排气系统介绍.

排气系统介绍排气系统功用引导排气降低噪声净化尾气产生特别的声音装饰排气系统设计面临的挑战随着车市竞争的白日化，低廉的成本是必需的。对尾气的净化要求既高效又持久消声性能好，在排气噪声的整个频率范围内应有足够的消声量。排气阻力小，尽可能的降低发动机的功率损失，提高整车的动力性能和经济性能。耐腐蚀、耐高温性能好，工作可靠使用寿命长。尽量减少因排气系统的存在而产生的辐射噪声、射流噪声、结构噪声。减少振动从发动机通过系统对车身的输出。排气系统的组成排气歧管、三元催化器、连接管、消声器、橡胶吊块、隔热板、密封垫片、连接螺栓等排气歧管由于靠近气缸，排气温度很高，另外结构也比较复杂，从成本方面考虑一般采用铸铁件，但是也有为了满足更高要求的排放限制，缩短起燃时间采用双层不锈钢焊接。我们公司的发动机一般在额定功率时超过800℃，温度很高，为了减少周围件的热负荷都装了隔热罩。排气歧管的形式分支管等长式排气歧管：即各个分管的长度相等，这种结构的歧管保留了与发动机缸数相关的整数倍阶次的声音，其他整数阶次和半阶次的合成声压都等於零。即等长度分管只保留了发火阶次，比较安静。因此对大多数轿车来说，这是一种理想的选择。分管中心连接式排气歧管：即分管分成数目相等的两部分。在每个部分内，其分管的长度相等，两部分对称，交汇在一起。这种情况，由于结构的对称性，半阶声波彼此抵消，所有的整阶声波全部保留。分管尾端连接式排气歧管：即所有的分管都接在总管上。对于这种情况，由於每个分管的长度都不一样，而且不对称，所以所有的整阶次声波和半阶次声波全部保留。这种结构的歧管保留了半阶成分，给人一种动力强劲的感觉，因此这种歧管设计形式是运动型汽车的理想选择。连接管路（这里只介绍带有减振原件的连接管路）作用：引导排气走向；衰减发动机的振动往排气系统方向的传播。连接管路-减振原件现在广泛应用的减振原件有：波纹管和球连接。他们的不同之处在于是波纹管有六个自由度，而球连接只有三个转动自由度，因此波纹管的整体性能要求比球连接好。如果球连接的参数设置的较好，可以达到与波纹管相同的隔振效果。减振性能评价方法：衡量一个隔振原件的隔振效果好坏用两边振动量级的函数表示。这个函数可以是加速度传递函数，也可以是力传递函数。比如加速度传递函数可以表达为：式中，是输出端在第i个方向的加速度，是输入端在第j个方向的加速度。i=1，2，...，6，j=1，2，...，6。由于设计理念的不同这种评价方法仅供参考！iinputjoutputijaaH__)(波纹管性能试验示例为了评价A15波纹管的性能，对前管波纹管前后的振动情况进行了测量。传感器布置情况如下图：测量结果如下：从上述测量结果看，波纹管在4500r/min以内还是能够有效的降低振动的传递；但是4500以上相对较差。另一个比较成功的例子是A15+宝马发动机车的前管，通过更改排气系统的形式即改波纹管承载式为非承载式，消除了整车在1200r/min左右的车身共振，大家有机会可以体验一下皖BA8756的车子跟一般的宝马发动机车的区别！但是，考虑到成本和市场潜力等因素，措施没有生产线实施三元催化器结构工作原理下图为涂覆后的载体的微观图，表面积比较大。一个φ101.6×123.3400/6.5容积为1L的载体的表面积超过了2个足球场的面积具体的反应方程式三元催化器的作用消声器消声器可分为主动消声器、被动消声器以及半主动消声器因主动和半主动消声器还存在很多缺陷，目前广泛应用的是被动消声器。被动消声器又可分为：抗性消声器、阻性消声器、阻抗复合型消声器。抗性消声器原理：抗性消音器的原理是声波经过消音器时，声阻抗发生变化，一部分声能被反射回声源，这样传递声能减少。抗性消音器对降低单频，特别是低频噪声特别有效，传递损失很大。在高温和不清洁的气流中使用抗性消音器比较理想。常用的抗性消声器原件包括：扩张消音器、赫尔姆兹消音器、四分之一波长管、半波长管等。常用的抗性消声结构cAclV四分之一波长管S1S3S2l3l2S1S3S2l3l2阻性消声器原理：阻性消音器是在内部安装了一些吸声材料，当声波通过消音器时，由吸声材料组成的小腔产生共振，声能转变成热能，消耗了一部分声能，从而达到消音效果。阻性消声器主要是吸收高频噪声而且频带较宽。吸声材料绝大多数是安放在消声器里面。阻性消声器示意图阻抗复合型消声器为了提高消声器整体性能，在更大频率范围内的消除噪声，把阻性消音器与抗性消音器做成一体即成为阻抗复合型消音器。目前，公司很多车型的消声器采用阻抗复合型消声器结构示例排气系统以及消声器的评价方法排气系统用背压、功率损失、插入损失、尾管噪声、气体泄露量、振动衰减率（排气系统与车身之间）以及寿命周期长短等指标来评价消声器用辐射噪声、传递损失、耐盐雾性能等指标来评价。排气系统设计示例A13排气系统的初期设计模型根据前期系统存在的工艺、成本等因素，对远系统进行优化我个人根据排气系统可能存在的问题，对原有系统进行了优化排气系统的模拟设计用CATIA、UG或PRE建立模型背压以及传递损失的模拟-通过模拟系统的背压和传递损失，缩短开发周期下图是我建的A11-1201110BA的前消,A11-1201210BA后消声器总成筒体的模型这是在额定转速下，模拟所得的前消声器背压图这是在额定转速下，模拟所得的后消声器背压图上图为前后消声器总成的背压图（注:以总成装配的形式）所得结果为11.7kPa,与测量平均值13kPa大致相当A21后消声器传递损失的模拟用同样的方法建立后消模型设定参数建立运行条件模拟所得的结果排气系统模态分析-寻找节点位置，布置吊钩，尽量使得传递到车身的力最小1、首先对系统进行前期处理即网格划分2、其次，设定参数，用相关模拟软件进行计算利用软件进行噪声分析可以进行尾管噪声模拟也可以对筒体的辐射噪声进行模拟进行流体分析-模拟出气流的流动情况，为前期的设计做参考A13预催的流动情况同时也可以进行消声器内部流场分析以一张我认为经典的图结尾机动车辆是一个典型综合噪声源机动车辆主要噪声源