汽车排气系统CADCAE集成开发方法
汽车排气系统CAD/CAE集成开发方法
华中科技大学张杰金国栋钟绍华傅强
摘要：本文探讨了一种新颖的汽车排气系统CAD/CAE 集成开发的思路和方法，此法将传统的经验设计理论与先进的专业软件应用结合起来。首先明确系统的需求和目标，然后建立起排气系统集成开发的环境，运用软件工程的思想进行整体规划和程序开发的模块化，这种设计方法在很大程度上提高了设计精度和功效。文中以消声器为例给出了其设计方法和在软件上实现的流程图。
关键词：排气系统集成开发催化转换器消声器
1 排气系统开发现状分析
日益严格的排放法规和人类环境意识的增强对汽车节能净化提出了高标准的要求，而排气系统作为现代内燃机动力汽车的一个重要总成，其性能直接决定了发动机排气损失以及污染物和气动噪声的排放量，因此如何对排气系统进行有效的设计分析，如何使其与发动机合理匹配等，就成为现代汽车节能与净化的关键技术之一。
在我国长期以来，汽车排气系统的开发仍然停留在各部件单一设计，依赖简单理论估算、经验设计和大量试验的基础上[1]，这样不仅费时费力，给排气系统结构和性能的进一步优化带来困难；而且，单独对消声器或催化器局部分散设计不能完全反映排气系统的整体耦合特征，难以设计出令人满意的产品。随着计算机软硬件技术以及计算流体力学(CFD)等仿真分析软件的飞速发展，一些商用软件逐渐完善，成为研究设计人员的有效工具。例如通过对催化器和消声器进行数值模拟研究其阻力特性等[2]，这一方面为结构优化提供充分的理论指导，另一方面也大大降低了实际试验的工作量，缩短设计周期，并且可以探索多种可能设计。
然而单一的商用软件往往不能满足复杂系统的整体开发，而需要选择相关软件进行二次开发和科学集成。目前针对整个排气系统进行集成开发研究的还未见报道。为满足排气系统模块供应商产品开发的需要，我们选择了一些有专业特点的设计与分析软件，以数据库管理系统为纽带，以VC++为开发语言，对这些软件进行了集成和二次开发，初步完成了汽车排气系统CAD/CAE 软件，使其能在一个用户界面下完成整个排气系统的设计（CAD）与分析（CAE）功能，使传统的经验设计向精确的理论设计过渡，很大程度上提高了设计精度和功效。
2 排气系统CAD/CAE 系统的任务和功能
2.1 任务要求
汽车排气系统的设计是在给定发动机边界条件、给定底盘布置的几何约束条件，给定国家对排气噪声、污染物限值指标的法规限定，给定主机厂对发动机功率损失等其它约束性要求的条件下，通过CAD/CAE设计分析软件对发动机排气系统进行初步设计、性能分析和详细设计，获得与该车型、发动机匹配最佳的排气系统产品。为此，发动机排气系统CAD/CAE 软件的任务从产品划分来看，主要有三个，即消声器设计分析、催化转换器设计分析和整个排气系统的设计分析，从性能指标的划分来看，主要涉及排放指标、声学性能和发动机输出效率三个方面的协调优化（见图1）。
图1 排气系统设计的任务要求2.2 主要功能
排气系统CAD 主要根据所选定的汽车和发动机来确定排气系统的型式、结构、参数和性能，包括绘制系统总成和零部件三维工程图，将传统的人工设计变为计算机辅助下的半自动设计；排气系统CAE 主要对已初步设计的排气系统或现有排气系统完成分析计算，包括分析其与发动机匹配时整个系统的性能参数。具体来说排气系统CAD/CAE 所要完成的功能主要有：
1）催化转换器初步设计。根据发动机排气流量、排放物浓度和法规要求，初步确定催化转换器的载体类型、体积、形状，转换器结构、尺寸等；
2）消声器初步设计。根据发动机类型、转速、排气压力等特征、法规要求等，初步确定消声器类型、级数、结构、尺寸、吸声材料等；
3）排气系统的初步设计。根据底盘布置要求和排气系统中消声器、催化转换器、排气管系组成等，初步确定管系尺寸和相关装置的位置、连接方式、悬挂方式等；4）催化转换器性能仿真分析，包括规定工况下污染物比排放率的预测；
5）消声器性能仿真分析，包括在规定转速和负荷下的消声器插入损失、功率损失、发动机排气背压，排气噪声预测等；
6）与发动机耦合的整个排气系统的性能分析；
7）实现催化转换器、消声器以及整个排气系统与发动机的匹配计算；
8）输出排气系统的总图以及催化转换器、消声器的零部件结构图；
9）输出经处理后的排放污染物的参数以及排气噪声、功率损失、插入损失、排气背压等参数。
3 汽车排气系统CAD/CAE 集成开发环境的建立
3.1 系统的组织结构
为满足排气系统CAD/CAE 的任务要求，我们可以建立如图2 所示的系统组织结构图。其中，基础软件层和支撑软件层是外购的用于排气系统设计分析的商用软件，它们是排气系统CAD/CAE 的基础，为相应的设计、开发、集成、运行与维护提供全面的服务；也为功能应用层提供有力的支持和灵活多样的工具。
界面层为用户使用该系统软件提供了一个方便友好的环境。
图2 系统集成开发环境的组织结构3.2.1 硬件配置
PIII600 以上微机；
256M 以上内存；
10G 以上硬盘空间；
WINDOWS2000 及以上操作系统。
3.2.2 软件配置
集成开发环境中的应用软件主要包括三维CAD造型软件（UG-II、Solidworks、Pro-E等），发动机性能仿真软件（BOOST、HUST-MK14、GT-Power 等），车辆性能仿真软件（Cruise、Advisor 等），CFD软件（STAR-CD、Fluent 等），声学分析软件（Sysnoise 等），数据可视化分析计算软件（MATLAB 等）。
上述软件根据项目需要选定，均在Windows 操作环境下工作，自编软件部分采用VC++开发语言[3]。
3.3 程序开发的主要内容
用户界面层和功能应用层是我们要开发的部分，所编写的程序代码要实现图3 中的虚线部分内容。程序开发主要有三部分内容：用户界面、功能模块和数据接口。用户界面采用VC++6.0 在Windows 2K 或XP 操作系统下开发，因此所开发的应用程序也具有Windows 操作系统界面风格，采用下拉式功能菜单设计，界面清晰友好。窗口的菜单栏、工具条和视图域等的设置和布局视功能需要而定。它要完成所有的任务调度和功能模块的管理。
图3 程序开发的内容功能模块的开发可以采用VC++，也可采用MATLAB 等其他的语言编程，它包括排气系统、催化转换器和消声器的设计过程、软件公用模块和计算结果显示等。这些功能模块的数据输入和输出都是基于数据库或者图形库。
数据库既是系统输入数据的来源，又是计算结果的存储目的地。数据库记录着结构、性能参数、功能模块的过程数据和计算结果。采用关系数据库建立整车、发动机、催化转换器和消声器四个数据表，它们相对独立又相互关联，一条完整的数据记录是产生于这些数据表的一个视图。选择中小型的数据库平台，并考虑数据合理而有序的流动，编写数据库操作功能函数来实现各种软件之间数据格式的相互转换。
排气系统的基本三维结构模型和部分设计结果需要用到图形显示，图形库以文件的形式单独存放。与数据库的联接是软件处理图形信息的关键，本软件采用一些数据库操作命令，可使数据库中的某字段与图形文件相关联，还可以从图形
中提取必要的参数信息。
4 软件设计的整体规划
为了便于开发和维护，可以将软件在具体编程实现中划分为主程序、催化转化部分设计分析程序、消声器部分设计分析程序、排气系统计算分析程序、公用模块五个部分。
4.1 主程序
功能：用于处理用户操作，包括各种原始数据的输入、查询和修改等操作，数据的存取，以及计算结果的显示等。相当于整个系统的外壳，即用户界面。用户的操作全部集中在这一部分处理。
功能模块：指通过程序界面，用户所能使用的系统功能。包括系统数据维护、简单的编辑、催化转换器设计、消声器设计、排气系统分析、后处理器（显示/打印结果）、系统设置等。
4.2 催化转换器部分设计分析程序
功能：集中处理催化转换器部分的计算、设计与分析。基本流程为输入/读取数据→计算分析→输出/存储结果。
功能模块：指与催化器相关的各种子模块。包括初步经验设计理论、结构参数的选择、转化效率预测、催化器流动数学模型、压力损失计算等。
4.3 消声器部分设计分析程序
功能：集中处理消声器部分的计算、设计与分析。基本流程为输入/读取数据→计算分析→输出/存储结果。
功能模块：指与消声器相关的各种子模块。包括初步经验设计理论、结构参数的选择、声学性能参数计算、消声器的传递损失、插入损失、压力损失、消声器性能分析等。
4.4 排气系统计算分析程序
功能：整个排气系统的计算、设计与分析。基本流程为输入/读取数据→计算分析→输出/存储结果。
功能模块：指排气系统的各种子模块。包括发动机理论模型、底盘布置参数处理、各部件的耦合、与发动机匹配分析、局部流场分析、车辆排放性能预测等。
4.5 公用模块
本部分用于提供其他各部分都需要用到的一些功能函数，包含以下几种模块：
数据库操作模块
功能：封装数据库的基本操作，为其他各个程序模块提供接口。数据库操作以Microsoft? Data Access Components(MDAC)为基础，可以适用于各种Windows 平台的数据库，包括单机和网络。
形式：DLL 动态库文件，供其他程序调用。
界面管理模块
功能：封装界面元素，为其他程序提供接口，主要用于创建各种风格的程序界面。形式：DLL 动态库文件。
其他公用函数库
功能：封装其他各个模块都需要用到的函数、类以及资源等。
形式：DLL 动态库文件。
5 排气系统设计分析方法示例
下面以排气系统的消声器设计为例来说明其设计方法和在计算机软件系统上的实现流程。
为实现消声器的设计目标，我们采用二步设计法[4]。第一步根据发动机参数、噪声特性、降噪要求和安装空间等限定条件，应用经验知识和声学四端网络理论对消声器的结构型式及主要参数进行初选，形成几种初步的设计方案；第二步用GT-Power 软件的分析模型对重点设计方案进行详细的计算分析。根据不同情况，详细计算可以对单独的消声器、包括消声器在内的排气系统、包括发动机和消声器在内的发动机排气系统进行，以获得更精确的噪声降低值、流动损失或功率损失。这样从中优选出最合理的方案型式，再对优选的方案进行局部的参数调整，以达到整体优化并完成设计。
5.1 以四端网络法为主的消声器初步设计
声学四端网络模型(又称四极子线路)是建立在声波与电或机械振动相类比而形成的声线路的基础上的一维消声模型，它是用一维平面波的声线路来描述消声器消声单元。将汽车排气系统视为一个整体，并考虑到声管中的声抗可忽略，其等效线路为图4 所示。
图4 考虑声源的汽车排气系统在初步设计过程中，可以先利用一些经验公式来选择消声器的结构形式，确定消声器容积和截面尺寸，估算出各节扩张室长度和扩张比，确定共振室结构参数，初步计算消声量；然后根据图 4 所示的声学四端网络模型对不同结构的抗性消声器之传递损失和插入损失进行预测。
5.2 消声器声学性能分析
评价汽车消声器性能的指标一般采用消声量和功率损失。消声量通常使用插入损失和传递损失来衡量。功率损失是指消声器对气流的阻碍作用而造成的发动机功率下降，一般用它作为消声器对内燃机性能影响的指标。功率损失可以由消声器的压力损失来表示[5]，消声器压力损失大，则排气背压大，排气过程推出功就大，功率损失也就大。而压力损失计算方便，只要计算消声器入口和出口处的气流压力差，在模型上对消声
器前后压力进行输出/打印设置即可。
GT-Power 软件提供了计算这些性能指标的功能模块和方法[6]。这些功能模块主要有：
AcoustExtMicophone 模块相当于一个外置式麦克风，它能根据声源特性将气流的压力波模拟成声波，此声波还可以通过模块AcoustToWAVFile 转换成声波文件由媒体播放器播放出真实的声音。
AcoustInsLoss 是插入损失的计算模块，其原理是计算两个外置麦克风之间的声压级之差。由于插入损失与声源特性有关，因此计算时必须要将消声器与发动机相连。
AcoustTransLoss 是传递损失的计算模块，它是采用Chung 和Blaser 的理论和方法在四个外置麦克风之间通过自相关和互相关谱得到声功率级之差。EndFlowSpeaker 用能产生随机白噪声的扬声器作为声源，模拟双话筒随机噪声试验方法，对消声器结构进行优化和对不同结构的消声器进行对比分析。
5.3 软件设计基本流程图
根据以上设计过程和分析方法，可以绘出其在软件系统中实现的基本流程图，如图5 所示。需要指出的是，实际开发并非采用顺序工程的方法，而是考虑采用并行工程的思想；另外，局部的计算和分析功能模块需要进一步细化。
图5 消声器设计基本流程
6 结论
1）本文以一种新颖的设计思想将传统的经验理论设计和先进的专业软件应用结合起来，集成开发汽车排气系统CAD/CAE 软件，在很大程度上提高了设计精度和功效，为此类产品的设计开发提供了一条高效、优化、低成本的思路和方法。
2）软件工程和面向对象的思想在本设计过程中得到了很好的体现，先对系统作可行性和需求分析，明确总目标和阶段性目标；然后进行系统设计，设计的流程是构造软件系统的基础；程序开发功能模块化；设计完成进行测试维护；并考虑系统的通用性、移植性和可扩充性等问题。
3）排气系统的设计与其他总成相比较有其自身的特点，主要体现在其理论的复
杂性，它涵盖了振动、噪声以及流体力学等多学科领域的内容。GT-Power 是一种优秀的发动机性能模拟与仿真软件，被称为“虚拟发动机”。它丰富的解析机能，准确的物理模型和简单而方便的建模方法，适用于对各种发动机进行性能仿真，也为发动机及零部件的设计者提供了一种很好的CAE 分析工具。
4）集成设计方法的重点是如何将一些通用软件有效地集成起来完成一个特定总成的设计与分析工作，探讨集成系统的体系结构、功能分解、集成建模方法、集成规划设计和集成系统的调度与控制；系统数据的结构形式，数据合理而有序的流动，以及应用软件之间数据格式的相互转换。
参考文献
1 黎志勤等. 汽车排气系统噪声与消声器设计. 北京:中国环境科学出版社，1991，12
2 帅石金，王建昕等. 车用催化器流动阻力的试验与理论研究. 北京：车用发动机，2001，2
3 肖民，张幽彤，程昌圻. 内燃机进排气系统计算机辅助集成开发. 华东船舶工业学院学报，2000，8
4 谢田峰，金国栋，钟绍华. GT -Power 在内燃机排气消声器设计中的应用. 重庆：内燃机，2003， 1
5 Thomas Morel and John Silvestri. Modeling of Engine Exhaust Acoustics. SAE Paper 991665
6 GT-POWER TUTORIAL version 5.2.Gamma Technology. DECEMBER 2001
车辆排气系统设计规范
车辆排气系统设计规范
车辆排气系统设计规范 1、目的 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。 2、设计规范 2.1 排气系统及消声器的设计输入 2.1.1 车辆产品的排气系统的配置和走向，依所配车辆的总体结构布置的需要来设计。而消声器的性能开发则需要依所配发动机及其对排气系统的具体要求。在初步设计选型时，应将发动机的有关性能参数及其上的关键件的基准要素等（如曲轴箱后端面与曲轴主轴线的交点坐标、动力线偏移量及倾角等），作为设计条件输入设计，作为消声器选型及性能开发的依据之一。并根据国家、地方及企业有关法规和标准的要求，对系统和消声器的性能设计目标提出要求，见附录1。 2.1.2 排气系统及其消声器在进行初步选型设计时，必须对系统进行结构方案分析和匹配计算分析，并提供选型设计分析报告，见附录2。 2.2 设计原则 2.2.1 排气系统及其消声器的设计，应使排气阻力尽可能的小，以使其对发动机的功率损失尽可能小。 2.2.2 排气系统及其消声器要有较好的音质和较低的音强，即应有较大的插入损失。 2.2.3 排气系统及其消声器要有较好的外观和内在质量及较长的使用寿命。 2.3 排气系统的设计要求和布置 2.3.1 排气管内径的确定在结构布置允许的情况下，排气管内径应尽可能大些，以降低管道内得气流速度，减少气流阻力产生的功率损失和再生噪声。一般应≥发动机排气歧管出口内径。或根据发动机排量等参数，按公式(1) 计算初步确定排气管内径。 D=2 √Q/(πV) (1) 式中：Q—发动机排量；V—气流速度，一般取50~60 m/s 。 2.3.2 排气管的布置和转弯，应使排气尽可能顺畅。管的中心转弯半径一般应≥（1.5~2）D，其折弯成型角应大于90o，以大于120o为宜。整个系统的管道转弯数应尽可能少，一 １
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
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发动机管理系统
发动机管理系统 Company Name 公司名 排名 研发中心 工厂 Bosch 博世 1 苏州 联合电子（上海、西安和无锡）、无锡博世威孚（柴油） Delphi 德尔福 2 上海 北京德尔福发动机、北京德尔福万源 Continental 大陆汽车 3 上海 原SiemensVDO 的芜湖、长春工厂；原Freescale 的天津工厂Magnetti Marelli 马瑞利 4 芜湖工厂、上海工厂 Visteon 伟世通 5 上海 重庆工厂 Hitachi 日立 6 Denso 电装 7 仅供Toyota Valeo 法雷奥 8 Eontronic 意昂神州 美国 北京总部、上海分部 TroiTec 锐意泰克 Vagon 华夏龙晖 阳光泰克 Woodward 伍得沃德 成都汪氏威特电喷 成都易控高科 中联汽车电子 无锡油泵油嘴研究所 美国MotoTron 公司是Woodward 公司的子公司，主要从事发动机电控 系统的开发与生产。该公司针对汽油发动机设计了一套完整的控制策略 快速开发平台，此平台从设计开发到生产贯穿一体，可有效地缩短开发 时间，加速产品化进程，降低开发费用。 美国精确技术公司(Accurate Technologies Inc)是车载嵌入式电控系统 ECU 开发、标定与测试工具技术的知名提供商。该公司的ECU 标定系统 (VISION)功能强大，好学易用，而且和Matlab/Simulink 开发平台无缝连接， 多年来被福特(Ford)汽车公司、德尔福公司(Delphi)、沃尔沃卡车公司等指 定为标准匹配标定系统。该公司的No-Hooks 软件是ECU 控制策略快速开 发领域的重大突破。用户只用标定文件(*.a2l 与*.hex 文件)，而不需要控制 策略源代码即可对控制逻辑进行修改。修改过的代码自动灌装进原来的 ECU 内进行测试运行。该技术已在美国、欧洲与日本得到了广泛的应用。 美国RMS(Rinehart Motion System)是一家专门从事功率驱动产品与方案 的公司。该公司提供或定制5-500KW 级应用于混动或纯电动控制系统、能 源贮藏系统和大功率设备的电机驱动器、静变流器、DC/DC, DC/AC, AC/DC 等产品。现有客户主要为军工、汽车或跑车、农业机械、工业控制 等行业的世界知名制造公司或主机厂。RMS 与意昂科技将为国内客户提供 产品技术、项目咨询、定制开发等服务。 美国Drivven, Inc, 公司自2003年起提供汽车控制和数据采集解决方案， 已经成为发动机和车辆电子系统开发新标准的领导者之一。基于FPGA 汽
排气系统设计开发指南
汽车有限公司 . 01 页次：1/7 版次：
1. 主题与适用范围 1.1 主题 本指南制订了与汽车发动机相匹配的消声排气系统的开发流程及设计指南； 1.2 适用范围 本指南适用于汽车消声排气系统的设计开发 2. 参考标准和相关文件 QC/T 631—1999 汽车排气消声器技术条件 QC/T 630—1999 汽车排气消声器性能试验方法 QC/T 58—1993 汽车加速行驶车外噪声测量方法 QC/T 10125—1997人造气氛腐蚀试验盐雾试验 3.定义 3.1 排气消声器 排气消声器是具有吸声衬里或特殊形式的气流管道，可有效的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消声器前后，通过排气口辐射的声功率级之差。 3.3 排气背压 按QC/T524设置排气背压测量点，当分别带消声器和带空管时，测点处的相对压力值之差。 3.4 功率损失比 消声器的功率损失比是指发动机在标定的工况下，使用消声器前后的功率差值和没有使用消声器时功率的百分比。 4.开发流程及设计指南 4.1 接受产品开发任务并做好开发前的准备工作 开发之初，需要了解如下信息，作为设计输入： 1、发动机的排量、额定功率、额定扭矩等相关参数； 2、整车底盘走向，空间布局； 3、发动机对排气背压、功率损失比的要求； 4、噪声标准的制定； （1）、插入损失大于35dB； （2）、整车车外加速噪声小于74 dB；
4.2 方案设计 1、消声器的容量设计计算 消声器的容量关系到发动机的功率和扭矩，因此容量的设计将决定整车的动力性。一般地，消声器的容量有如下的计算公式： Ｖm＝k×P Ｖm＝消声器的容量（L） K＝0.14 P＝输出功率(Ps) 2、消声器的位置确定
汽车发动机管理系统检修
第8 次课模块一发动机管理系统的检修 项目1.8 发动机管理系统的仪器诊断? 目的要求掌握使用故障检测仪对发动机管理系统进行检测与诊断。 ? 教学重点使用故障检测仪对发动机管理系统进行检测与诊断。 ? 学习难点 使用故障检测仪对发动机管理系统进行检测与诊断。 ? 教具及工具 桑塔纳轿车 2辆，各种传感器若干，通用工具 2 套，万用表 2 块，汽车诊断仪 2 台。 ? 教学内容及时间安排（ 180分钟） 1. 问题的引入约 10 分钟 2．汽车电控系统诊断方法约 40 分钟 3．使用 1552 对上海大众桑塔纳 2000 型轿车进行检测与诊断 约 130 分钟
教学内容组织与过程设计备注
课程引入（约10分钟） 汽车电控系统诊断方法（约40分钟） 一、汽车故障诊断新技术 2.3.1案例法 传统的故障诊断中大部分是（，基于规则推理）、（，模式推理）的专家系统技术的研究。由于这些传统的专家系统是基于模型化驱动的（基于模型的诊断方法使用诊断对象的结构、行为和功能模型等深知识进行诊断推理），在模型的构建、信息的获取、信息的处理方面存在严重不足，有一些难以克服的缺点，如系统领域知识的规则提取困难；规则库、模式库的创建和管理复杂艰巨；推理过程中规则与模式难以准确选取等。 整个汽车故障诊断系统主要由知识库、故障案例库、征兆数据库和推理系统构成。其中主要部分的内容和功能描述如下： a）知识库。问题求解的知识、经验的集合，主要由专家提供，包括
汽车故障的分类信息及不同种类故障需要的各种关键特征属性及其权值,并以此构建故障案例库和征兆数据库。 b）故障案例库。由用户根据汽车故障日志和维修日志等历史数据填写的关于汽车故障的各种信息 ,是存储案例和产生新案例的仓库,为新问题的解决提供参考依据。 c）征兆数据库。汽车发生故障时经过数据采集的故障征兆数据 信息 ,是指故障发生的潜在特征 ,即故障发生时汽车运行状态发生的变 化,通常是故障发生时以汽车运行状态参数表示的特征属性。 d）推理系统。整个系统的核心，由案例检索、匹配，案例调整、 学习组成。它决定了诊断效率的高低以及对知识处理的高低 ,实现从已 有的案例集中找到与当前故障问题最为相似的案例 ,并提供相应的解决 方案（即故障维修方案）。同时不断获取新知识和改进旧知识 , 生成 新的维修方案 ,并按一定的存储策略添加到案例库中。这样 ,通过不断 地学习新案例和修改案例库中的旧案例 ,使案例库得到扩充和完善。 2.3.2 故障树分析法 故障树分析法—（）是一种将系统故障形成原因按树枝状逐级细化的图形演绎方法，是 60 年代发展起来的用于大系统可靠性、安全性分析和风险评价的一种方法。它通过对可能造成系统故障的各种因素（包括硬件、软件、环境、人为因素等）进行分析，画出逻辑框图（即故障树），再对系统中发生的故障事件，作由总体至部分按树枝状逐级细化的分析，并对系统在方案与初步设计阶段进行可靠性、安全性分析，常用于系统的故障分析、预测和诊断，找出系统的薄弱环节，以便在设计、制造和使用中采取相应的改进措施。 基于故障树的诊断 ,采用面向对象的基于故障树的框架和广义规则的混合知识表示 ,把整个故障树当作一个对象 ,把故障树上所有子、父结点间形成的广义规则封装在一个独立的框架内 ,如某故障树上有结点异常 ,则启动与该故障树对应的框架 ,诊断时只把该框架内的广义规则调入内存 ,提高了诊断速度 .此外 ,该方法还可诊断多故障,因为在推理过程中采用反向遍历搜索 ,可找出所有故障及可能故障的部件 .对可能故障的部件 ,按照其与顶事件形成的通路的权值的大小进行排序 ,权值最大的元素其优先级最高 ,有利于诊断信息不足条件下的对故障源的最优搜索 ,为故障预测和快速维修指明方向 . 2.3.3 专家系统 专家系统是一种基于特定领域内大量知识与经验的智能程序系统，应用人工智能技术模拟人类专家求解问题的思维过程解决领域内的各种问题，是人工智能的一个重要分支。
排气系统设计开发指南
1.1 主题 本指南制订了与汽车发动机相匹配的消声排气系统的开发流程及设计指南； 1.2 适用范围 本指南适用于汽车消声排气系统的设计开发
2. 参考标准和相关文件 QC/T 631—1999 汽车排气消声器技术条件 QC/T 630—1999 汽车排气消声器性能试验方法 QC/T 58—1993 汽车加速行驶车外噪声测量方法 QC/T 10125—1997 人造气氛腐蚀试验盐雾试验 3.定义 3.1 排气消声器 排气消声器是具有吸声衬里或特殊形式的气流管道，可有效的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消声器前后，通过排气口辐射的声功率级之差。 3.3 排气背压 按QC/T524设置排气背压测量点，当分别带消声器和带空管时，测点处的相对压力值之差。 3.4 功率损失比 消声器的功率损失比是指发动机在标定的工况下，使用消声器前后的功率差值和没有使用消声器时功率的百分比。 4.开发流程及设计指南 4.1 接受产品开发任务并做好开发前的准备工作 开发之初，需要了解如下信息，作为设计输入： 1、发动机的排量、额定功率、额定扭矩等相关参数； 2、整车底盘走向，空间布局； 3、发动机对排气背压、功率损失比的要求； 4、噪声标准的制定； （1）、插入损失大于35dB； （2）、整车车外加速噪声小于74 dB； 4.2 方案设计 1、消声器的容量设计计算 消声器的容量关系到发动机的功率和扭矩，因此容量的设计将决定整车的动力性。一般地，消声器的容量有如下的计算公式： Ｖm＝k×P Ｖm＝消声器的容量（L） K＝0.14 P＝输出功率(Ps) 2、消声器的位置确定
汽车排气系统的组成
汽车排气系统的组成 字体: 小中大| 打印编辑：master 发布时间：2008-4-18 10:21 查看次数：306次 关键词：尾气排放 汽车的排气系统主要由排气管、催化式净化器、消声器、尾管等组成。- 排气系统看似只是简单的管道，其实设计时不仅要考虑到特定的底盘布置，而且排气系统的长度、管径大小、消声器的大小都要考虑到排气气体的流动，防止相邻气缸排气时气流的互相干涉。在电喷发动机上，氧传感器就装在排气总管上，它感应排气中氧分子含量并反馈至电控单元（ECU)，从而决定迸入发动机内的混合气比例。 排气管多用铸铁制成，将发动机强制排出的废气引向排气总管。直列式发动机有一个排气管，V型发动机左右两侧都有排气管。按照发动机缸数不同，一个排气管可有3个、4个或者6个通道，这些通道的另一端并入一个单通道，再连接到排气总管。 排气总管可能是镀铝或镀锌钢材做成，也可能是用不锈钢材做成，排气总管连接催化式排气净化器。催化式排气净化器的关键在于“催化”，也就是利用催化剂对汽车的废气进行净化，将废气中的有害物质转化为无害物质。 催化式排气净化器有氧化型、双床型、三元型等多种型式，其中最常用的是三元型催化式净化器。壳体用耐高温的不锈钢制成，内部的蜂巢式通道上涂有催化剂，催化剂的成份有铂、钯和铑等稀土金属，当汽车废气通过净化器的通道时，一氧化碳和碳氢化合物就会在催化剂铂与钯的作用下，与空气中的氧发生反应产生无害的水和二氧化碳，而氮氧化合物则在催化剂铑的作用下被还原为无害的氧和氮。 所谓三元型催化式净化器是指汽车废气只要通过净化器本身，就可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质的一种高效率净化器。三元型催化式排气净化器的净化效率十分高，可以净化90%以上的有害物质，是现代轿车上一种标准装置。当然，催化式排气净化器也不是全能的，它只能适用于无铅汽油做燃料的汽车，如果使用含铅汽油，废气中的铅就会复盖催化剂，使净化器停止工作而不起任何作用，所以现在的车用汽油一般都是无铅汽油。
发动机排气管设计原理
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
汽车排气系统设计原则分析
汽车排气系统设计原则分析 摘要：汽车排气系统是传统燃油发动机管理系统的重要组成部分之一。排气系统承担了控制排气污染、降低排气噪声的重要功能，同时排气系统承受着500℃到900℃的高温，是汽车构造中最主要的热源之一。为了减少排气系统高温对周边件功能、耐久性能的影响，文章从总布置设计角度出发，分析了排气系统与周边件间隙确定方法及周边件隔热防护措施，从而避免了由于间隙过小及隔热防护不到位引发的火烧车现象和周边件功能、耐久性能失效问题。 关键词：排气系统；周边件；隔热防护；间隙 1引言 汽车排气系统是传统燃油发动机管理系统的重要组成部分之一，其负责将发动机工作过程中燃烧的废气排放到大气中，对尾气净化、噪声降低起着非常关键的作用[1]。排气系统与发动机增压器出口相连，布置在底盘下方，且承受着500℃到900℃的高温，是汽车构造中最主要的热源之一。排气系统主要分为热端和冷端。热端由三元催化转化器总成、颗粒捕捉器和支架等组成。冷端由消声器总成、连接管路和橡胶吊挂等组成。排气系统热端与增压器出口相连，最高温度可达到900℃以上，排气系统冷端通过法兰与热端相连，温度相对较低，但靠近热端处的最高温度也可达到500℃以上。排气系统周边件复杂多样，汽车工作时，排气系统表面温度很高，由于受到车身、底盘等系统的影响，排气系统周边难免会布置一些耐受温度较低的零部件。受周边件耐热、耐久性能要求的影响，周边件与排气系统的设计间隙在排气系统设计布置中至关重要。间隙过小，排气系统辐射到周边件上的温度超过其耐温要求易导致周边件功能失效、耐久老化，严重者可引发火烧车问题。间隙过大，易造成布置空间的浪费。为了更好地避免由于间隙问题及隔热防护不到位引发的火烧车现象和周边件功能、耐久性能失效问题，本文着重阐述了总布置设计时，排气系统与周边件间隙确定原则及周边件隔热防护措施。 2排气系统与周边件设计间隙确定原则 2.1设计要求对标法。总布置设计初期，排气系统与周边件间隙应满足保安防灾要求，如表1所示[2]。排气系统与周边件间隙要求主要是经过前期大量的设计验证及对标标杆车并参考各大车企设计要求总结而来。总布置设计初期，保安防灾要求是校核并确定数据设计间隙的第一依据。 2.2温度场仿真分析法。总布置设计初期，由于受整车布置空间的影响，排气系统与周边件间隙无法满足设计要求的方案是不可避免的。为了保证方案的可行性，需进行温度场仿真分析，以验证排气系统辐射到周边件上的温度是否满足其耐温要求，确保周边功能件正常
汽车电控发动机—排气系统故障排除
汽车电控发动机—排气系统故障排除
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工程技术（技师）学院 实习课教案 2016至2017学年第二学期7周 授课班级：15汽修大专 班 课题名称 汽车排气系统故 障排除 工时 24 序号 设备工具 全车电气设备实训台、发动机实训台、实车 实习地点 学生人数 汽修实习间 51人 材 料 无 审批签字 年 月 日 需用仪表量 具 万用表 课 题训练内容 1、氧传感器的检测 2、氧传感的故障排除 课 题训练目标 1 了解全车系统工作原理，及电路。 2 掌握基本检测方法 实习指导教师： 组织感恩教育 一、课题名称：汽车排气系统故障排除
二、目的： 掌握1、氧传感器的检测 2、氧传感的故障排除 三、工时：练习24小时 四、需用设备： 1、全车电气设备实训台、、汽车发动机设备实训台 2、万用表 五、材料：无 六、功能介绍： 对汽车排气系统进行故障检测，能独立完成故障的维修。 七、安全及注意事项： 实训安全操作规程 （1）实训学生必须认真学习学院有关实训安全管理规定和安全要求的文件。执行文件中的规定。 （2）注意安全防火，正确使用灭火器材，不允许带火种进入实训室。如果学生无意将火种带入实训室，必须交给实训老师保管处理。 （3）爱护设备、仪器、仪表，严格按照操作规程作业，正确合理是使用设备、仪器和仪表，确保完好无损。 (4) 爱护实训车辆，学生在作业前必须穿上工作服，并在车辆的两侧叶子板和前脸上面摊上防护垫，保护车身漆膜不损伤。 （5）在没有实训老师同意的情况下，不准触摸动用交流电源和交流电设 备 八、课题练习： （一）氧传感器的一般检测方法 1.检查氧传感器加热器电阻。拔下氧传感器插头，用万用表电阻档测量 传感器侧1、2号插头间的电阻值，具体标准应查阅具体车型的维修手 册，但一般来说，应在4～40之间，如果不符合标准值，应更换氧传感 器。 2.检查氧传感器反馈电压。查阅所测车型的维修手册，找氧传感器信号 线，用电线中的铜丝插入相应手术的插孔。然后插好插接器，用万用表 直流电压档测量铜丝对负极的电压。注意必须使用数字式万用表，并且 铜丝绝对不能搭铁，否则将不可恢复性地损坏氧传感器。此时起动发动 机并使水温达到至少80℃，使发动机多次达到2500r/min后使发动机转
汽车排气系统毕业设计
汽车排气系统毕业设计 篇一：车辆排气系统设计规范 车辆排气系统设计规范 车辆排气系统设计规范 1、目的 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(本文来自：小草范文网:汽车排气系统毕业设计)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。 2、设计规范 2.1 排气系统及消声器的设计输入 2.1.1 车辆产品的排气系统的配置和走向，依所配车辆的总体结构布置的需要来设计。而消声器的性能开发则需要依所配发动机及其对排气系统的具体要求。在初步设计选型时，应将发动机的有关性能参数及其上的关键件的基准要素等（如曲轴箱后端面与曲轴主轴线的交点坐标、动力线偏移量及倾角等），作为设计条件输入设计，作为消声器选型及性能开发的依据之一。并根据国家、地方及企业有关法规和标准的要求，对系统和消声器的性能设计目标提出要求，
见附录1。 2.1.2 排气系统及其消声器在进行初步选型设计时，必须对系统进行结构方案分析和匹配计算分析，并提供选型设计分析报告，见附录2。 2.2 设计原则 2.2.1 排气系统及其消声器的设计，应使排气阻力尽可能的小，以使其对发动机的功率损失尽可能小。 2.2.2 排气系统及其消声器要有较好的音质和较低的音强，即应有较大的插入损失。 2.2.3 排气系统及其消声器要有较好的外观和内在质量及较长的使用寿命。 2.3 排气系统的设计要求和布置 2.3.1 排气管内径的确定在结构布置允许的情况下，排气管内径应尽可能大些，以降低管道内得气流速度，减少气流阻力产生的功率损失和再生噪声。一般应≥发动机排气歧管出口内径。或根据发动机排量等参数，按公式 (1) 计算初步确定排气管内径。 D=2 Q/(πV) ????????????????????（1） 式中：Q—发动机排量； V—气流速度，一般取 50~60 m/s 。 2.3.2 排气管的布置和转弯，应使排气尽可能顺畅。
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
发动机进排气系统
汽车构造教案
空气滤清分为三种基本的滤清方法： 空气滤清器有惯性式、油浴式、过滤式三类。 惯性式是利用空气中所含尘土与杂质密度比空气大的特点，在空气吸入气缸的途径中使其急速旋转或改变方向，在离心力或惯性力的作用下，将尘土与杂质甩到外围而与空气分离； 油浴式它利用油浴把空气流在转折时甩出的尘土与杂质粘住，避免二次尘土与杂质吸入； 过滤式是引导气流通过带有细小孔的滤芯把尘土与杂质挡在滤芯外面，如纸质滤芯，金属丝滤芯．纤维，多孔瓷等。 惯性式空气滤清器以惯性原理构成的旋流器，它对清除空气中较大颗粒的尘土特别有效，其滤清效率约50％一60％，常用作多尘土地区工作的车用燃机上的空气粗滤器。 油浴式原理构成的油浴式空气滤清器，综合了惯性式和过滤式两种滤清原理，其滤清效率达95％~97％； 过滤式原理构成的纸质等空气滤清器，是在汽车，特别是在小轿车上用得十分广泛的一种，其滤清效率可达99．5％以上，且性能稳定。 纸质空气滤清器在标准含尘条件下正常使用寿命为2一5万千米。 二、进气管 1．进气管是连接空气滤清器和气缸盖进气道之间的管子。在汽油机上，有时把化油器或电子喷射节气门阀体与气缸盖进气道间的管子称为进气管。 进气管，特别是自然吸气车用高速燃机进气管，对燃机的油耗、功率、扭矩、排放等有重要。 2．分类：因而出现多种结构型式。大致可归结为：简单进气管、共振式进气管和带谐振腔的进气管三种(图6—13)。 简单进气管常用在车用柴油机和前几年的汽油机上，这种进气管结构简单，但
由于进入各气缸的气流阻力、路程长短和气流方向、速度的差异，致使各气缸进气不均匀。在电控喷射汽油机上由于喷油器直接在进气门附近喷射汽油，喷射的油雾颗粒细小，进气管无需采取预热措施。 共振式进气管较细长，与各气缸相连的各个管于长度大体一致，能很好的匹配。共振式进气管与各气缸单独连接，可利用进气气流的脉动效应以增强进气效果。进气效果的强弱取决于进气管长度，直径和燃机转速。 带谐振腔的进气管如图5－2c所示，有一个容积较大的谐振腔和无需过长的进气管，就可得到较低的谐振频率。它与共振式进气管的区别在于其谐振频率不必与进气冲程频率相同(或整数倍)，但与谐振腔相连的各个短的进气管间的进气间隔必须相等。改变谐振腔的容积，可调节燃机的最大扭矩和相应的转速，但不可能在燃机整个转速围增加扭矩。带谐振腔的进气管还能降低进气噪声。 5.2.2排气消声器 1．组成; 排气系统常由排气歧管、排气总管、催化反应器、排气消声器、排气尾管等组成。 目前在轿车上流行的排气消声器(图5—4)由前消声器2，中消声器4和后消声器6以及连接管等组成，并焊接成一个整体，以保持消声器的坚固性。 2．消音器原理： 前消声器采用谐振原理(图5－4a)．由三个大小不同的谐振室，彼此由穿孔管8贯通。穿孔管、隔板和断面的突变是谐振室的基本声学元件，它们作为声源的发射体．彼此间利用声波的相互干涉和在谐振室传播的声波又向这些声源反射，从而达到消声的效果。谐振器对抑制低频声波特别有效。中消声器采用谐振器和吸声原理(图5－4b)。两室之间为突然膨胀，从反射孔流出的气体再在穿孔管中折返后排出。采用吸声原理的后消声器(图5—4c)，在穿孔管外面装填了吸声材料。轿车和载货汽车排气消声器的总容积分别相当于燃机排量的4~10倍和3~8倍燃机排
汽车排气系统材料介绍
汽车排气系统的构成和使用的材料 汽车排气系统从靠近发动机的方向开始，由排气歧管、前管、挠性管、催化转换器、中心管、主消音器和末端管等7个零部件构成。根据车种的不同，有的安装了数个催化转换器，有的安装了副消音器。 1.1排气歧管 排气歧管是靠近发动机的部分，由于排出气体的温度高达900℃，因此要求材料具有良好的抗氧化性、高温强度和热疲劳特性。而且，为能进行复杂的形状加工，还要求材料应具有良好的成形性。采用不锈钢制作的排气歧管根据其构造的不同，可以分为两类。一类是将钢板冲压后焊接而成，另一类是将钢管弯曲后焊接而成，对于后者，还有的使用双重管构造的钢管。 用作排气歧管的不锈钢有奥氏体系不锈钢和铁素体系不锈钢等两种。奥氏体系不锈钢具有良好的高温强度，但由于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（18Cr-8Ni）和SUS XM15J1 （18Cr-13Ni-4Si）。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。由于热膨胀系数小，因此在热疲劳特性方面有利。作为使用钢种有SUH409L（11Cr-Ti-LC）和SUS430J1L（18Cr-0.5Cu-Nb-LC，N），但近年来随着废气排放规定的强化，排气温度呈高温化的趋势，据说有的高达950℃。在这种情况下，可以使用SUS444（19Cr-2Mo）系不锈钢。另外，作为降低成本的材料，还有的使用了降低Cr量的SUS429（15Cr）系不锈钢。采用双重管的排气歧管通常是内管使用奥氏体系不锈钢，外管使用铁素体系不锈钢。 1.2前管 前管使用的材料有SHU409L、SUS436L（17Cr-1Mo-LC，N），SUS430J1L等铁素体系不锈钢，但在采用中空双重时，还有的使用奥氏体系不锈钢作内管。 作为今后的发展趋势，低成本、抗氧化性和热疲劳特性好的铁素体系不锈钢毫无疑问将成为主流。尤其是，由于排气温度的高温化和管子的薄壁化，可以认为将采用高温性能更好的钢种，如SUS429级。 1.3挠性管 挠性管由蛇腹状的双重管和用不锈钢钢丝网将其包裹起来的外编带构成。从使用性能来看，要求具有高温疲劳性，为了做成蛇腹形状，还要求它具有加工性。尤其是，在寒冷地区为防止道路冻结使用了化雪盐，因此要求管的外侧还应具有耐高温盐害腐蚀性。 使用的材料主要是SUS304。但是，由于在寒冷地区为防止道路冻结使用了化雪盐，要求管的外侧还应具有耐高温盐害腐蚀性，因此使用了添加Si、增加Ni添加量的耐高温盐害腐蚀性能更高的SUS XM15J1。最近，开始已使用SUS316L
汽车排气系统设计与开发工程规范
汽车排气系统设计与开发工程规范
Q/CC 汽车排气系统设计与开发 Exhaust System Design & Developping 长城汽车股份有限公司发布
前言................................... II 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语 (2) 4 一般要求 (4) 5 项目实施内容及程序 (7) 6 设计开发主要工具与试验/测试设备要求 (11) 7 坐标系与有限元几何结构 (12) 8 排气系统CAE结构分析 (14) 9 系统试验方法与要求 (15) 附录A 排气系统正向设计开发程序流程图 (16) 附录B 排气系统逆向设计开发程序流程图 (17) 附录C 排气系统主要试验/测试设备/仪器要求.. 19 附录D 排气系统开发资料准备清单 (21)
前言 为规范汽车排气系统设计与开发，特制定本标准。 本标准起草时主要参考了国内外主要汽车生产企业和排气系统企业的最新相关工程规范。 本规范由长城汽车股份有限公司提出。 本规范由长城汽车股份有限公司归口。 本标准起草单位：长城汽车股份有限公司。 本标准主要起草人：。
汽车排气系统设计与开发工程规范 1 范围 本标准规定了汽车排气系统设计与开发的基本内容与要求。 本标准适用于M 类和N 类机动车辆用的排气系统设计与开发。 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。 GB18352.3 轻型汽车排气污染物排放限值与试验方法（中国Ⅲ、Ⅳ阶段） GB1495 汽车加速行驶车外噪声限值与试验方法 GB16170 汽车定置噪声限值 GB/T 14365 车辆定置噪声测试方法 QC/T 631 汽车消声器总成技术条件与试验方法GB/T 15089 机动车辆及挂车分类
汽车排气系统的四大组成部分
包括排气支管、排气管、消声器和排气净化装置（三元催化）四个部分。 通常说的排气管是泛指这四个部分的。不是专业上说的排气管，专业上的排气管还分后排气管和排气尾管。（如图） 排气系统的功能是以尽可能小的排气阻力和噪声，将气缸内的废气排到大气中。围绕阻力和噪声设计了排气管。（为了好叫，我也把汽车的排气系统简叫排气管，以下同） 要使发动机工作的好，大家都知道，进气要足、排气要畅。进气足、我们在讲空滤时已讲了，这里我们专讲排气畅。 排气畅可以使发动机的功率和扭距都有相应的提高。所以有人在排气畅上动了脑筋，常见的有“响喉”等，我们说换上“响喉”是不是就等于功率和扭距都有相应都提高了呐？我说不是，因为排气畅要整个排气系统都畅，才会使发动机的功率和扭距都有相应的提高。光换后面那一段是不起多大作用的，好比细水管接个大龙头并不能多放水的道理一样。 说起细水管我们就要从排气门排出废气开始讲； 排气门排出废气开始，先进入排气支管，然后汇总到柔性排气管、再通过三元催化、后排气管、消声器到排气尾管。你们看看“响喉”改善了哪些部分？其中只要有一段“细水管”没改，那么还是细水管接个大龙头，除了给你增加一点雄赳赳的噪音外，其它是没有好处的。 回过头来，我们还说正题； 直列发动机的排气过程就如我上述的过程，这种排气系统称作单排气系统。奇瑞就是这种单排气系统。 此主题相关图片如下：：
V型发动机有两个排气支管，两个排气支管通过一条叉型管将两个排气支管连接到一个排气管上和上述的途经一样,共用一个催化、一个削声器、一条排气尾管。所以还是叫单排气系统。 但有的V型发动机有两个排气支管，各用一套催化、一个削声器、一条排气尾管的，就叫双排气系统了，有的车尾不就可以看到两个排气口，那就是双排气系统。（如图） 一般排气管由铸铁或球墨铸铁制造。但现在用不锈钢排气支管的车越来越多，其原因是不锈钢重量轻、耐旧性好，同时内壁光滑，排气阻力小。但成本高，所以又有了高强度、耐高温的工程塑料替代的，象QY是球墨铸铁制造排气支管、DAZZ又是用不锈钢排气支管。 此主题相关图片如下： 排气支管的形状十分重要，一般人以为越短越好。短了废气可以早点排出，阻力好小，其实不然。太短排气是要倒流的，因此是越长越好，尽量利用惯性排气。又因为各缸的排气最后是汇在一起的，而各缸排气的时间也不同，相互要引起干扰。所以各缸的支管要做得相互独立，长度相等。如下图捷达的（奇瑞是并成一个口）。， 又因为要引起干扰，所以把1、4缸排气支管并在一起，把2、3缸排气支管并在一起，然后再把并好的支管再又并成一路。 这里是各缸排气的汇总处，此处振动当然最大，我们军友就是在这里摘掉的挂钩，把本来与防火墙（车架）的连接处隔离了。噪音当然是减小许多，应该说这是设计中的败笔，但浦东老扬曾去信问过奇瑞车，半年来厂方至今没有回答。在事实面前为什么不能回答呐？我看也许有个隐痛；因为这里同样也是个受力点，受力后我们先不说它断，因为一断，巨大的响声会提醒大家去修理，厂方也不会冒这个风险来承担责任。 而最怕的是因受力震动使接逢泄漏，大漏可以方便地查出，微漏由废气引起的气扰影响发动机，查起来就烦了，这种怠速不稳，无故熄火、发动机抖动会使人去查别处，不容易想到是废气气扰； ：
车辆排气系统设计规范范文
车辆排气系统设计规范范文 1、目的 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。 2、设计规范 2.1 排气系统及消声器的设计输入 2.1.1 车辆产品的排气系统的配置和走向，依所配车辆的总体结构布置的需要来设计。而消声器的性能开发则需要依所配发动机及其对排气系统的具体要求。在初步设计选型时，应将发动机的有关性能参数及其上的关键件的基准要素等（如曲轴箱后端面与曲轴主轴线的交点坐标、动力线偏移量及倾角等），作为设计条件输入设计，作为消声器选型及性能开发的依据之一。并根据国家、地方及企业有关法规和标准的要求，对系统和消声器的性能设计目标提出要求，见附录1。 2.1.2 排气系统及其消声器在进行初步选型设计时，必须对系统进行结构方案分析和匹配计算分析，并提供选型设计分析报告，见附录2。 2.2 设计原则 2.2.1 排气系统及其消声器的设计，应使排气阻力尽可能的小，以使
其对发动机的功率损失尽可能小。 2.2.2 排气系统及其消声器要有较好的音质和较低的音强，即应有较大的插入损失。 2.2.3 排气系统及其消声器要有较好的外观和内在质量及较长的使用寿命。 2.3 排气系统的设计要求和布置 2.3.1 排气管内径的确定在结构布置允许的情况下，排气管内径应尽可能大些，以降低管道内得气流速度，减少气流阻力产生的功率损失和再生噪声。一般应≥发动机排气歧管出口内径。或根据发动机排量等参数，按公式(1) 计算初步确定排气管内径。 (1) 式中：Q—发动机排量；V—气流速度，一般取50~60 m/s 。 2.3.2 排气管的布置和转弯，应使排气尽可能顺畅。管的中心转弯半径一般应≥（1.5~2）D，其折弯成型角应大于90o，以大于120o为宜。整个系统的管道转弯数应尽可能少，一般情况下不多于6个。排气尾管段的方向应与水平面纵向下弯5o~10o，出口方向应尽可能指向地面的车身投影的纵向中线。 2.3.3 排气管道及消声器的材料，除卡车和低档乘用车可以采用镀铝钢板及卷管外，排气管道和消声器一般应采用SUH403、SUH409等耐热不锈钢板、管,以保证排气系统的外观并具有较长的使用寿命。排气管壁厚一般应大于1.2 mm，双层管≥2×0.5mm。对于消声器的板厚和层数等，除要考虑系统的质量外，同时应根据车型档次、