排气背压

排气背压
排气背压

顾名思义“发动机的排气背压”就是发动机排气门后面的压力(也就是排气管里的压力)。

从发动机各个气缸排出废气则通过各缸的排气门,理想状态下希望排气门后面的阻力越小越好,也就是排气管内的压力越小越好,这样可以将废气尽快、彻底的排尽。排气管太细、消音器阻塞都会增加排气背压。近年来出现的双排气管、四个排气管的设计,并不是为了好看,它的设计也就是为了减小排气背压,从而提高发动机的功率为目的。

有一种涡轮增压器可以提高发动机进气压力,但是它是利用排气压力来做动力,这样就增加了排气背压(也就是增加了排气阻力)。

发动机排气背压之神话~

来源:李源.mkv的日志

本文是对“发动机需要背压”神话的误解的一些看法~

I. 简介

如今在所有讨论排气的主题中,最大的误解就是来自于backpressure背压。其实挺多童鞋们在讨论改装排气管的时候对背压这一概念以及背压的作用并不是真正的理解。全国各大论坛凡是关于这个主题的帖子,总有人回复“发动机需要回压”。这句话,不得不说,是不准确的。

II. 基本排气系统理论与常识-啥是背压

发动机排气系统的设计目的是快速、高效的排出燃烧室中产生的废气。废气的产生过程并不是接连不断的。

4缸的发动机每个气缸会产生不连续的4段排气脉冲,6缸机会产生6段脉冲。气缸越多,脉冲越多,排气气流的持续性越高。背压(回压)基本上可以解释为排气气流的阻力。

III. 背压与排气速率

一些童鞋们由于对背压的错误理解,从字面上认为直径更大的排气管比直径小一些的排气管排气效率更高。其实这么想也很正常,粗管子比细管子容积更大,所以粗管子有能力排出更多的废气。如此说来如果将排气管加粗就可以达到目的,为什么越粗越好不是改装排气的4字天书呢?一个词-Velocity 排气速率。举个通俗的例子,在家门口里用没装喷头的水管子洗车. 如果不用手捏水管,那出水的速度是相当的慢。如果用手指堵住一点水管口,喷水的速度明显快得多了。

设计排气系统的工程师非常理解必须在排气管的排气速率和排气量找到平衡点。废气要尽快的排出发动机,同时废气要在排气管中尽可能的达到最大的排气速度。假设有2段体积相同的排气脉冲,1段在2寸直径的排气管中,1段在3寸直径的排气管中。在2寸排气管中的废气排出的速率要比在3寸管中大的多。排气管越细,废气排出的速度越高。但是同时,必须保证排气管足够粗,这样才会产生最小的背压的前提下,保证废气的排出速率。背压在极端的情况下,会导致废气倒流回燃烧室。排气系统的设计要领是在你需要的power band区域中,用最细的排气管产生最小的背压。小口径的排气管会在低转速产生高速排气脉冲,但在高转速产生相当大的回压。如果你的需要优化的发动机工作范围是2000-3000转,要选择的排气管肯定就会比红线换挡的哥们细的多~

很多工程师都在研究在不同转速下,用不同粗细的排气管切换达到对发动机性能的优化。目前在这条路上走的最远,最先进的是法拉利。法拉利这套系统在Header之后包括2套排气中段。中低转速时用一套第

一套比较细的中段。高转速时排气总量提高,阀门切换到另一段较粗的中段减小背压,由于排气总量提高,排气速率并不会因为使用较粗的中段而减小。宝马和日产使用的是更简单的系统。在消音器尾端上有阀门,高转速和低转速时切换不同的排气路径。

IV. 这样的话,为啥"发动机需要背压"会成为神话?(车神说的话?)

我经常在想,为什么“改装排气要背压”被这么多砖业人士当做神话。后来终于想明白了,改装砖业人士们一定是对排气气流总量收排气管粗细影响的作用有了误解。举个例子,有个开马3的小朋友想把他的排气管弄到3寸那么粗。好不容易装好了,他发现好像动力下降了好多,加速怎么没力了?然后他就开始思考:“为啥我这么粗的排气管,都没有背压了,我的车动力还下降了,以后改车必须要有背压,否则发动机动力会下降!”. 他没有意识到得是,他用的管子太粗了以至于废气的排气速率变低了好多。找一根细一点的排气管,他同样也可以达到0背压,同时可以保持废气的排出速率。

V. 为啥排气速率如此的重要?

排气脉冲速度越快,排气气门产生的重叠废气越容易被排出。讨论清除排气脉冲是超出了本文的范围,但总的来说是要在排气管中产生一个快速移动脉冲的之后的低压区。这个低压区的作用是产生一个真空吸力,把下一段的废气脉冲拉出排气管。举一个不知是否恰当,高速行驶的汽车后边会产生一个低压区域,大部分灰尘都会吸附在车子后便。面包车和hatchback尤其明显。

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

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:

电控汽车排气背压过高故障的检测#

电控汽车排气背压过高故障地检测要领 一、排气背压过高故障实例 例1 故障现象 一辆桑塔纳2000警用车,装备1.8LAJR型电喷发动机.该车夜间执行蹲点任务到凌晨3点半,早晨7点钟启动时发动机无法着车. 故障诊断与排除 试车,发现有着车地征兆,说明燃油系统、点火电路无大问题.检查蓄电池电压为11.8V,燃油压力246kPa,均正常;汽缸压力、点火时刻也都正常.用故障诊断仪清码后重新读码,显示故障内容为“1~4缸喷油器对正极开路或短路”.再次用启动机带动发动机运转,发现喷油器处发出轻微地“嗤嗤”漏气声,并有一股气体喷出来,于是怀疑排气管堵塞.拆下后节消声器,果然发现里面因为结冰而堵塞.不装后节消声器,发动机顺利启动了. 因为此车长时间驻车并且怠速运转,排出地废气在通过三元催化转化器时,其中地水蒸气骤冷形成水滴进而结冰.随着时间地延长,冰层逐渐加厚,最终将排气管孔堵死引起废气倒流,因而导致了该故障地出现. 事实证明,在北方地冬季,若汽车长时间低速行驶,排气管往往产生不同程度地堵塞. 例2 故障现象 一辆2006年款东南得利卡,采用EQ491i发动机,行驶1000km后突然出现动力不足,急加速不良现象. 故障诊断与排除 检查油压、火花塞、正时皮带,都正常;用故障诊断仪检测电控系统,没有故障码存储;读取数据流,怠速时正常,但是在2000~3000r/min时数据一片混乱.一般情况下,不会有那么多传感器和执行器同时出现故障,怀疑ECU有问题,但是检测ECU地电源和搭铁,都正常.拆开数据流不正常地传感器地插接器试验,数据没有变化.用示波器检测曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器,其波形在怠速、中速和加速时都符合标准.更换ECU,无效.最后检查发现是三元催化转化器芯已经破碎,引起堵塞.怠速时废气尚能排出,因此怠速时数据基本正常.但是在中速和急加速时,排出地废气量增大,来不及通过堵塞地三元催化转化器,因此造成排气背压过高. 例3

排气背压

发动机的排气背压 排气背压:顾名思意就是排气管后的压力,排气背压对发动机的动力性、经济性和排放性能都有重要影响。 通常,背压增大将导致发动机燃料燃烧效率下降,经济性变差,同时动力性下降,排放也变差。所以,现代的发动机采用多气门技术,多进气门可增加进气量,多排气门可增大排气流通面积,减小排气背压,使得排气阻力小,在自由排气阶段即可排除大部分废气,同时在强制排气阶段活塞上行排气消耗功也少,因此扭矩高,动力性提高,同时缸内残余废气少,下个循环的进气量会增加,对动力性、经济性和排放都有好处。 但在低转速功况,如果排气背压很低,由于排气门的提前开启,在活塞达到下止点前,仍具有一定压力的燃气就通过过于通畅的排气门排掉了,损失了一部分功,扭矩自然要弱了。因此低转速时保持一定的排气背压可以提高低速时的扭矩。 因此,在实验室做做发动机性能试验和排放试验时,常需要考虑背压大小,并有个排气背压调节阀门来进行调节。 市场上有排气压力传感器,进行排气压力测量,性能参数如下:l 工作压力:37.8~368.5kPa ;安全压力:848kPa ;冲击压力:1.117MPa ;电源电压:5±0.5 VDC ;输出电压:0~4.795 VDC ;工作温度:-40~135℃;精度范围:±3% @ -40~135℃;安装位

置:排气管上,涡轮增压器前端。 排气背压测量点:离发动机排气管出口或涡轮增压器出口75mm处,在排气连接管里测量,测压头与管内壁平齐。背压传感器的安装位置应在一直径不变的直管段,一般以前3D后4D的的原则;否则安装位置后马上进行变径处理的话,测量时有时会产生负压! 目前排气管匹配的过程主要以发动机给定的背压临界值及实际试验为主。国内部分厂家已经能够模拟排气背压计算。 (作为感性认识,V6的发动机在全速全负荷的排气背压大约在43±3kpa最好。这个范围的功率和油耗是最佳的!排气背压对发动机的动力性、经济性和排放性能都有重要影响。) 发动机维修中,发动机排气背压过高的一般表现 1.发动机有油、有火,但是无法启动; 2.加速不良,没有高速; 3.加速时进气管“回火”,急加速熄火; 4.进气管向外冒白烟; 5.没有超速挡(排气背压过高会造成发动机加速不良,好像没有超速挡,所以有时会误认为是自动变速器的故障); 6.用故障诊断仪检测电控系统,一般没有故障代码。若读取数据流,往往有多项数据不正常。 有的汽车低速行驶时耸车,减速后再加速耸车更加明显,更换点火线圈高压线、火花塞、电控单元都不见好转,这就要考虑排气背压

排气背压设计计算

、设计计算: 1.排风口面积A排(m2) A排= k·S水箱(m2) 式中S水箱为水箱净面积,k为风阻系数,k值见表1 2.进风口面积粗计算 A进≈1.2·A排(m2) 3.进风量计算 Q进 = A进·V风·k-1(m3/s) 式中Q进为进风量 A进为粗算的进风口面积(m2) V风为风速(m3/s),一般取3级风的风 速平均值4.4(m/s) 进行计算 风速表见表2(最强风速不应超过8m/s) 4.进、排风降噪箱风道长L风 L风 = C 式中C为常数,其值与降噪效果 有关,C值见表3 5.排气背压的计算 1)排气系统背压P(kPa) 在进行排气系统计算时,可先作这样的设定:机组标准配置的波纹避震节、工业型消声器等同于同管径的直管,弯头折算成直管当量长度,把以上三项和连接直管的长度相加后用排气管背压的计算公式计算背压,可使整个计算简化,并不失计算精度,消声器背压的计算特指住宅型消声器的计算。 P =(P排 + P消)≤〔P〕 P排为排气管的背压(kPa) P消为消声器的背压(kPa) [P]为系统许用背压值(kPa) 表1:风阻系数 附加物 K 无降噪箱 1 防鼠网 1.05~1.1 百叶窗 1.2~1.5 降噪箱 3 降噪箱+防鼠网 3.05~3.1 降噪箱+百叶窗 3.2~3.5 表3:C值 dB(A) C(mm) 70 1600

65 1800 60 2000 表2:风速表 风级名称风速(m/s) 0 无风 0~0.2 1 软风 0.3~1.5 2 轻风 1.6~3.3 3 微风 3.4~5.4 4 和风 5.5~7.9 5 清劲风 8.0~10.7 6 强风 10.8~13.8 7 疾风 13.9~17.1 8 大风 17.2~20.7 9 烈风 20.8~24.4 10 狂风 24.5~28.4 11 暴风 28.5~32.6 12 飓风 32.7~36.9 表4:直管当量长度表管径(英寸) 45度弯头(m/每个弯头) 90度弯头(m/每个弯头) 3.5 0.57 1.33 4 0.6 5 1.52 5 0.81 1.90 6 0.98 2.28 7 1.22 2.70 8 1.39 3.04 10 1.74 3.8 12 2.09 4.56 14 2.44 5.32 2) P排=6.32 L×Q2× 1 D5 T+273 式中:L为直管当量总长度(m)见表4 Q为排气流量(m3/s) D为排气管直径(m) T 为排气温度(℃) 3)消声器背压P消的计算 先计算消声器的管流速V管

电控汽车排气背压过高的原因

电控汽车排气背压过高故障的检测要领 一、排气背压过高故障实例例1 故障现象 一辆桑塔纳2000警用车,装备1.8L AJR型电喷发动机。该车夜间执行蹲点任务到凌晨3点半,早晨7点钟启动时发动机无法着车。 故障诊断与排除 试车,发现有着车的征兆,说明燃油系统、点火电路无大问题。检查蓄电池电压为11.8V,燃油压力246kPa,均正常;汽缸压力、点火时刻也都正常。用故障诊断仪清码后重新读码,显示故障内容为“1~4缸喷油器对正极开路或短路”。再次用启动机带动发动机运转,发现喷油器处发出轻微的“嗤嗤”漏气声。并有一股气体喷出来,于是怀疑排气管堵塞。拆下后节消声器,果然发现里面由于结冰而堵塞。不装后节消声器,发动机顺利启动了。 由于此车长时间驻车并且怠速运转。排出的废气在通过三元催化转化器时,其中的水蒸气骤冷形成水滴进而结冰。随着时间的延长,冰层逐渐加厚,最终将排气管孔堵死引起废气倒流,因而导致了该故障的出现。 事实证明,在北方的冬季,若汽车长时间低速行驶。排气管往往产生不同程 度的堵塞。 例2 故障现象 一辆2006年款东南得利卡,采用EQ491i发动机,行驶1000km后突然出 现动力不足,急加速不良现象。 故障诊断与排除 检查油压、火花塞、正时皮带,都正常;用故障诊断仪检测电控系统,没有故障码存储;读取流,怠速时正常,但是在2000~3000r/min时数据一片混乱。一般情况下,不会有那么多传感器和执行器同时出现故障,怀疑ECU有问题。但是检测ECU的电源和搭铁,都正常。拆开数据流不正常的传感器的插接器试验,数据没有变化。用示波器检测曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器。其波形在怠速、中速和加速时都符合标准。更换ECU,无效。最后检查发现是三元催化转化器芯已经破碎,引起堵塞。怠速时废气尚能排出,因此怠速时数据基本正常。但是在中速和急加速时,排出的废气量增大,来不及通过堵塞的三元催化转

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

用排气背压表判断排气堵塞故障

用排气背压表判断排气堵塞故障 在以往我们针对发动机动力不足的故障排除过程中,比较常见的一个原因是故障由三元催化转换装置堵塞引起的。在针对这类故障检查排除过程中,利用排气背压表对排气压力测试,是准确快速判断故障的有效方式。 下面,我用两个不同的案例,来详细地说明排气背压表的使用方法以及是否存在故障的判断标准。 案例1:佳美加速性能差,最高车速只有160km/h。 利用检测仪对发动机控制系统进行检测,没有发现故障码,数据流也基本正常。检查燃油压力也正常,检查火花塞状况良好。正好,我刚从北京全国设备展上买回了检测排气压力的排气背压表,于是拆下A/F空燃比传感器,接上排气背压表对排气压力进行检测,结果发现,在发动机转速达到3500rpm时,表针指示的压力值已经到了70kpa (相当于0.7kg/c㎡),如图1所示。而正常情况下,此时的压力值应不超过0.2kg/c㎡。1 图1 最高车速只有160km/h时的压力测试 因此,判断三元催化转换装置堵塞。拆下催化转换器,将其中转换物质捅出,从破碎的残留物上可以明显看到催化器已经严重堵塞了。如图2所示。后来,更换新的三元催化转换器后,试车,发动机动力恢复正常。此时,再次测量排气背压,恢复正常,如图3所示。 图2 严重堵塞的三元催化物质表面情况

图3 正常时的排气背压值 案例2:丰田普瑞维亚动力严重不足,最高车速只有120km/h。 按照常规检查未发现故障,此时,利用排气背压表检查排气压力,发现,在急加速的瞬间,压力表的指针已经超出了量程范围,如图4所示。这说明排气系统已经严重堵塞。拆下排气管,检查,催化转换物质表面如图5所示,几乎完全被堵死了。 图4 压力表指针指示已超出量程范围 图5 几乎完全堵死的催化器物质表面

一种排气背压的计算方法

一种排气背压的计算方法 许亚峰周维 华晨汽车工程研究院动力总成综合技术处,沈阳,110104 摘要:应用GT-Power软件,建立某排气系统的一维计算模型,利用EndFlowInlet模块,快速计算排气系统背压并与台架试验结果进行对比。试验结果表明,用该计算方法能够快速准确地计算出排气背压。 关键词:排气系统;背压;GT-Power软件 A kind of Calculation Method for Exhaust Back Pressure XU Yangfeng, ZHOU Wei (Brilliance Auto R&D Center Powertrain Integrated Technology Section,Shenyang Liaoning 110104,China) Abstract: The GT-Power software was applied to establish one-dimensional model of a exhaust https://www.360docs.net/doc/a111022467.html,ing EndFlowInlet module,the back pressure of the exhaust system was calculated quickly and it was compared with bench test result. The experimental results show that this method can be used to calculate exhaust backpressure rapidly and accurately. Keywords: Exhaust system; Back pressure ; GT-Power software 引言 发动机排气系统的主要功能除了能顺利的将废气排出、降噪,在排气系统的开发过程中,排气背压是关键的设计目标之一,排气背压的大小直接影响着发动机的功率损失和噪声水平。 本文提出了一种排气系统背压的开发方法,该方法通过建立排气系统的三维模型,并离散成一维模型,利用其中EndFlowInlet模块迅速建立背压计算模型,对排气系统背压进行预测,由于该方法不需要建立发动机模型,计算过程中采用一维动力学仿真,所以整个计算过程非常快。 1排气背压对发动机性能的影响 1.1不同的排气背压下发动机性能数据 为了验证排气背压对某发动机性能的影响,分别制作的两套排气系统,背压分别是51.4kpa、48kpa。搭载到发动机台架试验进行性能测试,来验证排气背压对功率、扭矩、燃油消耗率的影响。一催前测量点背压如图1所示,不同背压下发动机功率、扭矩、燃油消耗量分别如图2-4 所示。 简介:作者许亚峰 1988.6 男工学学士学位助理工程师排气系统NVH设计方向邮箱:yafeng.xu@https://www.360docs.net/doc/a111022467.html,

排气背压

顾名思义“发动机的排气背压”就是发动机排气门后面的压力(也就是排气管里的压力)。 从发动机各个气缸排出废气则通过各缸的排气门,理想状态下希望排气门后面的阻力越小越好,也就是排气管内的压力越小越好,这样可以将废气尽快、彻底的排尽。排气管太细、消音器阻塞都会增加排气背压。近年来出现的双排气管、四个排气管的设计,并不是为了好看,它的设计也就是为了减小排气背压,从而提高发动机的功率为目的。 有一种涡轮增压器可以提高发动机进气压力,但是它是利用排气压力来做动力,这样就增加了排气背压(也就是增加了排气阻力)。 发动机排气背压之神话~ 来源:李源.mkv的日志 本文是对“发动机需要背压”神话的误解的一些看法~ I. 简介 如今在所有讨论排气的主题中,最大的误解就是来自于backpressure背压。其实挺多童鞋们在讨论改装排气管的时候对背压这一概念以及背压的作用并不是真正的理解。全国各大论坛凡是关于这个主题的帖子,总有人回复“发动机需要回压”。这句话,不得不说,是不准确的。 II. 基本排气系统理论与常识-啥是背压 发动机排气系统的设计目的是快速、高效的排出燃烧室中产生的废气。废气的产生过程并不是接连不断的。

4缸的发动机每个气缸会产生不连续的4段排气脉冲,6缸机会产生6段脉冲。气缸越多,脉冲越多,排气气流的持续性越高。背压(回压)基本上可以解释为排气气流的阻力。 III. 背压与排气速率 一些童鞋们由于对背压的错误理解,从字面上认为直径更大的排气管比直径小一些的排气管排气效率更高。其实这么想也很正常,粗管子比细管子容积更大,所以粗管子有能力排出更多的废气。如此说来如果将排气管加粗就可以达到目的,为什么越粗越好不是改装排气的4字天书呢?一个词-Velocity 排气速率。举个通俗的例子,在家门口里用没装喷头的水管子洗车. 如果不用手捏水管,那出水的速度是相当的慢。如果用手指堵住一点水管口,喷水的速度明显快得多了。 设计排气系统的工程师非常理解必须在排气管的排气速率和排气量找到平衡点。废气要尽快的排出发动机,同时废气要在排气管中尽可能的达到最大的排气速度。假设有2段体积相同的排气脉冲,1段在2寸直径的排气管中,1段在3寸直径的排气管中。在2寸排气管中的废气排出的速率要比在3寸管中大的多。排气管越细,废气排出的速度越高。但是同时,必须保证排气管足够粗,这样才会产生最小的背压的前提下,保证废气的排出速率。背压在极端的情况下,会导致废气倒流回燃烧室。排气系统的设计要领是在你需要的power band区域中,用最细的排气管产生最小的背压。小口径的排气管会在低转速产生高速排气脉冲,但在高转速产生相当大的回压。如果你的需要优化的发动机工作范围是2000-3000转,要选择的排气管肯定就会比红线换挡的哥们细的多~ 很多工程师都在研究在不同转速下,用不同粗细的排气管切换达到对发动机性能的优化。目前在这条路上走的最远,最先进的是法拉利。法拉利这套系统在Header之后包括2套排气中段。中低转速时用一套第

发动机排气系统设计准则

(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!) Q/S L K 上海申龙客车有限公司企业标准 发动机排气系统设计准则

目次 前言…………………………………………………………………………………………………II 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3符号、代号、术语及其定义 (1) 4 设计准则 (1) 5 底盘总布置设计要求 (1) 6 模块化设计要求 (1) 7标准化结构、零部件 (1) 8 数据表达要求 (1) 9 部件(材料)选用要求 (1) 10设计计算 (1) 11 设计评审要求 (1) 12装车质量特性 (1) 13输出图样和文件的明细 (1) 14制图要求 (1)

前言 本标准由上海申龙客车有限公司提出。 本标准由上海申龙客车有限公司技术中心归口。 本标准起草单位:上海申龙客车有限公司技术中心。 本标准主要起草人:

发动机排气系设计准则 1 范围 本标准规定客车产品发动机排气系统的设计、试验及评审规范; 本标准适用于客车产品发动机排气系统设计过程控制、试验标准的确定及设计效果的评审验收; 本标准不适用于非客车类产品的排气系统设计及应用规范。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 QC/T 630-93 汽车排气消声器性能试验方法 3 符号、代号、术语及其定义 3.1 排气消声器 排气消声器为具有吸声衬里或特殊形式的气流管道,可有效地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置泊声器前后,通过排气口辐射声功率级之差。符号:D,单位;dB。3.3 功率损失比 消声器的功率损失比是内燃机在标定工况下,使用消声器前后的功率差值和没有使用消声器时功率值的百分比。符号γ。 3.4 诽气背压 按Qc/T 524设置排气背压测量点(离发动机排气管出口或祸轮增压器出口75mm处,在排气连接管里测量,测压头与管内壁干齐),当分50银消算器劝带空瞥时,测点处纳相对压力值之差。符号:AP,单位:kPa。 ΔP=Pex2- Pex1. 式中;ΔP——排气背压,kPa; Pex1——带消声器时测点的相对压力,kPa; Pex2——不带消声5E(印带空管)时测点的相对压力,kPa。 4 设计准则 4.1 应满足的安全、环保和其它法规要求及国际惯例 4.1.1 (汽车排气消声器性能试验方法)之规定; 4.2 应满足的功能要求 4.2.1 在保证发动机最佳性能的同时,把所有排气安全地运离发动机并安静、顺畅地排到大气中去。 4.2.2 排气系统必须把排气噪声削减到符合法令、标准或工业上公认的要求水平; 4.3 应达到的性能要求 4.3.1 需安装排气制动装置时,排气制动阀不超过发动机允许的最大背压; 4.3.2 排气系统应能够防止路面积水,雨水或者冲洗用水进入发动机或增压器; 4.3.3 满足发动机的使用条件,需要经受500~800℃高温排气; 4.3.4 选用部件的使用寿命必须满足国家及行业标准; 4.3.5 排气顺畅,在发动机额定负荷和转速工况下,排气系统产生的排气背压不得大于发动机技术参数表上规定的限值。 4.3.6 排气系不得出现漏气现象

发动机排气系统设计准则

Q/S L K 上海申龙客车有限公司企业标准 Q/SLK00001-2009 发动机排气系统设计准则 2009-02-01发布2010-03-01实施 上海申龙客车有限公司发布

目次 前言…………………………………………………………………………………………………II 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3符号、代号、术语及其定义 (1) 4 设计准则 (1) 5 底盘总布置设计要求 (1) 6 模块化设计要求 (1) 7标准化结构、零部件 (1) 8 数据表达要求 (1) 9 部件(材料)选用要求 (1) 10设计计算 (1) 11 设计评审要求 (1) 12装车质量特性 (1) 13输出图样和文件的明细 (1) 14制图要求 (1)

前言 本标准由上海申龙客车有限公司提出。 本标准由上海申龙客车有限公司技术中心归口。 本标准起草单位:上海申龙客车有限公司技术中心。 本标准主要起草人:

发动机排气系设计准则 1 范围 本标准规定客车产品发动机排气系统的设计、试验及评审规范; 本标准适用于客车产品发动机排气系统设计过程控制、试验标准的确定及设计效果的评审验收; 本标准不适用于非客车类产品的排气系统设计及应用规范。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 GB/T 4759-1995 内燃机排气消声器测量方法 GB/T 4760-1995 声学消声器测量方法 QC/T 630-93 汽车排气消声器性能试验方法 QC/T 631-1999 汽车排气消声器技术条件 3 符号、代号、术语及其定义 3.1 排气消声器 排气消声器为具有吸声衬里或特殊形式的气流管道,可有效地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置泊声器前后,通过排气口辐射声功率级之差。符号:D,单位;dB。3.3 功率损失比 消声器的功率损失比是内燃机在标定工况下,使用消声器前后的功率差值和没有使用消声器时功率值的百分比。符号γ。 3.4 诽气背压 按Qc/T 524设置排气背压测量点(离发动机排气管出口或祸轮增压器出口75mm处,在排气连接管里测量,测压头与管内壁干齐),当分50银消算器劝带空瞥时,测点处纳相对压力值之差。符号:AP,单位:kPa。 ΔP=Pex2- Pex1. 式中;ΔP——排气背压,kPa; Pex1——带消声器时测点的相对压力,kPa; Pex2——不带消声5E(印带空管)时测点的相对压力,kPa。 4 设计准则 4.1 应满足的安全、环保和其它法规要求及国际惯例 4.1.1 试验道路、条件及试验准备应满足GB/T 4759-1995(内燃机排气消声器测量方法)、QC/T 630-93 (汽车排气消声器性能试验方法)之规定; 4.1.2 消声器等部件的性能、使用要求应满足QC/T 631-1999(汽车排气消声器技术条件)。 4.2 应满足的功能要求 4.2.1 在保证发动机最佳性能的同时,把所有排气安全地运离发动机并安静、顺畅地排到大气中去。 4.2.2 排气系统必须把排气噪声削减到符合法令、标准或工业上公认的要求水平; 4.3 应达到的性能要求 4.3.1 需安装排气制动装置时,排气制动阀不超过发动机允许的最大背压; 4.3.2 排气系统应能够防止路面积水,雨水或者冲洗用水进入发动机或增压器;

排气背压对发动机性能的影响

排气背压对发动机性能的影响 很多人这样理解发动机动力:动力必然来自于运动,所以只有运动的部分才有动力潜力可挖掘。这一理解显然不适合排气系统。因为排气系统无需润滑、调整、也没有所谓运动的零件。所以有人怀疑排气系统的改造真的能大幅度提高发动机功率吗? 答案是:当然可以,只是排气系统改造绝非加大孔径,提高排气顺畅程度这么简单。在这里,我们将带你走进排气世界。了解简单高效的动力提升方法和原理。 如果排气系统只是一条简单的废气通道,那确实是可要可不要的累赘,但它至少被指望有一个额外的功能:减少排气噪声。这种与发动机性能不相关的需要,便是消声器存在的理由,同时也让发动机的动力提升变得复杂很多。凸轮可以被精确定义轮廓,气缸盖可以被平整、抛光、供油量可以做精确的调节,这些改动都能提高发动机功率。 一、如何降低发动机排气背压提高发动机功率: 消声器就像一个能透气的塞子一样堵在排气系统当中.对排气流产生很大的阻力,使排气管内的气压压力(背压)升高,因而气缸内废气很难排干净,影响后续的燃烧质量.虽然噪声的消除让耳朵得到了清静,但同时大大降低了发动机的动力和汽油的升公里数。(油耗增加)

有些人认为,增加排气背压可以优化燃烧效率,有利于提高发动机的扭矩输出.其实,这肯定是忽略了它的先决条件----在发动机低速时。当发动机进入中、高转速对动力需求加大时, 这样的结论就完全经不起推敲了,也与试验结果背道而驰。从美国著名的发动机改装工程师David Vizard 实际测出的多个排气背压与马力,燃油经济曲线图来看,越低的背压越有利于提升发动机功率,低转速的燃油经济性不是很明显,当超过3000rpm 以后,就会看出其节油的本质。当然发动机的空燃比和点火时间也要相应调整,才能达到理想的效果。 二、排气管是否胜任工作: 简单的理解,高性能发动机可以被定义为比通常发动机能产生更多的废气。因为功率源自燃油的燃烧,发动机有效燃烧的燃油越多它所产生的功率和废气就越多。因此,发动机动力的提升,没有相应能力的扩充,必然会导致背压的增加。实验证明,功率每升高40%,背压上升将近一倍,若功率增加一倍,排气背压将增加4倍。这将使发动机至少有10%以上的功率损失。不同的发动机,油门最大时的排气背压比怠速时要高27-61kpa,有些车甚至更高。而一套好的消声器,三元催化器和管道在最大功率输出时,排气背压只比怠速高15kpa.如果当测量显示排气背压差超过34kpa时,就说明排气系统是该改造了。对于排气系统的两个主要障碍,

利用排气背压表判断排气堵塞故障

利用排气背压表判断排气堵塞故障 在以往我们针对发动机动力不足的故障排除过程中,比较常见的一个原因是故障由三元催化转换装置堵塞引起的。在针对这类故障检查排除过程中,利用排气背压表对排气压力测试,是准确快速判断故障的有效方式。 下面,我用两个不同的案例,来详细地说明排气背压表的使用方法以及是否存在故障的判断标准。 案例1:佳美加速性能差,最高车速只有160km/h。 利用检测仪对发动机控制系统进行检测,没有发现故障码,数据流也基本正常。检查燃油压力也正常,检查火花塞状况良好。正好,我刚从北京全国设备展上买回了检测排气压力的排气背压表,于是拆下A/F空燃比传感器,接上排气背压表对排气压力进行检测,结果发现,在发动机转速达到3500rpm时,表针指示的压力值已经到了70kpa(相当于0.7kg/c㎡),如图1所示。而正常情况下,此时的压力值应不超过0.2kg/c㎡。 图1 最高车速只有160km/h时的压力测试 因此,判断三元催化转换装置堵塞。拆下催化转换器,将其中转换物质捅出,从破碎的残留物上可以明显看到催化器已经严重堵塞了。如图2所示。后来,更换新的三元催化转换器后,试车,发动机动力恢复正常。此时,再次测量排气背压,恢复正常,如图3所示。 图2 严重堵塞的三元催化物质表面情况

图3 正常时的排气背压值 案例2:丰田普瑞维亚动力严重不足,最高车速只有120km/h。 按照常规检查未发现故障,此时,利用排气背压表检查排气压力,发现,在急加速的瞬间,压力表的指针已经超出了量程范围,如图4所示。这说明排气系统已经严重堵塞。拆下排气管,检查,催化转换物质表面如图5所示,几乎完全被堵死了。 图4 压力表指针指示已超出量程范围

排气背压的原理以及故障检测

排气背压:顾名思意就是排气管后的压力,排气背压对发动机的动力性、经济性和排放性能都有重要影响。 通常,背压增大将导致发动机燃料燃烧效率下降,经济性变差,同时动力性下降,排放也变差。所以,现代的发动机采用多气门技术,多进气门可增加进气量,多排气门可增大排气流通面积,减小排气背压,使得排气阻力小,在自由排气阶段即可排除大部分废气,同时在强制排气阶段活塞上行排气消耗功也少,因此扭矩高,动力性提高,同时缸内残余废气少,下个循环的进气量会增加,对动力性、经济性和排放都有好处。 但在低转速功况,如果排气背压很低,由于排气门的提前开启,在活塞达到下止点前,仍具有一定压力的燃气就通过过于通畅的排气门排掉了,损失了一部分功,扭矩自然要弱了。因此低转速时保持一定的排气背压可以提高低速时的扭矩。 发动机维修中,发动机排气背压过高的一般表现 1.发动机有油、有火,但是无法启动; 2.加速不良,没有高速; 3.加速时进气管“回火”,急加速熄火; 4.进气管向外冒白烟; 5.没有超速挡(排气背压过高会造成发动机加速不良,好像没有超速挡,所以有时会误认为是自动变速器的故障); 6.用故障诊断仪检测电控系统,一般没有故障代码。若读取数据流,往往有多项数据不正常。 有的汽车低速行驶时耸车,减速后再加速耸车更加明显,更换点火线圈高压线、火花塞、电控单元都不见好转,这就要考虑排气背压是否过高了。这种情况与加速不畅、车速提不起来、急加速时回火甚至熄火相比较,只是排气管堵塞的程度不同而已。 总之,若排气背压过高,会造成发动机启动困难、怠速不良、加速无力、转速不稳定、点火调节失控等故障现象。 排气背压过高导致发动机诸多故障的机理 1.由于发动机排气背压过高,汽缸内混合气燃烧后生成的废气难以排出,废气只能返流,导致真空管路堵塞,使热线/热膜式空气流量传感器、进气压力传感器、怠速空气阀以及节气门等被污染和运动件卡滞,并使怠速时节气门的开启角度过大,引起混合气过稀。 2.由于废气排放不充分,废气回流到进气歧管使进气管真空度降低,因而导致进气管“回火”。这还会使燃油压力调节器里的真空度不正常,造成燃油压力过高。 3.进气管真空度降低造成新鲜混合气不能被顺利吸入,影响汽缸的充气量。同时由于废气的稀释作用使混合气相对稀薄,造成发动机功率下降。 4.对于废气涡轮增压发动机,其工作原理是基于汽缸内的废气在排出前具有相当大的压力能,从排气门排出后再进入涡轮增压器,压力能转化为动能,驱动涡轮增压器高速旋转。废气的流速越快,其驱动能力就越强。如果废气在排气管内积聚,排气背压升高,汽缸内外的废气压力差减小,气流速度就会降低,涡轮增压能力必然下降。 5.排气背压过高基本上属于机械性故障,所以电控系统不记录故障代码。

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