种体积膨胀称为 生长，其值通常可达5%~12%，有 时甚至达到30%~50%。铸铁发生 生长时还伴随着力学性能的急剧降 低，因此对于在高温下工作的汽车 排气歧管，抗生长性和抗化性一 样重要。抗生长试验主要在抗氧化 试验的条件下测量相对生长率。
汽车发动机-国标汇总
.十、汽车发动机标准GB 3847—2005 车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟GB 3843—1983、度排放限值及测量方法GB 14761.6—1993、GB 3847—1999、GB/T 3846-1993、GB 18285—2000中的压燃式发动机汽车部分GB 14761.4—1993、曲轴箱污染物排装用点燃式发动机重型汽车GB 11340—2005 GB 11340—1989 放限值及测量方法GB 14762—重型车用汽油发动机与汽车排气污染物排放限GB 14762—2008 2002(中国Ⅲ、Ⅳ阶段)值及测量方法GB 14761.3—GB 14763—20051993、装用点燃式发动机重型汽车燃油蒸发污染物GB 14763—1993排放限值及测量方法（收集法）GB 17691—2001GB 17691—2005 、车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气GB 14762—Ⅳ、污染物排放限值及测量方法（中国Ⅲ、Ⅴ阶2002中的气体燃料点燃式发动机部分段）GB 14761.5—1993、2005 GB 18285—点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量GB/T 3845—1993、方法（双怠速法及简易工况法）GB 18285—2000中的点燃式发动机汽车部分汽车燃油箱安全性能要求和试验方法—GB 182962001GB 18352.2—轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国Ⅲ、GB 18352.3—2005 2001Ⅳ阶段）2007 —重型汽车排气污染物排放控制系统耐久性要求GB 20890 及试验方法GB/T 5181——GB/T 51812001 1985 汽车排放术语和定义安装尺寸—GB/T 165701996 汽车柴油机架装直列式喷油泵—GB/T 176921999 汽车用发动机净功率测试方法汽车发动机性能试验方法—GB/T 182972001—GB/T 183772001 汽油车用催化转化器的技术要求和试验方法QC/T 525-1999 —GB/T 190552003 汽车发动机可靠性试验方法歧管式催化转化器—GB/T 259832010QC/T 33 汽车发动机硅油风扇离合器试验方法2006 QC/T 33——1992ZB T12 002汽车发动机主轴瓦及连杆轴瓦技术条件—QC/T 2801999 (2009) —1987*ZB T12 003 —QC/T 2811999 (2009) —1987* 汽车发动机轴瓦铜铅合金金相标准ZB T12 004 汽车发动机曲轴止推片技术条件—1987* —QC/T 2821999 (2009)QC/T 288汽车发动机冷却水泵技术条件—1999 —QC/T 288.12001 (2009)2001 (2009) —QC/T 288.2 汽车发动机冷却水泵试验方法1999 2001 (2009) —QC/T 289QC/T 289 汽车发动机机油泵技术条件—1999 QC/T 468汽车散热器—QC/T 4682010 —1999 2002(2009) —QC/T 469 汽车发动机气门技术条件—QC/T 4691999 —汽车柴油机技术条件2006 —QC/T 471QC/T 47119992005 —QC/T 481—QC/T 481 汽车发动机曲轴技术条件'..QC/T 488—2000(2009) 汽车燃油箱盖、加油口QC/T 488—1999JB 14191999(2009) —机油散热器总成技术条件1974* QC/T 489—JB 3597.1QC/T 508—1999(2009) —1984* 汽车柴油机用喷油泵总成技术条件JB 3597.2 汽车柴油机喷油泵柱塞偶件技术条件—1984* QC/T 509—1999(2009)JB 3597.3QC/T 510—1999(2009) —汽车柴油机喷油泵出油阀偶件技术条件1984*JB 3597.4 —1984* 汽车柴油机喷油器针阀偶件技术条件QC/T 511—1999(2009)JB 3598汽车柴油机用喷油泵及喷油器清洁度测定方法—1984* QC/T 512—1999(2009)及限值QC/T 515—汽车发动机用调温器型式与尺寸QC/T 515—2000(2009) 1999QC/T 516—1999(2009) 汽车发动机轴瓦锡基和铅基合金金相标准JB 3657—1984*JB 3681—1999(2009) —汽车发动机气门挺杆技术条件1984* QC/T 521JBn 3745 —1984* QC/T 526—1999(2009) 汽车发动机定型试验规程JB 3764汽车发动机连杆1999(2009) ——1984* 技术条件QC/T 527JB 3898.1尺寸的2QC/T 540—1999(2009) 型法兰或压板安装喷油—1985* 汽车柴油机卜器体JB 3898.2—汽车柴油机卜尺寸的Ⅱ型法兰或压板安装喷油1985* QC/T 541—1999(2009)器体JB 3898.36型和型法兰或压板安——1999(2009) 1985* 卜汽车柴油机尺寸的5QC/T 542 装喷油器体JB 3898.4QC/T 543—汽车柴油机卜尺寸的Ⅰ型螺纹安装喷油器体—1985*1999(2009)QC/T 544汽车发动机凸轮轴技术条件—1999 —QC/T 5442000(2009)JB 3922 汽车发动机飞轮壳安装尺寸QC/T 551—1999(2009) —1985*JB 3938—1985* —QC/T 5581999(2009) 汽车发动机轴瓦双金属结合强度破坏性试验方法JB 4043 —1985* 技术条件1999(2009) QC/T 570—汽车发动机气缸套汽车柴油机涡轮增压器技术条件—QC/T 5901999(2009)汽车柴油机涡轮增压器试验方法1999(2009) QC/T 591—QC/T 631—1999汽车排气消声器总成技术条件和试验方法—QC/T 6312009 、QC/T 630—1999JB 3258—汽车发动机曲轴弯曲疲劳强度试验方法—QC/T 6372000(2009) 1983QCn 29034汽车金属燃油箱技术条件2000(2009) QC/T 644——1991汽车发动机硅油风扇离合器技术条件—QC/T 7472006汽车发动机气门—气门座强化磨损台架试验方2006 —QC/T 748 法2007 —QC/T 777 汽车电磁风扇离合器技术条件2010 —QC/T 828-汽车空空中冷器技术条件柴油车排气后处理装置试验方法2010QC/T 829—QCn QC/T 90129008汽车发动机产品质量检验评定方法1998(2009)——1991中发动机部分汽车管带式散热器芯子型式尺寸1991 —QC/T 29025 (2009)1991 —QC/T 29031 汽车发动机轴瓦电镀层技术条件(2009)1992(2009) —QC/T 29061 汽车发动机用蜡式调温器技术条件'..＊＊＊＊＊＊＊＊＊GB/T 4556—2001 往复式内燃机防火1984 GB 4556—GB 10327GB/T 10327—2011 —1989 发动机检测用标准轻柴油技术条件GB 12732—2008 1996 汽车V带GB 12732—GB 14097中小功率柴油机噪声限值GB 14097—1999 —1993GBn 264——1995 1986 小型汽油机噪声限值GB 15739 2005 三轮汽车和低速货车用柴油机排气污染物排放GB 19756—限值及测量方法（中国Ⅰ、Ⅱ阶段）非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值GB 20891—2007及测量方法（中国Ⅰ、Ⅱ阶段）GB/T 725 内燃机产品名称和型号编制规则—1991 GB/T 725—2008GB/T 726—往复式内燃机1994旋转方向、气缸和气缸盖上气门左机和发动机方位的标志及直列式内燃机右机、的定义GB/T 727—GB/T 727—2003 1985 涡轮增压器产品命名和型号编制方法GB/T 1147 —1987 中小功率内燃机第1部分：通用技术条件GB/T 1147.1—20072007 GB/T 1147.2—2部分：试验方法中小功率内燃机第2010 GB/T 1150—1993 技术条件—GB/T 1150湿式铸铁气缸套内燃机1982 —内燃机主轴瓦及连杆轴瓦技术条件GB 11511993 GB/T 1151—、辐射的空气噪声测量工程法及—1989GB/T 1859 往复式内燃机2000 GB/T 1859—1987 简易法GB/T 8194——1989 第往复式内燃机2005 GB/T 1883.1—词汇1部分：发动机设计和运GB/T 1883 行术语1989 —GB/T 1883.2—2005 GB/T 1883部分：词汇往复式内燃机第2发动机维修术语1989 GB/T 2061—2004 散热器散热片专用纯铜及黄铜带箔材—GB/T 20611982 —柴油机用喷油泵、调速器、2005 GB/T 2940—喷油器弹簧技术条件GB/T 29401983 ——GB/T 38212005 中小功率内燃机清洁度测定方法GB/T 38211984 2003 GB/T 4672—往复式内燃机手操纵控制机构标准动作方向GB/T 4672—1995 —GB/T 47592009 GB/T 4759 内燃机排气消声器测量方法—1984 GB 4760声学消声器测量方法—GB/T 47601995 —1985 柴油机喷油泵柱塞偶件技术条件GB/T 5264——GB/T 526420101997 GB/T 5770—2008 GB/T 5770—柴油机柱塞式喷油泵总成技术条件1986 GB/T 5771技术条件柴油机喷油泵出油阀偶件—2010 GB/T 5771—1986 GB/T 5772技术条件柴油机喷油嘴偶件—2010 GB/T 5772—部分：第性能往复式内燃机2008 —GB/T 6072.11功率、GB/T 6072.1燃料消耗—2000通用发动机的附和机油消耗的标定及试验方法加要求2003 第性能往复式内燃机32008 —GB/T 6072.3 部分：试验测量—GB/T 6072.3 部分：调速第2000 GB/T 6072.4—性能往复式内燃机 4—GB/T 6072.52003 部分：扭转振动第5 性能往复式内燃机GB/T 6072.6部分：超速保护6—GB/T 60721985 第2000 —性能往复式内燃机发动机功率代号2000 —GB/T 6072.7部分：第性能往复式内燃机72003 固部分：1 零部件和系统术语往复式内燃机第2009 —GB/T 6809.1—GB/T 6809.1 定件及外部罩盖1988—2006—GB/T 6809.2GB/T 6809.2气部分：2第零部件和系统术语往复式内燃机'..门、凸轮轴传动和驱动机构1989 GB/T 6809.3主—零部件和系统术语第3部分：GB/T 6809.3—2006 往复式内燃机要运动件1989 部分：增GB/T 6809.4—往复式内燃机零部件和系统术语GB/T 6809.4—2007 第4 压及进排气管系统1999 GB/T 6809.5 零部件和系统术语GB/T 6809.5—2010 第5部分：—往复式内燃机冷却系统1999 —部分：第GB/T 6809.6—2009 6润GB/T 6809.6往复式内燃机零部件和系统术语滑系统2005 ——2009 GB/T 6809.7往复式内燃机零部件和系统术语第7部分：调GB/T 6809.7 节系统2000 —第8部分：GB/T 6809.8 往复式内燃机零部件和系统术语—GB/T 6809.82010起动系统部分：监往复式内燃机零部件和系统术语—GB/T 6809.92007 第9 控系统1987 内燃机排放术语和定义—GB/T 81882003 GB/T 8188—1999 —GB/T 8190.12010 GB/T 8190.1—气体和颗排放测量往复式内燃机第1部分：粒排放物的试验台测量气体和颗粒:部分第2往复式内燃机排放测量1999 GB/T 8190.2—GB/T 8190.2—2011 排放物的现场测量GB/T 8190.3 第部分：稳态工况3排放测量往复式内燃机—2003排气烟度的定义和测量方法1999 GB/T 8190.4—2010 GB/T 8190.4—不同用途往复式内燃机排放测量第部分：4 发动机的稳态试验循环部分：试验燃料排放测量往复式内燃机2011第5—GB/T 8190.5 排放测量第部分：测量结果6 往复式内燃机2006 GB/T 8190.6—和试验报告部分：往复式内燃机—GB/T 8190.72003 排放测量第7发动机系族的确定部分：第8发动机系往复式内燃机排放测量—GB/T 8190.82003组的确定2010GB/T 8190.9—压燃式发往复式内燃机排放测量第9部分：动机瞬态工况排气烟度的试验台测量用试验循环和测试规程GB/T 8190.10—2010 部分：压燃式10 排放测量往复式内燃机第发动机瞬态工况排气烟度的现场测量用试验循环和测试规程11部分：非道路移—GB/T 8190.112009往复式内燃机排放测量第动机械用发动机瞬态工况下气体和颗粒排放物的试验台测量GB/T GB/T 10398 振动评级和测试方法GB/T 2008 —10398-1989, 小型汽油机10399-1989 汽车同步带轮GB/T 10414.2—2002 —GB/T 10414.21989 同步带传动带传动2000 2012 —GB/T 10716同步带传动物理性能试验方法汽车同步带—GB/T 107161989 词汇燃油喷射装置部分：喷油泵12007 —GB/T 10826.1 第GB/T 10826—1989—2008—GB/T 10826.2GB/T 10826 部分：喷油器2第词汇燃油喷射装置'..GB/T 10826.3—2008 燃油喷射装置词汇第3部分：泵喷嘴GB/T 10826—1989GB/T 10826—2008 —1989 第4部分：高压油管和管端燃油喷射装置词汇GB/T 10826.4 连接件共轨式燃油喷射第5部分：—2008 燃油喷射装置词汇GB/T 10826.5 系统GB/T 11355 —1989 V2008 GB/T 11355—带和多楔带传动额定功率的计算GB/T 11356.1 VGB/T 11356.1—2008 带轮(基准宽度制) 槽形检验—1997带传动GB 11356—) 1989中窄V带轮槽带传动普通及窄V带传动用带轮(GB/T 11356.2—1997 有效宽度制槽形检验形检验部分GB/T 11545 —1996 带—2008 汽车工业用V 疲劳试验带传动GB/T 11545GB/T 12734汽车同步带GB 12734—2003 —1991GB/T 13352—1996带传动汽车工业用V带及其带轮尺寸，GB/T GB/T 13352—20081992—134051993 GB/T 14096试验方法—GB/T 14096—2008 喷油泵试验台2003 GB/T 17804往复式内燃机图形符号GB/T 17804—2009 —汽车同步带疲劳试验方法—GB/T 181832000安全要—GB/T 20064.12006 手柄起动装置第1部分：往复式内燃机求和试验部分：脱开角2 往复式内燃机手柄起动装置2006 GB/T 20064.2—第试验办法中、高速往复式内燃机底脚结构往复式内燃机GB/T 20787—2006噪声测试规范一般要发动机功率的确定和测量方法内燃机GB/T 21404—2008求往复式内燃机2008 GB/T 21405—发动机功率的确定和测量方法排气污染物排放试验的附加要求—GB/T 214062008 内燃机发动机的重量（质量）标定往复式内燃机—GB 20651.12006 安全部分：压燃式发动机第1 往复式内燃机驱动的发电机组2008 GB/T 21428—安全性—GB/T 233372009 内燃机进、排气门技术条件内燃机增压空气冷却器2009 —GB/T 23338技术条件内燃机—GB/T 233392009 曲轴技术条件连杆技术条件2009 GB/T 23340—内燃机—GB/T 233422009 往复式内燃机回弹式绳索起动装置基本安全要求2009 —驱动的交流发电机往复式内燃机(RIC)GB/T 23640 技术条件飞轮往复式内燃机2009 —GB/T 24748排气歧管铸铁件2011 —GB/T 26653 汽车拖拉机用散热器芯子—JB/T 22911978 结构型式及尺寸系列1978 —JB/T 2292汽车拖拉机用散热器进、出水口、加热口及盖—JB/T 22931978 汽车拖拉机用散热器风洞试验方法1992 2005 —JB/T 6012—JB/T 6012 内燃机进、排气门技术条件1993JB/T 6012.2－JB/T 6720 部分：金相检验2008—2第进、排气门内燃机'..JB/T 6719—1993 部分: 磁粉探伤内燃机进、排气门JB/T 6012.3—2008 第3JB/T 5093—1991 进、排气门第JB/T 6012.4—2008 4部分：摩擦焊气门超内燃机声波探伤JB/T 6013—JB/T 60132011 —低压金属油管组件技术条件2000 柴油机JB/T 6014 —JB/T 60142011 柴油机高压油管组件技术条件—2000JB/T 6015—低压输油胶管组件技术条件—JB/T 60152011 2000 柴油机JB/T 8118 —1995 —JB/T 81181997 内燃机活塞销技术条件JB/T 8126.1内燃机—1第部分：总成—JB/T 8126.12010 技术条件1999 冷却水泵JB/T 8126.12 冷却水泵第部分：总成—1999 2010 JB/T 8126.2—试验方法内燃机JB/T 67186 内燃机冷却水泵第部分：—1993* —JB/T 8126.62010 技术条件V带轮—HJ 437气体燃料点燃式发动机与汽车车载2008 车用压燃式、(OBD)诊断系统技术要求HJ 438车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排放2008 —控制系统耐久性技术要求HJ 439车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车在用2008 —符合性技术要求'.。
某天燃气发动机排气管故障分析及改进
某天燃气发动机排气管故障分析及改进
■ 唐克远 1 王亮 1 刘文元 2
1. 广西玉柴机器股份有限公司，广西玉林市 537005 2. 广西交通职业技术学院，广西南宁市 530216
摘要：某重型用天燃气发动机在使用过程中，出现发动机排气歧管批量漏气、渗漏故障。通过分析，故障原因是高温条件下长期运转， 造成排气歧管弯曲变形，导致排气歧管法兰无法有效密封。针对排气歧管弯曲变形原因进行分析，设计了新的分段式排气管方案，并用 CAE 技术对新方案进行固、气耦合及高周疲劳分析，通过试验和市场的验证结果表明，方案改进措施有效。 关键词：发动机；弯曲变形；固、气耦合；排气歧管
图 5 排气管螺栓编号
3.5 排气歧管与螺栓间隙计算
排气歧管与螺栓间隙如图 6 所示。由图 6 可知，除 6-4
参考文献 [1] 26653-2011_ 排气歧管铸铁件 . 北京 : 中国标准出版社 2011.10 [2] 赵新武 . 依据排气歧管工作温度选择材料及其注意事项 .[J] 铸
造技术 .2019,40(04) [3] 莫春平 .YC12VCX3000-D31（CVX10）-2401_200h 发电单机
3.4 排气歧管螺栓轴力计算
排气歧管安装螺栓序号及位 置 对 应 关 系 如 图 5 所 示。 计 算 排 气 歧 管 螺 栓 轴 力 变 化 情 况， 结 果 显示，第 6-3 号螺栓轴力减小最多，其最小值螺栓轴力为 34708.2N， 较 初 始 预 紧 力 39583.3N 下 降 了 12.32%， 满 足 20% 轴力衰减限值要求。
疲劳安全系数计算结果对比见表 1。由表 1 可知，方案 1 无法满足要求，方案 2 高周疲劳安全系数为 1.21 达目标值 ≥ 1.2 要求。
国家标准《燠氏体铸软件》解读
国 家标 准
氏体 铸 铁
赵新 武 ，郭全领
解 读
（． １西峡县 内燃机进排气管有限责任公 司，河南西峡 ４ ４ ０ ；２ 东风汽车股份有限公司铸造分公司，湖北襄樊 ４ ５ ０） ７５０ ． ４００
氏体铸 铁
分类》 标 准 中的牌号 。共 １个 牌号 ，其 中 ２
灰铸 铁２ ，球 墨铸铁 ｌ个 ，分别 为一般工程 用和特 殊 个 ０
用途两类 。
３５ 订单信 息 ．
与ＩＯ２９ ：２０ Ｓ ８２ ０７
氏体 铸 铁
分类》 标 准 相
铸铁
分 类》 和美 国ＡＳ Ｍ ４９ ３ （０９ 重 审 ） Ｔ Ａ ３—８ ２０ 年
热处理规范 。依据ＩＯ２９ ：２ ０ Ｓ ２ ０７ ８
氏体铸铁
分
标 准 ，高镍 奥 氏体 铸铁 的高 温热处 理工 艺为 ：升 温速 率不 超过 １０Ｋｈ ５ ／，加 热 到８５ ９０℃在 炉 内保 温 ，降 ７～ ０
温 速率 不超 过５ ／ ，冷 却 到 ５０℃ 出炉 。依 据美 国 ０Ｋ ｈ ０
５ 标 准 的特 点
（） 标 准按 照 ＴＯ ９ ０ 的要 求 ，突 出 了需方 的要 １ Ｓ ０ ０ 求 ，体现 了以顾客 为导 向的原则 。 （）强调 了供需双方协商 一致 的原则 。 ２
（） 突出了产品质量 的可追 溯性 。 ３ （）适用性 更强 ，更具先进 性 。 ４
增 加 了铸件一 般情 况下 铸态供 货 的条款 ，修改 了
件 ，国内外市 场对高镍 奥 氏体铸 铁件 的需 求越来 越大 。
３ 标 准 的主 要 内容
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２ 标准主要起草过程
２ ０ 年 １月 ，全 国铸造 标委 会 组建 “ ０８ ０ 排气 歧管 铸
３ 标准的主要 内容
３１ 范 围 ．
标 准规定 了内燃机 排气歧 管铸 铁件 （ 以下简 称 铸
件 ） 的技术要 求 、试验 方法 、检验 规则 、标 志 ，以及
质量 证 明书 、防锈 、包装 、储存和运输 等 。
标 准适用 于砂 型铸造 或 导热性 与砂 型相 当 的铸 型
中铸 造 的铸 件 。对于用 其他 铸造 方法 生产 的铸件 ，也 可参照使用 。
限 。 因此 若 不 尽 快 开 展 排 气 歧 管 新 材 料 、新 工 艺 、 新 技 术 的研 究 ，同时 制 定 相关 铸 铁 件 标 准 ，推 广 新 材 质 、新 工 艺 、新 技 术 的应 用 ，国 内市 场 必 然 会 被 国外企 业 占领 ，我 国汽 车 发 动机 技 术 的 自主 研 发 进 程也将 受 到影 响 。 由于 国内没有 相应 的 国家标准 ，各个 发动 机公 司 在选 择排气 歧管 材料 时随 意性较 大 ，造 成排 气歧 管材 料牌 号繁 杂 ；给 生产企 业造 成 了许 多不 便 ，生产难 以 组织 ，炉料难 以管理 ，质量难 以控 制 。发 动机 功率 提 升后 ，排气 温度 提高 ，原 有材 料 已不能满 足要 求 ，使
要求有着 明显 的影响 。
铁件 ”标准起 草工 作组 ，委 托西 峡县 内燃机 进排 气 管 有 限责任公 司负 责起 草 ，东 风汽 车有 限公 司铸造 分公
司等单位参 与了该 项标准 的起 草工作 。
起草工作组 根据企业 多年 的生 产经验 、试 验数据 、
检测 报告 、技 术 文件及 国家 相关 标准完 成 了标准 的 主
铸
・
造
Ａｕ ． ０１ ｇ ２ ２ Ｖ０ ． １ Ｎ０ 国家标准 乍 气歧 管铸铁
赵 新 武 ，郭全领 。
解读
（． １ 西峡县 内燃机进排气管有 限责任公司，河南西峡 ４ ４ ０ ；２ 东风汽车股份有限公司铸造分公司，湖北襄樊 ４ ５０ ） ７５０ ． ４００
要 条 款 ，参 与起 草 的单 位对 标 准 的条 款 进行 了修 改 、 补充和完善 。 标 准起 草工作 组于 ２ ０ 年 初完 成标 准征 求 意见稿 ０９ 后 ，向行 业 内广 泛 征求 意 见 ，对 反馈 意 见 进行 汇 总 、 讨论 。２ ０ 年４ ，全 国铸 造标委会 又召集 国 内的一些 ０９ 月 机动 车排气 歧 管铸铁 件生 产厂 的工程 技术 人员 和 国 内
２１ 《 ０ 蠕墨铸铁 金相检 验》 ＢＴ２６ ５ ２ １ 嚅墨 １ 、Ｇ ／ ６ ５－ ０ １
鉴 于这 种情 况 ，各个企业 都 迫切希 望有 一个标 准来 规 范排气 歧管 的材 料 ，使 发动 机企业 能够 根据 发动机 的
性能选 择相 应 的材料 ，生产 企业 能够依 据相应 的材 料 来 组织生产 ，能够使 用标准来指导生 产 。 综 上所述 ，制定 我 国 的 Ｅ 气歧 管铸 铁件》 国家 标 准 ，是行业 发展所必要且急需 的。
１ 标 准 的概 况
排 气歧 管是 内燃机关 键零 部件 之一 ，对 发动 机 的 性能具 有 明显 的影 响。一方 面能否 持久 承受 高温 冲击 而始 终保 持不漏 气 ，关 系着 发动机 能否 有效 利用燃 油 而最 大限度 地输 出动力 。另 一方 面 ，排气 歧 管 的内腔 流道 设计 、制造 是否合 理 ，对废气 排放 能否 满足 环保
３２ 规 范性 引用 文件 ．
在规 范性 引用文 件 中全部 采用 最新 版 的标 准 名称 和 编 号 ，全 部 为 非 注 日期 引 用 。其 中 Ｇ ／ ６ ５ — Ｂ Ｔ２ ６ ６
用过程 中造 成排 气歧 管开裂 、变形 、烧蚀 等 现象 。选
择什 么样 的材料 才能满 足需 求 ，各 个发 动机 厂家并 不 统一 。这种现象严 重影 响了发 动机企业 的 国际竞 争力 。
目前 ，国外 同行 业领 先 企 业 正在 研 制重 量 更轻 、
研究 排气歧 管 的专家 ，对 “ 排气歧 管铸 铁件 ”标 准 草 案进 行讨论 ，提 出 了许 多修 改意 见 。起 草工 作组 按 照
工作会 议讨论 的意见 ，对标 准 内容再作 进一 步 的修 改 和补充 。２ １年６ ０ ０ 月全 国铸造 标准化技 术委 员会 铸铁分
技术 委员会 在河 南省 西峡 县召开 标准 审查 会 ，最 后 形 成标准 的报批稿 。
耐 高 温 冲击 性 能更 佳 的新 型 合金 铸 铁 发 动 机 排 气 歧 管 ，而 我 国排 气 歧 管 基 本 上仍 以普 通 球 铁 和 普 通 蠕
铁 为 主 ，零 件 本 身 重 量 较 大 ，理 化 性 能 提 升 空 间 有
铸铁件》 ＢＴ２６８ ２ 奥氏体铸铁件》是新增 、Ｇ ／ ４－ ０ ６ １ １《 加 的 国家标准 。
３３ 技 术要 求 ．
３ ． 材料 ．１ ３
依据 国内外 的相关资料 把排气歧 管的材料 分为 ５ 大 类 ：灰铸 铁 、蠕墨铸 铁 、硅钼 球墨铸 铁 、硅 钼蠕 墨铸
铁 、高镍奥 氏体球 墨铸铁 。其 中常用 的牌号 为Ｈ ２０ Ｔ０ 、
发 动机排 气歧 管工作 条件 恶劣 ，处 于循环 交 变温 度状态 下工 作 ，受 热温 度极 不均匀 ，表层 与 内腔相 差
几百 度 ，这对排 气歧 管的材 料 、力 学性 能 、高温 力学 性能 和使 用性 能有较 高 的要 求 。随着发 动机 功率 的加
大 ，气 体排 放温 度越来 越 高 ，对排 气歧 管 的耐高 温抗 氧化性能要求更 高 。