发动机排气管设计原理
(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。
排气歧管原理
排气歧管原理排气歧管是发动机中非常重要的组件之一，通常位于发动机缸体下方，连接着汽缸和排气管。
这个零件的作用非常重要，可以起到提高发动机效率，增加动力输出，降低环保排放等多重作用。
排气歧管的工作原理基于利用引导气流的力量，从而加快废气的流动速度。
当发动机完成燃烧时，废气和未燃燃料会通过汽缸排出，然后进入排气歧管。
排气歧管内搭载着很多分叉管，通过调整分叉管的长度和直径，可以使废气在管内流动时形成一种脉冲状态。
这个状态能通过排气歧管管壁反射产生压力波，然后产生一种气体流动变化的现象，也就是所谓的“压力反力”，这种压力能够帮助排气更快速的排出。
并且，压力波的反向运动也能够对发动机燃烧室开启方式产生积极的作用，提高燃烧效率，从而带来更好的动力输出。
排气歧管的设计原理涉及到多个因素，比如引导气流和管壁形态，流道的形状和大小等等。
这些因素的设计不仅能够影响到发动机的性能，同时还会影响到发动机的耗油量和环保排放。
因此，对于发动机制造商来说，这是一个非常重要的设计环节。
首先，设计者需要考虑的是排气管的长度和直径。
排气管的长度会影响排气系统的波长频率，这会影响到系统内气流的速度和压力。
在设计系统时，需要保证波长频率能够与想要压缩到达的部分的频率匹配。
设计者还需要考虑到流道的几何形状。
采用曲率形式的歧管相比直线形歧管在吸气、排气显然更合理，首先它更适合发动机爆发性高耗能的操作，没有直线性排气管Cold-Machine的症状（即发动机低于某个级别下的输出能力较差）。
其次曲率流道的阻力相对于直线流道小，从而能够更高效地流动。
不同的弯管角度可以产生不同的反响力，这能够产生更高的压缩效果。
最后，设计师还需要考虑抑制噪声的问题。
除了阻挡噪音的消音器外，他们还需要对排气歧管进行优化，以便确保废气可以在系统内快速流动，从而带来更好的输出效果。
排气歧管的优点：排气歧管能够极大地提高发动机的效率，改善发动机的性能。
祥见：（1）在加速和行驶高速时，排气歧管能够使废气的速度更快，提高发动机的动力输出。
摩托车排气管原理
摩托车排气管原理
摩托车排气管是引擎排出废气的通道，其主要功能是排除发动机在燃烧过程中产生的废气，并改善发动机的性能。
排气管的设计原理是通过合理的管道长度、直径和形状，以及排气门的开启和关闭时间控制，实现最佳的排气效果。
通过排气门的开启，废气被推出引擎气缸，然后通过排气管排出。
排气管的长度对引擎性能有着重要影响。
较长的排气管可以帮助提高汽车低转速下的扭矩表现，而较短的排气管则有利于提高高转速时的动力输出。
此外，排气管的直径也需要根据引擎的设计和性能要求进行选择。
一般来说，较大的直径可以帮助减小排气压力，提高排气效率。
此外，排气管的形状也对发动机性能有一定影响。
某些特殊形状的排气管（例如倒Y形）可以帮助提高废气的排出效果，
减少废气的滞留，从而提高发动机的运转效率。
排气管还可以通过安装消声器来减少排气噪音。
消声器内部设置有吸音材料，当废气通过时，其中的隔音材料可以吸收部分噪音，从而减少排气管产生的噪音。
总的来说，排气管的设计原理是为了最大化废气的排出效果，提高发动机的性能和效率。
通过合理设计和选择合适的排气管，可以使摩托车发动机获得更优秀的性能表现。
发动机排气系统工作原理
发动机排气系统工作原理
《发动机排气系统那些事儿》
嘿，咱今天就来聊聊发动机排气系统的工作原理。
就说我那次去看赛车比赛吧，那赛车在赛道上飞驰，发动机轰鸣的声音简直太震撼了！我就特别好奇这发动机排气系统到底是咋工作的。
你看哈，发动机就像一个大力士，它在里面拼命干活，把燃料燃烧产生的能量转化为动力。
而这燃烧之后呢，就会产生废气，这些废气可不能就这么留在发动机里呀，那不得把发动机憋坏了。
这时候排气系统就登场啦！它就像一个专门负责清理垃圾的小团队。
首先呢，废气从发动机里出来，通过一根管子，这根管子就像一个通道，把废气引出来。
然后呢，废气会经过一个像大罐子一样的东西，这就是消音器啦。
消音器的作用可大了，它能把那刺耳的排气声音变得柔和一些，不然那声音能把人耳朵都震聋喽！接着呢，废气就顺着管道排出去啦，就像人呼出一口气一样。
这排气系统的工作原理其实也不复杂，就是把发动机产生的废气顺利地排出去，让发动机能更好地工作。
就像我们人一样，得把身体里的废物排出去，才能保持健康嘛。
哎呀，每次想到那赛车场上发动机的轰鸣声和排气的声音，我就对这排气系统特别感兴趣。
它虽然看起来不怎么起眼，但却是发动机正常运转不可或缺的一部分呀！
这就是我对发动机排气系统工作原理的一点小理解，是不是还挺有意思的呀！。
汽车排气系统设计
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。
4105型柴油机进排气管设计说明书正文
第四章 设计计算书 ............................................................................................................... 35
4.1 进排气管的核算 ................................................................................................................ 35 4.2 排气管的核算 ..................................................................................................................... 35
第二章 设计方案及原理 .......................................................................................................9
2.1 材料的选择要求 ................................................................................................................... 9 2.2 进排气管类型选择及基本尺寸 ...................................................................................... 9
致
谢 .............................................................................................................................................. 37
摩托车排气管原理
摩托车排气管原理摩托车排气管是整个排气系统中非常重要的一个部分，它直接影响到发动机的排气效率和性能。
排气管的设计原理和工作原理对于摩托车的性能和燃油经济性都有着重要的影响。
下面我们就来详细介绍一下摩托车排气管的原理。
首先，摩托车排气管的设计是为了提高发动机的排气效率。
在发动机工作时，气缸内的燃烧会产生高温高压的燃烧气体，这些气体需要通过排气管排出。
而排气管的设计可以通过合理的长度和形状来利用排气脉冲波，从而在一定程度上提高排气效率，减小排气阻力，提高发动机的输出功率。
其次，排气管的设计也可以影响到发动机的扭矩输出。
通过合理的设计，可以在低转速时提高发动机的扭矩输出，使摩托车在起步和爬坡时有更好的动力表现。
而在高转速时，排气管的设计也可以减小排气阻力，提高发动机的最大功率输出。
此外，排气管的设计还可以影响到发动机的声音和排放。
合理的排气管设计可以降低发动机的排气噪音，提高车辆的行驶舒适性。
同时，排气管的设计也可以影响到发动机的排放，通过合理的设计可以提高发动机的燃烧效率，减少有害气体的排放。
总的来说，摩托车排气管的设计原理是为了提高发动机的排气效率和性能，通过合理的设计可以提高发动机的输出功率和扭矩，降低排气噪音，减少有害气体的排放，从而提高摩托车的整体性能和环保性能。
在选购摩托车排气管时，消费者可以根据自己的需求选择合适的排气管，一般来说，性能排气管可以提高发动机的输出功率和扭矩，但可能会增加排气噪音和排放量；而静音排气管可以降低排气噪音和排放量，但可能会降低发动机的输出功率和扭矩。
因此，消费者在选择排气管时需要根据自己的需求进行选择。
总之，摩托车排气管的设计原理和工作原理对于摩托车的性能和环保性能都有着重要的影响。
合理的排气管设计可以提高发动机的排气效率和性能，从而提高摩托车的整体性能和环保性能。
消费者在选购排气管时需要根据自己的需求进行选择，以获得更好的驾驶体验和环保效果。
排气管原理
排气管原理
排气管是发动机的一个重要组成部分，它的设计和工作原理对于发动机的性能
和排放有着重要的影响。
排气管的主要作用是引导和排放发动机燃烧后产生的废气，同时也对发动机的性能和功率有着直接的影响。
下面我们将从排气管的结构和工作原理两个方面来详细介绍。
首先，排气管的结构。
排气管通常由进气口、消声器和尾管三部分组成。
进气
口是连接发动机的部分，它接收发动机燃烧后产生的废气，并将其引导至排气管内。
消声器是排气管的一个重要组成部分，它通过吸收和反射声波来减少排气管产生的噪音，同时也对排气管内的气流有一定的影响。
尾管是排气管的末端部分，它将废气排放至大气中，并且在一定程度上影响了废气的排放方式和声音。
其次，排气管的工作原理。
排气管的工作原理主要包括排气和消声两个方面。
在发动机工作时，气缸内的燃烧产生了高温高压的废气，这些废气需要及时排放以保证发动机的正常工作。
排气管通过其内部的设计和结构，能够有效地引导废气并将其排放至大气中。
同时，排气管内的消声器也能够通过吸收和反射声波来减少排气管产生的噪音，提高车辆的驾驶舒适性。
总结一下，排气管作为发动机的重要组成部分，其结构和工作原理对于发动机
的性能和排放有着重要的影响。
合理的排气管设计能够提高发动机的功率和燃烧效率，同时也能够减少废气的排放和噪音的产生。
因此，在发动机的设计和改装中，排气管的选择和设计都是至关重要的。
希望通过本文的介绍，能够对排气管的结构和工作原理有一个更加深入的了解。
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发动机消音排气管设计
活塞式发动机排气系统主要由排气管、消音器、触媒转换器及其他附属元件构成。
工作原理和功能：
一般排气管材质大多为铁管，但在高温及湿度的反复作用下容易氧化生锈。
而排气管属于外观部件，所以大都在表面喷上耐热的高温漆或者电镀。
但是无行之中也增加了重量，因此现在许多改用不锈钢材质，甚至是竞技用钛合金排气管。
四冲程多缸发动机大多采用集合型式排气管，就是将各缸的排气管集结，再由一支尾管排出废气。
以四缸车举例，通常用4 in 1的型式，优点不仅是可以扩散消音更可以利用各缸的排气惯性提高排气效率来增加马力输出。
但这一效果只能在某个转速范围内有明显的发挥。
因此必须从骑乘的需求目的来设置集合管实际发挥发动机马力的转速区域。
早期多缸摩托车的排气设计均采用各缸独立的排气系统。
以此避免各缸的排气干涉，利用排气惯性与排气脉冲来提高效率。
缺点是：在所设定的转速范围以外，扭力值下降比集合管更多。
这是独立排气系统被集合管取代的最大之原因。
排气干涉
集合管在整体上表现优于独立管，但在设计上要有更高的技术含量来降低各缸的排气干涉。
通常做法是先把点火相对缸（1~4；2~3）的两支排气管集中在一起，再集合两组点火相对缸的排气管。
就是4 in 2 in 1型式，这是避免排气干涉的基本的设计方式。
理论上4 in 2 in 1比4 in 1要更有效率，外观上也不同。
但实际上两者的排气效率区别很小，因为4 in 1的排气管里有导向隔离板，所以使用效果区别不大。
不管是怎样设计都是为了使发动机有更大的马力输出和更宽广的动力范围。
4 in 2 in 1形式排气管
排气惯性
气体在流动过程中具有一定惯性，排气惯性比进气惯性来的大。
因此可以利用排气惯性的能量来提高排气效率，在高性能发动机上排气惯性具有很大的作用。
一般人认为废气是在排气行程时由活塞推挤出去的，当活
废气以很高的速度喷出排气门。
这时的状态并不是由活塞推出，而是在压力下自行喷出的。
废气以高速进入排气管后，立刻膨胀减压，这时后面靠压力喷出的废气会来不及填充与前方废气之间的空间，因此在排气门后面会形成部分负压状态；而负压会把剩余的废气完全抽出，如果这时进气门打开，也可以把新鲜混合气吸入缸内，这样不仅提高了排气效率也提高了进气效率，进排气门同时开启时，曲轴移动的角度称为气门重叠角。
之所以设计气门重叠角，是要利用排气时产生的惯性来提高气缸里新鲜混合气的填充量。
以此提升马力和扭力输出。
不管是四冲或两冲，在排气时都会产生排气惯性和脉冲。
只是两冲程发动机进排气机构与四冲程发动机不同，必须配合排气管的膨胀室才能发挥最大作用。
排气脉冲
排气脉冲属于压力波的一种，排气压力在排气管里传导形成压力波，利用其能量可以提高进排气效率。
正压波与负压波能量一样，但方向相反。
压力波
传导于排气口与排气门之间。
反射次数越多能量逐渐减小，直到新的压力波产生。
为了利用压力波，排气门开启时间很重要。
如果在排气门开启时正好产生负压，就能提高排气效率。
为了改变负压波到达时间，必须考虑排气管长度。
因为压力波的传导速度不变。
排气脉冲与排气惯性的速度不同，很难用同一固定长度的排气管来获得这两种能量的优点。
发动机连续运转下排气脉冲产生数次重叠，有干扰现象，其效果低于排气惯性，应以排气惯性为首要因素来设计排气管长度。
抽吸现象
进入集合管的废气因流动惯性而对其他未排气管路产生抽吸作用。
相邻管路的废气被吸出。
这种现象可以利用来提高排气效率；当某缸排气结束，接着就是另一缸排气开始，以点火相对缸作为分组标准合并排气管，再集合另一组排气管，形成4 in 2 in 1型式，利用抽吸现象帮助排气，四合一排气管使废气旋转增加其效率。
消音器
发动机排出的高温高压废气如果直接排放到大气里，气体会急速膨胀产生很大的噪音，所以要有冷却消音的装置；消音器内部有许多消音孔和共鸣室，内壁有玻璃纤维吸音棉，以便吸收震动、噪音。
较常见的是膨胀型消音器，其内部一定要有长短室。
因为消除高频音需用短筒型膨胀室。
消除低频音则用长筒型膨胀室。
如果只用相同长度的膨胀室，只能消除单一音频，分贝虽然降低，却不能产生人耳可接受的音色。
消音器的设计要考虑到发动机排气声浪能否被人耳接受。
触媒转换器
以前的发动机没有装配触媒转换器，废气对空气的污染非常严重，为了改善尾气污染便有了触媒转换器。
早期的二元触媒转换器只将废气里的一氧化碳、碳氢化合物转换成二氧化碳和水。
但排放的废气里还有氧化氮这种有害物质，只有经过化学还原才能转换成无毒的氮和氧。
因此在二元触媒中添加了还原触媒剂（铑），便是现在的三元触媒转换器。
目前束波回压谐振消音器集合管几乎都用在四冲程车上，那能否用在多缸二冲程发动机上呢？答案是不行的。
虽然二冲程发动机、四冲程发动机都是往复式内燃机，但进排气机构有很大不同，二冲程发动机用气缸上的进、排气口进行进排气的循环，不同于四冲程发动机那样有明显的进、排气冲程，所以二冲程发动机在排气管里设置膨胀室来提高新鲜混合气的填充效率；为了充分发挥膨胀室的功能，各缸必须有独立的排气系统，某些双缸、多缸二冲程发动机会共用膨胀室，这是为了减轻排气管重量，里面有隔板来隔开各缸的膨胀区，各缸的膨胀室实际都是独立的。
二冲程多缸发动机排气管
膨胀室
二冲程发动机排气口的关闭由活塞控制，开启时间和出口大小直接影响发动机性能。
在有限的条件下对排气口的设计、配置显得较困难，进入气缸的新鲜混合气也很容易从排气口流失，造成填充量不足，使马力下降。
所以在排气管里设置膨胀室，利用其功能来充分抽出气缸内废气，并且将进到排气口里的新鲜混合气反充填到气缸里。
当活塞下行开启排气口时，废气从排气口冲出，由排气管前段经过扩散区再进入到膨胀室内，因为空间变化造成压差，废气速度减慢并充填膨胀室。
直到产生足够的压力，废气向膨胀室后面的收敛区移动。
经过收敛区进入排气尾管排出废气。
当废气流经收敛区时，压差又开始产生。
产生压力波往反方向回传，排气口处的新鲜混合气遇到压力波时便被反推回气缸。
这时活塞向上移动关闭排气口，压力波又被反射，有助于排出剩余的废气。
因此二冲程发动机排气管膨胀室的好坏直接影响其性能。
束波回压谐振消音器制作公式
1：头段——横截面大于气缸排气口10~15%；长度是其直径的6~8倍。
2：扩散锥——7~10度；陡峭=束波尖锐，平缓=束波平滑。
3：膨胀室——长度决定回转时间与回波压力，回转时间短有利高速。
4：收敛锥——14~20度；陡峭=尖锐，平缓=平滑。
5：尾管——其直径为头段直径的0.58~0.62倍，长度为直径的12倍。
目前改装消音器材质
钛合金
钛合金具有高强度轻量的特点，用来制造排气管可以减轻车重，使骑乘感大为改变，所以竞技车辆多数采用钛合金排气管，随着使用率增加，价格不像以前那么高，一些原厂车就配备钛管。
钛管的颜色：钛合金排气管另一个特点就是它多种多样的颜色，它本身是银色，为什么有这么多颜色变化呢？原因就在钛合金表面的氧化皮膜，经过高温加热促进氧化后，皮膜变厚，光线经过折射产生了颜色的变化；皮膜由薄到厚颜色分别是：金、棕、蓝、黄、紫、绿、黄绿、粉红；400度左右由金色转为蓝色；500度左右是紫色；600度时变为淡紫色；要做出其他颜色就要进行阳极氧化处理；将钛合金接上正电，放入电解液中，以电压高低控制氧化皮的厚度，这样可以做出更多的色彩。
碳纤维
碳纤维是由压克力树脂与碳素加工后形成的纤维，具有很高的抗拉强度，毕竟只是由纤维组成，只有在横向受力时才能发挥作用。
因此在排气管中只能用在尾段部分，比一般金属尾段更具防烫效果。
不锈钢
这是一种具有百年以上历史的合金，主要合金成分是铬，在钢材表面形成一层氧化层，保护钢材不再继续氧化，不锈钢耐腐蚀不具磁性，强度韧性好、易加工，是制作排气管的好材质；在改装排气管中以不锈钢数量最多。