汽车乘用车 排气系统 结构设计说明书
排气系统说明书-赵明华
应用斯特林发动机的汽车节能降噪排气系统设计说明书设计者：赵明华，王盛东，康喜生，黄红宁，靳绍华作品内容简介通过理论设计了一套汽车排气系统。
本系统的主要目的是利用汽车高温尾气发电和降低汽车排气的噪声。
基本思路是利用汽车的高温尾气驱动斯特林发动机，进而带动由配置在斯特林发动机上的发电机发电为汽车用电器供电或为蓄电池充电，同时利用消音和热量聚集器和斯特林发动机配合系统有效降低尾气噪声和热污染，减小发动机排气背压，提高发动机效率。
关键词：余热发电斯特林发动机降噪减少热污染1 研制背景及意义随着世界经济的不断增长，人类社会对能源的需求也将稳步地增加。
根据国际能源署(IEA)的预测，全球2005年到2030年间一次能源需求将增加一半以上，年均增长率为1.8%。
2005年的能源需求为114亿吨标准油，而到2030年将达到177亿吨标准油，增长了55%。
汽车工业是我国国民经济的支柱产业之一。
随着我国汽车工业的发展，车辆消耗的能源与日俱增，车辆的节能也越来越受关注。
发动机工作时，一般转化为有效功的热当量占燃料燃烧产生热量的 35%～40%，冷却水带走的热量占 20%～30%，尾气带走的热量为 30%～40%。
如何将燃料的热量充分的利用，是人们普遍关注的问题。
利用汽车尾气余热发电就是有效利用这些热量的一个合理途径。
充分利用尾气中的热量，不仅可以节约能量，而且可以减少热污染，有利于环境保护。
2设计方案图1本排气系统由五部分组成：触媒转化器，消音和热量聚集器，斯特林发动机，消音器，排气管道。
从发动机排出的高温尾气首先通过催化转化器进行催化分解，将大部分有毒气体转化为无毒气体。
经过转化后的气体进入消音和热量聚集器和斯特林发动机配合系统，高温气体使斯特林发动机运转，进而带动发电机发电，用以辅助蓄电池供能或为蓄电池充电。
经过利用的气体经过消音器后通过排出端排出。
2.1 电器控制由于本装置产生的电能不稳定，需要经过试验进行特殊电路设计。
汽车构造-排气系统
本课小结
1.排气系统的作用与组成 2.催化转化器的功能、分类和组成 3.排气系统的NVH和消声器作用、分类和原理 4.减振装置的组成和作用 5.排气系统开发流程
21
排气系统工装 样件装车，7 万公里路试。
催化器设计
容积要求：满足车身空间布置。
催化要求：达到排放标准。 背压要求：不影响废气正常排出。
消声器设计
容积要求：满足车身空间布置。
噪声要求：达到规定的降噪要求。 背压要求：不影响废气正常排出。
减振装置及走向设计
波纹管
VMQ
EPDM
20
汽车NVH
动力总成 NVH
……
10
三、消声器
催化器
主消声器
副消声器
11
作用：
降低排气噪声
分类：
阻性消声器（吸声材料：玻璃棉） 抗性消声器（扩张式，共振式） 复合消声器
共振腔 扩张腔
常用类型：
复合消声器
12
共振腔
玻璃棉
隔板
扩张腔
复合消声器内部结构
13
四、减振装置
波纹管：不锈钢材料制成的具有一定柔性的管路。 作用：支撑，隔振，补偿。
催化转 换器
催化转化器 消声器 减振装置：吊块，波纹管
副消声 器
主消声 器
波纹管
吊块
4
废气的主要有害成分
CO：不完全燃烧产物
NOx：NO和NO2，产生于燃烧室内高温富氧的环 境
HC：未燃烧和未完全燃烧的燃油和机油蒸汽 碳烟颗粒：柴油车废气中的碳烟，不完全燃烧产 生。
车型部总布置科排气系统布置指南-王雯-20060926
编制日期：2020-6-17 编者：王雯版次：01 第1页共10页奇瑞汽车有限公司乘用车工程研究院车型部总布置科布置指南编制：王雯审核：批准：编制日期：2020-6-17 编者：王雯版次：01 第2页共10页一. 简述本指南介绍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。
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. 排气消声系统的布置原则及常用布置形式排气系统包括排气歧管、排气管、排气净化装置、排气消声装置等，典型的排气消声系统如图1所示。
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，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。
图1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。
1．排气管：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。
2．连接法兰：如果补偿器采用球面法兰，一般不把球面法兰布置在催化器之前。
3．催化器：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（CCC，即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）。
催化器的形式主要有：3.1 底盘下置式催化器图2编制日期：2020-6-17 编者：王雯版次：01 第3页共10页优点：布置空间较为宽广；缺点：因为离发动机排气出口的距离相对较远，催化器的起燃时间较长，所以发动机在启动时的排放值相对比较高。
乐骋乐风维修手册二十二：发动机排气系统
是否已核实客户报修故障？
是否查阅了排气症状诊断信息并执行了必要的检查？
系统是否装备双排气系统？ 1. 拆卸催化转换器前面并且距离催化转换器最近的氧传感 器 (O2S)。 2. 在氧传感器的位置上安装 J 35314-A。 3. 起动发动机。 4. 观察仪表上的排气系统背压读数。
发动机
6.5 发动机排气系统
6.5.1 规格
催化转换器至排气歧管螺母 连接管至催化转换器螺母 排气歧管罩螺栓 前消音器至连接管螺母 前消音器至后消音器螺母 转换器后的加热型氧传感器
应用
发动机
发动机排气系统 6-509
6.5.1.1 紧固件紧固规格
公制 50 牛 z 米 40 牛 z 米 15 牛 z 米 30 牛 z 米 30 牛 z 米 41 牛 z 米
1291911
(8) 车身底部护板 （前消音器） (9) 车身底部护板 （后消音器） (10) 排气后消音器 (11) 消音器衬垫 (12) 排气前消音器 (13) 微型燃烧催化转换器衬垫 （下） (14) 微型燃烧催化转换器衬垫 （上）
发动机
发动机排气系统 6-511
6.5.3 诊断信息和程序
6.5.3.1 诊断起点－发动机排气系统
前消音器固定到橡胶吊架上。
紧固
紧固前消音器至后消音器的螺母至 30 牛 z 米 （22 磅英尺 )。
1241946
3. 将前消音器总成松弛连接到连接管法兰上。
1241948
发动机
发动机排气系统 6-521
4. 用螺母将前消音器总成连接到接管法兰上。
紧固
紧固前消音器至连接管的螺母至 30 牛 z 米 （22 磅英尺 )。
发动机
6.5.4 维修指南
《排气系统设计》课件
本课件将带你深入了解排气系统的设计，包括概述、作用、组成部分、布局 要求等。让我们一起探索这个引人入胜的汽车工程领域吧！
排气系统概述
排气系统是汽车发动机的重要组成部分，负责将废气从发动机中排出。了解 排气系统的功能和设计原理，对于车辆性能和排放控制都至关重要。
排气系统的作用
排气系统的主要作用是排除发动机燃烧产生的废气，保持正常的气缸压力， 提高燃烧效率，减少噪音和排放物的产生。
排气系统的组成部分
排气系统由排气管、消音器、减震支架、排气喉咙等组成。每个部分都有特定的功能，共同协作以保证发动机 高效运行。
排气系统设计的考虑因素
在设计排气系统时，需要考虑引擎的功率需求、排放标准、尺寸限制、气流 特性、噪音控制等多个因素，以实现最佳性能和效果。
排气管的直径、长度和弯曲角度对引擎性能和排放有重要影响。Байду номын сангаас当的设计可以减少排放阻力、提高气流流通 效率，并降低噪音和振动。
排气管的种类及特点
排气管可以分为单管、双管和集中式排气管。不同的排气管类型有各自的特 点，如提升发动机性能、增加排气效率和降低排气噪音等。
排气系统的布局要求
排气系统的布局应考虑发动机的缸数、容量、排量比等因素，以及车辆的空 间布局和重心平衡。合理的布局有助于提高整体性能和操控稳定性。
排气管的直径、长度和弯曲角度的设计
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。
日产天籁维修手册七排气系统
日产天籁维修手册七排气系统一、概述日产天籁作为一款豪华轿车，其发动机排气系统起着至关重要的作用。
排气系统主要由排气管、催化器、中段消声器和尾气消声器等组成。
本手册将对日产天籁的七排气系统进行详细介绍，包括系统的组成、工作原理、常见故障及维修方法等，以帮助维修人员更好地理解和处理排气系统相关问题。
二、排气管排气管是连接发动机和排气系统其他组件的重要部分。
它负责将发动机排出的废气引导到催化器，并将尾气排放到后部的尾气消声器。
在维修排气管时，需要注意排气管是否出现漏气、生锈、变形等问题，如果有，应及时更换。
此外，还需检查排气管的固定件是否牢固，以防止松动引起异响。
三、催化器催化器是排气系统中的核心部件，其主要功能是将废气中的有害物质转化为无害物质，以减少对环境的污染。
在进行维修催化器时，需要注意其表面是否有损坏，如裂纹、变形等情况，这可能会影响催化器的正常工作效果。
如果发现催化器故障，应及时更换，并确保新催化器与车辆的匹配性。
四、中段消声器中段消声器一般位于排气管和尾气消声器之间，其主要功能是减少排气系统中产生的噪音。
在维修中段消声器时，需要检查其内部是否有异物积聚，以及探测是否存在漏气现象。
如果发现问题，应及时采取相应的维修措施，例如更换消声器或进行焊接修补。
五、尾气消声器尾气消声器位于排气系统末端，其主要功能是消音和降噪。
在维修尾气消声器时，需要检查其内部是否堵塞，以及外壳是否存在损坏现象。
如果发现问题，应进行及时清洁和更换，以确保尾气消声器的正常工作效果。
六、常见故障及维修方法1. 噪音过大：这可能是由于中段消声器、尾气消声器内部有异物积聚或损坏，或排气管固定件松动等原因引起的。
解决方法是检。
排气系统开发手册
S1
透过波 入射波 反射波 S2 截面变化 阻抗Z2
阻抗Z1
反节点 节点
6.4 消声器的分类
消声器的分类主要有阻性消声器、 抗性消声器和复合型消声器。 消声器的分类主要是根据消音元 件的组合形式来确定的 。 阻性消声器主要是利用吸音材料 而达到效果的消音器。 抗性消声器主要利用各种波的反 射、叠加而设计的各种消音 元件的组合。如四分之一波 长管、赫尔姆兹消声器、旁 支消音器及扩张消声器等。 复合型消声器就是阻性消声器和 抗性消声器的组合体。
排气系统开发
目录
一 排气系统功用 二 排气系统原理 三 排气系统组成
四 排气系统设计目标
五 三元催化器 六 消声器
七橡胶悬挂
一 排气系统功用
排气系统有两个功用 一 处理废气：发动机工作时由于各种问题不可能把燃
油完全燃烧，在燃烧过程中会产生对人类有害的副产 品，如HC、CO、NOx及其他对人类有害的气体。因 此，排气系统需要对这些有害的气体进行处理，把有 害气体变成无害气体后再排到大气中。 二 降低噪声：发动机工作会产生巨大的噪声，废气和 声波在管道中摩擦也会产生摩擦噪声。因此，需要安 装消声器把这些巨大的噪声降低到人们可以接受的范 围内。一般来说，消声器分为前消声器和后消声器， 前消声器基本上是抗性消声器，后消声器基本上是复 合型消声器。
除HC：2C2 H 2
5.3 催化器的结构
从里到外：
分别为涂层、载体、
垫层、壳体。 涂层主要为三种贵金 属：铂（Pt）钯（Pd ） 铑（Rh）。 载体：颗粒状载体、 蜂窝状陶瓷载体和金 属载体。 垫层：金属网和陶瓷 密封垫层。 壳体：金属材料，多 为不锈钢。