某汽车排气系统悬挂位置设计_陆益民
汽车排气系统悬挂点优化
汽车排气系统悬挂点优化
赵海澜;顾彦
【期刊名称】《计算机辅助工程》
【年(卷),期】2006(015)0z1
【摘要】将平均驱动自由度位移用于汽车排气管悬挂点的优化布置. 利用MSC Nastran计算排气管系统的自由振动模态,将各阶模态振型加权后求和, 选择平均驱动自由度位移较小的点做为排气管悬挂点. 在整车开发的初期,该方法可以有效地确定NVH性能较好的悬挂位置.
【总页数】2页(P230-231)
【作者】赵海澜;顾彦
【作者单位】泛亚汽车技术中心有限公司,上海,201201;泛亚汽车技术中心有限公司,上海,201201
【正文语种】中文
【中图分类】U4
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5.汽车排气系统振动模态分析及悬挂点优化 [J], 田育耕;刘江华;王岩松;徐振华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
排气系统模态分析及悬挂点位置优化
排气系统模态分析及悬挂点位置优化
马开柱;陈剑;王建楠
【期刊名称】《机械设计与制造》
【年(卷),期】2008(000)011
【摘要】排气系统由于受到路面和发动机的激励,其振动能量通过橡胶吊挂传递到车体上,从而影响整车NVH性能.针对某车排气系统传递到车体振动过大问题,用有限元分析的方法进行模态分析,发现排气系统的吊挂位置选择不适当.通过改变排气系统的悬挂点的位置,减小了排气系统振动对底板的影响,从而提升了整车的NVH 性能.
【总页数】2页(P202-203)
【作者】马开柱;陈剑;王建楠
【作者单位】合肥工业大学;安徽省汽车NVH与可靠性重点实验室,合肥230009;合肥工业大学;安徽省汽车NVH与可靠性重点实验室,合肥230009;合肥工业大学;安徽省汽车NVH与可靠性重点实验室,合肥230009
【正文语种】中文
【中图分类】TH16;U464.134.4
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毕业设计论文排气系统的分析与设计
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
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排气系统的分析与设计
摘要
随着城市车辆的增多，噪声污染已经严重地干扰人们的生活。汽车排气噪声是汽车的主要噪声源之一,而汽车排气系统的性能决定着排气噪声的水平。故而，一套好的排气系统配备一个好的消声器是更好地降低发动机排气噪声的有效途径，因此对排气系统中消声器的设计越来越受到重视。
本文通过对汽车排气系统的全面分析,评价该排气系统的整体性能,同时也研究了消声器以及排气系统的开发设计方法。建立排气系统分析模型,应用有限元分析软件对汽车排气系统的声场特性进行计算,得到系统的声场分布情况,归纳出穿孔管的结构参数与消声器消声性能的影响关系。其仿真分析结果对排气系统整体性能的优化具有重要指导意义。经过研究分析,总结出排气消声器的开发设计流程、典型消声结构的计算方法等,为下一步开发出可用于排气消声器设计与性能预测的软件提供了重要依据。
年 月 日
目 录
前 言
汽车工业的快速发展和交通的日益发达使得汽车保有量大幅增加，带+来的交通噪声污染也日益严重。据资料表明，城市噪声的80℅来源于机动车辆，各种机动车辆已成为环境噪声的最大污染源。为了限制交通噪声污染，各国大都制定了严格的相关法规，而且每隔几年就要修改一次。并且随着汽车市场竞争越来越激烈，低噪声已经成为乘坐舒适性的一部分，与动力性、经济性和排放性一起成为了评价汽车品质的重要指标。
某客车排气系统振动模态分析及悬挂点优化_吴亚波_周鋐
振型的节点； ②激励点应选择刚度大且便于传递激 励能量的位置． 因排气系统较长，对其前后两端采 用两点激励（ 见图 6） ，保证能量传递均匀，足以激 起各测点振动． 因激励点布置在曲面上，需要设定 欧拉角．
（ 4） 确定测点． 测点选取时既要反映出排气系 统的大致几何结构，也要避开任一振型节点位置． 图中共布置 22 个测点（ 见图 6） ． 排气系统存在较 多曲面，在 LMSTest． Lab Geometry 中建立测点线框 图时，需要考虑测点是否存在欧拉角．
表 1 自由模态频率值
阶数 1
频率（ Hz） 0． 003248
阶数 11
频率（ Hz） 58． 13
2
0． 003429
12
60． 01
3
0． 003790
13
83． 36
4
0． 004479
14
86． 23
5
0． 005603
15
96． 41
6
0． 006113
16
105． 20
7
10． 22
17
改进方案一： 1： 吊耳 1（ 第 2 参考点） 移至第 13 参考点位置； 2： 吊耳 5（ 第 92 参考点点） 移至第 85 参考点 位置； 而吊耳 2，3，4 均处于曲线波谷或接近波谷的 那些点，所以吊耳 2、3、4 的悬挂点不做修改． 改进 后的悬挂点布置位置如图 10 所示．
图 10 吊耳悬挂点布置改进（ 一）
图 8 排气系统参考点位置
绘制节点的位移曲线，其中以位移向量的加权 累加值为纵坐标，以吊耳潜在位置的参考点编号为 横坐标，得出曲线如图 9．
某客车排气系统振动模态分析及悬挂点优化①
吴亚波1，2 ， 周 鋐1，2
汽车排气系统吊点布置研究
２ 有 限 元模 型 搭 建
进 行排 气系统有 限元建模［ １ Ｉ ｆ ． 卜 ｈ 于排 气系统 各单元基本为较 薄的 结构 ． 敝模拟 时采用壳单元米划分网格 攫于橡 胶吊耳以及波纹 管结 构材料特性 的复杂性 ． 需要在建模过程巾甜这些 部件进 行一定简化处 理１ ４ “ 、综合 考虑作如下简化 ： Ｉ ） 波纹管 主要起到位移补偿和减振 的作 川 ． 分析中一般采片 ｊ 零长 度的弹簧单 元（ ＣＩ ｍ ｓ ｈ ） 代替波纹管 ． 局部坐标 系巾赋予测试刚度 值 ２ ） 橡胶悬挂 主要起到利用其阻尼来减小振动的作用． 一般把 橡胶 悬挂看作是线性 弹簧 、并 号虑橡胶的阻尼作川 ． 用零长度的弹簧单元 （ Ｃ ｂ Ｕ ｓ ｌ ） 来模拟橡胶 吊耳 ， 刚度设定为采用测 试值 ： １ 模 态 分 析及 自 由位 移 法 理 论 ３ ） 法 兰间 的橡胶 密封垫忽略 ． 螺栓连接 采用 Ｒ Ｂ Ｅ ２ ＋ Ｂ ｅ ， ａ ｍ单元的 方式模拟 ． 川Ｃ ｗ ｅ ｌ ｃ Ｉ 单元模拟焊缝连接法 与排气管的壳 网格 １ ． １ 模 态 分 析 理论 ４） 原则是振 动能撞通过橡胶吊耳和挂钩传递给 乍身底板最小 ． 似 模态 参数 可南系统的质量刚 度矩阵的 ｌ 嗣有频 率和模态振 型来 表 、 示 任意激励对系统 的响应 ． ． Ｊ ｉ ｌ ｌ 系统的各阶 同有频率 和模 态振 型按 定 整 年 地 板 为 刚体 ５ ） 由于 元催化器的刚度较大 ． 而 Ｈｉ 催化结构 对称． 其质心 定 比 例叠 加 来 表 示Ｉ ＝ － ＇ 其 振 动 响 应方 程可 衷 示 为 ： Ｉ 就是其儿何 『 Ｉ ｌ 心． 因此 一 元催化 器可以简 化为通过 Ｒ Ｂ Ｅ ３单元连接在 其质心施加 Ｃ Ｏ Ｎ Ｍ２ 叶 １ 质量单 元 ６ ） 网格划 分时主 要采用 板壳单 元 ． 单元大小根据 数模 寸而定 ． 式『 ｆ １ ： Ｍ 勾系统的质量 阵 ． ｃ为阻尼矩阵 ， Ｋ为刚度矩阵 ； 【 ｆ ） 为 般采用 ４ — ６ ｒ ｎ ｍ长度 ． ． 网格划分完成后 ． 儒枪查网格 质墩和单元合 并 加速度 向量 ． （ ｆ ） 为速度向肇 ， （ ， ） 为位 移向量 ， ｆ ） 为动激励载 ｌ 简向繁 情况 ． 网格各项指标需达到通川要求 、 由了 ＝ 同有频率是结构的同有特性 ． 与外载荷 无关 ． 一般结 构阻尼较小 ． 阻＾ 三 对 同有频率的影响通常ｒ 丁 Ｉ 以忽略 不汁． 于是结 构的同有特性可以 ３ 排 气 系统 吊钩 位 置 的确 定 利川无阻尼的 自由振动方程来表示 ： ｝ 什 排气管轴向 ． 从连接排气歧管的热端排气管刮冷端将持钩｝ ｝ ｝ 存 Ｘ ｑ ） ＋ Ｋ Ｘ（ ０ ＝ ０ （ ２ ） 化置依次选点 ． 点间距 约为 ６ ０ ａｍ． ｒ 所选点 数约 ５ ５个 汁赞： ０ － ２ ０ ０ Ｈ ｚ内 将求解结 构的同有频 牢 与模 态振型 的问题转 化 为求解方 程的特 的所有 自 模态 ， 并将振 中这 似置的 移值输 Ｊ Ｉ ｛ ． 用后处理程序提 征值与特 向量问题 ． 取该值并加权 累加㈣ 、根据式 （ ７ ） 得ｆ ｝ ｛ Ａ ＤＤ ＯＦ Ｄ值（ 如图 １ １ 上部 】 ． ２ 平 均 驱 动 自由 度 位 移 法 （ Ａ Ｄ Ｄ ＯＦ Ｄ ） 分ｒ Ｉ ｌ 横坐标代表潜 吊点 的编号 ．纵坐标代表吊点的位移矢量 的加权 假设单点激励 ． 由多 自｝ ｝ １ 度系统模态分析理 论…． 响应点和激励点 缸 根据平均驱动 自由度位移理 论， 取加权振 指示化 移较小 并作为潜 之 问的频率响应函数为 ： 布置位置 图 １ 下部分所示 即是根据 Ａ Ｄ Ｄ Ｏ Ｆ Ｄ结果初 步选收 的怂挂 点 位置 。 时需 结合车身地板 、 排气系统管路的布置以及底盘安装悬 々 ， ） ＝ ∑—了 （ ３ ） 挂点的空间位置是否适合 ． 适 调整初始选定的吊点位置 一 Ｍ 一 ‘ ＾ ）ｑ ‘ ｏ ∞
排气系统振动分析和悬挂点位置优化
排气系统振动分析和悬挂点位置优化作者：高超王文龙来源：《汽车世界·车辆工程技术（中）》2019年第08期摘要：在汽车的车型设计过程中，排气系统的性能十分的重要。
在研究过程中，一般采用有限元法对汽车的排气系统进行约束模态进行有效分析。
路面和汽车的发动机对于汽车的排气系统都有一定的影响，排气系统的振动能量通常是通过橡胶吊挂传递到车上，从而对汽车的NVH性能造成了影响。
本文主要通过排气系统的模型分析和模态进行分析，将对汽车的排气系统振动进行分析，并就如何优化排气系统的悬挂点位置发表了自己浅显的观点，以期与更多专业人士共同探讨汽车排气系统振动相关课题。
关键词：排气系统;振动分析;悬挂点;位置优化0 前言社会在不断发展，人类在不断进步。
工业以及科技的发展有效提升了人们的生活水平，人们对生活品质有了更高的追求。
对于汽车，不仅仅是人们的代步工具，人们对汽车的性能以及各方面的要求越来越高。
无论是对于汽车的外观的美观度、汽车内饰的舒适度以及汽车NVH性能都有着一定的要求，这也是消费者选择汽车的几个重要因素。
良好的汽车排气系统不仅可以有效降低汽车的振动，在降低车内噪声水平上也有着重要作用，可以大大提升车内乘客的舒适度。
1 排气系统模型汽车的排气系统模型一般分为三维几何模型和有限元模型。
（1）三維几何模型。
三维几何模型的排气系统广泛应用在多种车型上，其中三维几何模型的主要构成因素是三元催化器、前后消声器、连接管、波纹管以及连接法兰等。
一般总长度为3.9米。
三维几何模型中设有排气管的悬挂点，三维几何模型的前端将发动机与法兰进行有效连接，用四个橡胶将悬吊位置在车体上进行固定，通过汽车的发动机振动传递给汽车的排气管，进而传递到整个车身。
车身的振动会直接通过汽车的方向盘以及座椅传递给乘客。
同时，噪音也会因此产生，会给乘客带来不好的体验。
（2）有限元模型。
一般情况下，在薄板结构的车型中，汽车的排气系统多数为有限元模型，其采用壳单元进行模拟实验。
排气系统设计PPT教案
三、设计应用
3.2 设计参数的设定 :
三、设计应用
3.3 振动 排气系统一端与发动机相连，一端通过挂钩与车体相连。 发动
四、排气消声系统的设计开发流程
4.1 排气系统布置 吊钩位置的选取
四、排气消声系统的设计开发流程
4.1 排气系统布置 氧传感器孔的布置 有时氧传感器孔需要布置在前管总成或前消声器总成上，由电控
积蓄在消声器内，对排气系统容易产生腐蚀，因此，排气管、消声器端 盖、内部隔板、内部消声管以及消声器筒体内层最常用的材料是SUH 409 和 SUH 436，为了更好的保证消声器的使用寿命，最好在后消声器 端盖上设计放水孔，以便把生成的酸性溶液及时排出。
二、排气系统的组成及功用
2.2 隔热部件 如果需要，根据具体位置选取隔热装置，一般采用镀铝隔热板，其
三、设计应用
3.2 设计参数的设定 : 对低排量自然吸气发动机，排气背压一般设定在 30±5kPa。 对增压发动机，排气背压一般设定在 40±10kPa。
排气背压一般取值范围
三、设计应用
3.2 设计参数的设定 : 传递损失 一般认为消声器的压力损失由两部分构成：一是局部压力损失；
二是管壁沿程摩擦阻力损失，两者都是由于流体运动时克服粘性切应 力作功引起的。
局部阻力损失发生在消声器内收缩、扩张等截面突变的地方，大 小取决于局部结构型式、管道发生在消声器管道壁面，其大小取决于管壁粗 糙度及气流速度Ｖ的大小，而管道直径和气流速度是密切相关的，所 以管径的选取至关重要。
乘用车排气系统模态分析与悬挂点布置
乘用车排气系统模态分析与悬挂点布置黄志发;绕刚;王鸿杨【摘要】汽车排气系统通过橡胶吊耳和挂钩与车身相连,合理的悬挂点布置能有效降低由排气系统传递到车身的振动,从而提高汽车的乘坐舒适性,降低车内噪声.通过对某乘用车的排气系统进行计算模态分析和试验模态分析,采用平均驱动自由度位移方法(ADDOFD)选择最佳的悬挂位置.为检验所设计悬挂点的合理性,对该排气系统进行静力分析和约束模态分析.计算结果表明,该排气系统满足强度要求,振动频率避开了发动机怠速和经济转速所对应的激励频率,证明所设计的悬挂点符合要求.【期刊名称】《工程与试验》【年(卷),期】2019(059)001【总页数】6页(P56-61)【关键词】排气系统;悬挂点布置;模态分析;平均驱动自由度位移;静力分析【作者】黄志发;绕刚;王鸿杨【作者单位】中国汽车工程研究院股份有限公司,重庆401122;中国汽车工程研究院股份有限公司,重庆401122;中国汽车工程研究院股份有限公司,重庆401122【正文语种】中文【中图分类】U464.134+.41 引言随着汽车技术的不断发展与提高，人们对汽车NVH性能的要求也越来越高。
作为汽车的重要部件，排气系统的振动是影响车内NVH特性的重要因素之一。
汽车排气系统的前端通过法兰与发动机排气歧管相连，中后段通过橡胶吊耳和挂钩与车身底板相连。
排气系统受到发动机振动冲击、管道高速气流冲击、声波激励以及路面激励等多种激励的冲击[1-2]。
这些振动冲击会通过橡胶吊耳传递到车身上，产生车内振动噪声，影响乘坐舒适性[3]。
选择排气系统中合适的点作为吊耳悬挂位置有助于减少振动能量在发动机与排气系统以及排气系统和车身之间的传递。
在众多激励中，发动机的振动冲击对排气系统的振动贡献最大；再者，由于其他3种振动激励的数值计算仿真比较困难，在计算机上难以实现。
所以，对排气系统做悬挂点设计时，一般只考虑发动机的振动冲击[4-5]。
本文以某公司预开发的一款乘用车排气系统为研究对象，采用有限元法对其进行仿真分析，为开发设计提供参考依据，进而缩短开发周期，节约开发成本。