汽車排氣系統(tǒng)畢業(yè)設計

1、汽車排氣系統(tǒng)畢業(yè)設計篇一：車輛排氣系統(tǒng)設計規(guī)范車輛排氣系統(tǒng)設計規(guī)范車輛排氣系統(tǒng)設計規(guī)范1、目的隨著環(huán)保法規(guī)對車輛排放的要求越來越高，排氣系統(tǒng)在車輛的系統(tǒng)組成和系統(tǒng)設計中，越來越占有重要的地位。為使排氣系統(tǒng)滿（本文來自：小草范文網:汽車排氣系統(tǒng)畢業(yè)設計）足各階段國家及地方法規(guī)的要求，提高對排氣系統(tǒng)的設計和制造質量水平，需對車輛的排氣系統(tǒng)的設計提出較規(guī)范的要求，以便在設計和制造過程中，參照執(zhí)行。2、設計規(guī)范排氣系統(tǒng)及消聲器的設計輸入2.1.1 車輛產品的排氣系統(tǒng)的配置和走向，依所配車輛的總體結構布置的需要來設計。而消聲器的性能開發(fā)則需要依所配發(fā)動機及其對排氣系統(tǒng)的具體要求。在初步設計選型時，應將發(fā)

2、動機的有關性能參數(shù)及其上的關鍵件的基準要素等（如曲軸箱后端面與曲軸主軸線的交點坐標、動力線偏移量及傾角等），作為設計條件輸入設計，作為消聲器選型及性能開發(fā)的依據(jù)之一。并根據(jù)國家、地方及企業(yè)有關法規(guī)和標準的要求，對系統(tǒng)和消聲器的性能設計目標提出要求，見附錄12.1.2 排氣系統(tǒng)及其消聲器在進行初步選型設計時，必須對系統(tǒng)進行結構方案分析和匹配計算分析，并提供選型設計分析報告，見附錄2。2.2 設計原則2.2.1 排氣系統(tǒng)及其消聲器的設計，應使排氣阻力盡可能的小，以使其對發(fā)動機的功率損失盡可能小。2.2.2 排氣系統(tǒng)及其消聲器要有較好的音質和較低的音強，即應有較大的插入損失。2.2.3 排氣系統(tǒng)及其

3、消聲器要有較好的外觀和內在質量及較長的使用壽命。2.3 排氣系統(tǒng)的設計要求和布置2.3.1 排氣管內徑的確定在結構布置允許的情況下，排氣管內徑應盡可能大些，以降低管道內得氣流速度，減少氣流阻力產生的功率損失和再生噪聲。一般應發(fā)動機排氣歧管出口內徑?；蚋鶕?jù)發(fā)動機排量等參數(shù)，按公式(1)計算初步確定排氣管內徑。D=2Q/(冗V)?(1)式中：Q發(fā)動機排量；V氣流速度，一般取5060m/s。2.3.2 排氣管的布置和轉彎，應使排氣盡可能順暢。管的中心轉彎半徑一般應（1.52）D,其折彎成型角應大于90o,以大于120o為宜。整個系統(tǒng)的管道轉彎數(shù)應盡可能少，一1般情況下不多于6個。排氣尾管段的方向應與

4、水平面縱向下彎5o10o,出口方向應盡可能指向地面的車身投影的縱向中線。2.3.3 排氣管道及消聲器的材料，除卡車和低檔乘用車可以采用鍍鋁鋼板及卷管外，排氣管道和消聲器一般應采用SUH403SUH409等耐熱不銹鋼板、管，以保證排氣系統(tǒng)的外觀并具有較長的使用壽命。排氣管壁厚一般應大于1.2mm，雙層管2X0.5mm。對于消聲器的板厚和層數(shù)等，除要考慮系統(tǒng)的質量外，同時應根據(jù)車型檔次、系統(tǒng)的成本、制造技術水平、開發(fā)周期等因素綜合考慮。為減小發(fā)動機的振動對排氣系統(tǒng)的影響和管道連接時的精度要求，可以在管道中采用金屬編織層波紋軟管及柔性管件。2.3.4 排氣管道與周圍相鄰件間的間隙（考慮到制作誤差10

5、mm）兩件間無相對運動的（如固定在一起的），其設計間隙不得小于15mm在公共法線方向（或接近）有（或可能有）相對運動的相鄰件，自運動件的最大運動極限位置始起計，其設計間隙不得小于30mm在公共切線（或接近）方向有（或可能有）相對運動，而其他方向無相對運動的相鄰件，在垂直于運動方向的相對間隙，其設計值一般不得小于15mm。2.3.5 對于需要隔離熱源或怕熱的相鄰件，其設計間隙一般不得小于50mm必要時，應協(xié)調“怕熱件”的系統(tǒng)工程師，在“怕熱件”或其承載件上采取隔熱措施。也可以在排氣系統(tǒng)件上采取隔熱措施，以結構簡單，布置、安裝、維修方便，成本低、不產生噪聲等為原則，決定在那個部件上采取隔熱措施。2

6、.3.6 排氣管道間的連接結構方式和密封，應以結構簡單，布置、制造、安裝、維修方便，重量輕、成本低，有足夠的結構剛度，密封性好為原則。連接結構的方式可以采用平面雙孔（或三孔）法蘭、平面密封墊片或凹坑加平面密封圈的方式，也可以采用球面或錐面密封，用單側活動法蘭等結構。對于排氣管道件的制造要求，應在設計圖紙的技術要求中注明。2.3.7 排氣系統(tǒng)支撐懸掛裝置的布置設計2.3. 7.1在結構布置允許的情況下，排氣系統(tǒng)主支撐懸掛副的位置以設置在消聲器體上為宜（采用一副的，應靠近中部；采用兩副的應分置在兩端）,可獲得最佳支撐，NVH和壽命。2.3. 7.2當消聲器的尾管伸出消聲器體的長度超過300mm時，

7、應在尾口附近適當位置設置尾管支撐懸掛副2.3. 7.3當排氣系統(tǒng)中配有質量較大的部件時（如三元催化器、凈化器等），應在其附近相連件的適當位置設置支撐懸掛副。22.3. 7.4排氣系統(tǒng)中其他部位的支撐設置，應根據(jù)系統(tǒng)總體結構布置的需要及其與車架、底板件結構、距離等條件進行設置。2.3. 7.5排氣系統(tǒng)支撐懸掛件的結構方式，一般采用在車架或排氣管上固定伸出連接吊鉤或吊板等金屬件，二者之間采用純或帶編織層的橡膠結構件。2.4排氣凈化裝置的布置設計2.4.1 排氣凈化裝置的三元催化轉化器和氧化轉化器（簡稱凈化器-下同）是車輛機外排放凈化功能的重要部件之一，其性能決定了除發(fā)動機和燃油系統(tǒng)本身的排放性能之

8、外運行車輛的環(huán)保性能。一般而言，排氣凈化裝置的布置距發(fā)動機排氣歧管口的距離越近越好。由于排氣凈化裝置的三元催化器或凈化器的外形尺寸相對較大，工作溫度較高（700C930C以上），車輛需在發(fā)動機附近布置的元件較多，有的元件尚需避開高溫。因此其布置可能需要距排氣歧管口有一定的距離，但根據(jù)其工作特性和具體發(fā)動機對其的要求，一般最大距離不得超過一定值（1200mm°對于采取兩級催化的排氣凈化裝置，前級催化器布置的距岐管口近一些，甚至緊接歧管口（稱為緊耦合型），第二級根據(jù)周圍相鄰件的布置空間及其裝調方便性等要求進行設計布置。2.4.2 排氣凈化裝置的連接方式的要求與排氣管道間的連接結構方式和密

9、封等要求相同。但有時需根據(jù)總體設計及排氣系統(tǒng)等對催化器的連接要求進行，有時需要將催化器設計為一個單獨的連接總成，以便更換維修；有的則需將催化器體直接焊接在某段排氣管上。2.4.3 氧傳感器的布置必須滿足氧傳感器的安裝要求，否則將損壞氧傳感器或使其信號傳遞錯誤，造成ECU判斷錯誤而錯誤控制供給，進而損害發(fā)動機和催化裝置。因此，在進行氧傳感器的布置設計時，要求氧傳感器的感知端朝下，使氧傳感器體的軸線與水平面成大于10°角，以避免發(fā)動機冷啟動時冷凝水凝聚在氧傳感器殼體合感知陶瓷之間。為避免在氧傳感器前的排氣管中有冷凝水凝聚，冷啟動時將水滴吹到氧傳感器上，應將排氣管布置成在氧傳感器前高、后低

10、的向下傾斜形式。并在排氣系統(tǒng)裝置圖的技術要求中注明氧傳感器連接螺紋規(guī)格、扳手規(guī)格和扭緊力矩值的范圍。2.5消聲器的設計方法2.5.1 消聲器安裝位置的布置應首先查找、估算及測量要求作消聲處理的發(fā)動機噪聲數(shù)據(jù)（A聲級和倍頻帶聲壓級等），并確定輻射噪聲的部位和傳播噪聲的主要途徑，從而選擇消聲器安裝的最佳位置。然后根據(jù)國家標準和客戶要求以及確定的具體指標，確定允許噪聲的標準限值，計算消聲器所需要的消聲量。根據(jù)需要的消聲量、空氣動力性（排氣背壓）以及其它要求，確定消聲器的類型，設計出符合要求的消聲器。一般而言，消聲器安裝位置越靠近發(fā)動機消聲效果越好。但是，由於發(fā)動機附近能夠安裝排氣系統(tǒng)的空間都非常有3

11、限。所以大都布置得比較靠后。往往是在限定的空間內來設計布置消聲器。對于采用雙級消聲器的系統(tǒng)，前置消聲器的安裝位置應盡可能靠近發(fā)動機排氣口。2.5.2 消聲器的容積在結構布置允許的情況下，相對而言，其容積越大插入損失越大。用于乘用車的消聲器，其容積一般不小于8倍的發(fā)動機排量，以10倍為宜。這時，恰當?shù)恼{整消聲器內的孔、管、腔等的配置，可減小發(fā)動機的動力損失，并使消聲器排噪獲得較好的音質。對于采用雙級消聲器的系統(tǒng)，前置消聲器容積應達到發(fā)動機排量的兩倍以上。這時所說的消聲器容積=前置消聲器容積+后置消聲器容積。推薦的消聲器容積計算公式和消聲器容積與排氣系統(tǒng)插入損失之間的關系見附錄3。2.5.3 消聲

12、器的長徑比當消聲器容積保持不變時，只改變其內徑與長度，L/D越小，空腔越扁，截面積的擴張比m越大，最大衰減量也隨之增大，但消聲頻率范圍變得較窄。因此，應選取適當?shù)拈L徑比。其經驗推薦值為：消聲器的技術要求和試驗、檢驗方法等，按QC/T631-XX汽車排氣消聲器技術條件執(zhí)行。通過反復試驗、驗證，進行修改后確定設計方案。4篇二：轎車排氣系統(tǒng)設計要點轎車排氣系統(tǒng)設計要點1.排氣消聲器容積一般為發(fā)動機排量的10倍以上，不然達不到好的消聲效果2.光有容積還不夠，排氣系統(tǒng)的擴張比還必須大于15,即排氣管的截面積必須小于主消截面積的1/15,不然也達不到想要的效果3.排氣管的直徑隨排量的不同而有粗細不同，一般

13、1L左右的發(fā)動機管徑在3538左右，1.6L的約為40或更大些,排量更大些的管子可能更大點,不過最大到50吧（猜測）管子太小氣流速度太大,阻力也大而太大了也不大合適,相應的擴張比就小了,而且受空間制約再者浪費材料.4. 排氣系統(tǒng)彈簧螺栓擰緊力矩一般為50705. 消聲器連接法蘭最好能用球面法蘭，可以適應各段排氣管的相對轉動而保持很好的密封國標對排氣系統(tǒng)的密封性要求為30L/min,比較寬松點，做的好的一般都是10L/min6. 消聲器的截面形樁最好做成筒形，加工簡單經濟實惠，截面構成的取消最好能保證倒角在50以上，不然倒角太小廢品率太高7.排氣管路應適當做長點以滿足消聲性能，不過轉彎需圓滑，不

14、能讓氣流阻滯排氣管彎曲半徑一般為至少要大于管直徑的1.5倍，不然也是廢品多多8.消聲器壁后厚一般為0.8,管子壁厚也查不多，高檔車管子能厚一點能達到1或者1.2mm9.消聲器材質量一般選用中檔的3.04不銹剛，材料不太貴防銹效果還可以，排量2L以上的用的材料應該要好些，不過沒有具體測過10排氣系統(tǒng)是一門復雜的系統(tǒng)，其嚴重影響整車的NVH特性.設計排氣系統(tǒng)的外形后應進行排氣掛鉤的設計.一般用的應該是MSCNASTRAN軟件.需要用到有限元分析.掛鉤點設計好后，還需要進行車身對應掛鉤點的聲學靈敏性設計，這個就更專業(yè)了。至今不會，也不知道咋分析.設計好這2個以后還需要對各橡膠吊掛的剛度進行計算，根據(jù)

15、整車的間隙要求設計合理的大小和剛度直（1）-吊掛位置安排要考慮整個排氣系統(tǒng),和擾性節(jié)（長度,剛度等）放置位置很有關系?（2）-那些小孔很多是用來排水的,殼體兩層的時候，排水孔用來排除積水，防銹效果好。篇三：汽車排汽系統(tǒng)的設計、八前言大學三年的?？茖W習即將結束，畢業(yè)設計是其中最后一個環(huán)節(jié)，是對以前所學的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。隨著我國經濟的迅速發(fā)展，汽車的生產技術得到愈來愈廣泛的應用在完成大學三年的課程學習和課程、生產實習，我熟練地掌握了機械制圖，機械設計、機械原理等專業(yè)基礎課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學習的目的。對于汽車排氣系統(tǒng)的設計

16、這個實踐性非常強的設計課題，我們進行了大量的研究和討論。在指導老師的講解下，在平時查閱了很多相關資料并親手拆裝了一些典型的模具實體，明確了模具的一般工作原理、結構、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關手冊和書籍，設計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設計。在設計的過程中，將有一定的困難，但有指導老師的悉心指導和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設計任務。由于學生水平有限，而且缺乏經驗，設計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正。一、排汽系統(tǒng)的概論：排汽裝置是汽車發(fā)動機必不可少的一個部件。排氣系統(tǒng)主要是由發(fā)動機排氣支管、排氣管路、消聲器總成、尾管、排氣系統(tǒng)支撐等

17、構件組成。汽車排氣系統(tǒng)的設計，在安裝位置和結構要求上一定要滿足汽車底盤總體布置的要求；在性能上要符合發(fā)動機對排氣系統(tǒng)的要求。同時，還要兼顧整個系統(tǒng)的經濟性、安全性和維護方便性以及排放的環(huán)保性。排汽裝置分為單排氣和雙排氣裝置兩種。V型發(fā)動機有兩面?zhèn)€排氣支管直列式發(fā)動機一般為單個排氣管。雙排氣系統(tǒng)降低了排氣系統(tǒng)內的壓力，使發(fā)動機排氣順暢，氣缸中殘留的廢氣少，因而可以提高發(fā)動機的充氣效率及輸出的轉矩，單排氣裝置用的材料少，設計方便，一般用于直列發(fā)動機。排氣系統(tǒng)二、排氣支管排氣支管的形狀非常重要，為了防止各缸排相互干擾和排氣倒流，并利用排氣性降低排氣阻力，應將排氣支管做得長些，且各缸支管應相互獨立如圖

18、1-1。排氣支管可用不銹鋼制造，其優(yōu)點是質量輕、耐熱性好、內辟光滑、排氣阻力小，排氣更順。在排氣支管中可將相鄰兩個缸的排氣支管匯合在一起，可以完全消除排氣干擾和倒流現(xiàn)象。排氣支管與排氣口想接處用石綿墊片作密封墊。其優(yōu)點是石綿墊片的耐熱性好。用單頭累釘連接，（如圖1）的分部，便于裝配。在排氣支管上設有一個半徑為1mm的廢氣再循環(huán)孔，這樣可以把發(fā)動機的部分廢氣送回到進氣支管，并與新鮮混合氣一起再次進入氣缸。由于廢氣中含有大量的C02而CO2不能燃燒卻能吸收大量的熱，使氣缸中混合氣的燃燒溫度降低，從而減少了NOX的生成量。廢氣再循環(huán)裝置在發(fā)動機低溫、低速時不投入工作，冷卻液溫度低于50OC和怠速工況

19、時不投入工作防止，沖淡空燃孔而“失速”。中速，中等負荷時投入工作當節(jié)氣門開廢達25%后，n=XXr/mir以上時電控單元1發(fā)出指令使廢氣盾環(huán)孔投入工作中。在大負荷時不投入工作。排氣支管消聲器總成尾管三、排氣管路排氣管路主要包括增壓器出口與消聲器總成之間的管路以及消聲器總成之后的管路。通常我們把增壓器出口與消聲器總成之間的管路通稱為排氣管總成，而把消聲器總成之后的管路稱為排氣尾管。排氣管路的主要作用是將發(fā)動機工作過程中所產生的廢氣安全并順暢地排至車外。排氣管路的設計應該注意以下幾個方面的因素。排氣管路不能因為自身的重量及所產生的慣性、彎矩和相對運動或者因其受熱膨脹產生形變而影響排氣歧管和蝸輪增壓

20、器的正常工作,以致因為過載產生附加應力,造成損壞。設計時,在滿足其剛度、強度的前提條件下,要盡量使排氣管的質量減輕,其材料可以選擇薄壁中碳鋼鋼板或者不銹鋼板。如果當排氣管過長的時候,要考慮增加輔助支撐來固定排氣管，減少因排氣管過長所產生的彎矩、扭矩對發(fā)動機排氣歧管或蝸輪增壓器產生影響。但是，從另一個方面來看，這樣做又會影響排氣管連接法蘭的運動自由度；同時，為了減輕排氣管的熱膨脹應力，在排氣管路中采用熱補償裝置。常用的熱補償裝置一般有兩種形式：第一種是采用彈性金屬的波紋管；另一種是撓性聯(lián)鎖式伸縮管。這兩種方式各有所長，彈性金屬波紋管的密封性能比較好,但是它的熱償性能較差，使用壽命不如撓性聯(lián)鎖式伸

21、縮管。相比之下，撓性聯(lián)鎖式伸縮管的熱補償性能和使用壽命都好于彈性金屬波紋管,但它的密封性能不是太好。目前，國際上已經出現(xiàn)了二層，三層級的撓性聯(lián)鎖式伸縮管，其密封性能得到了大大的提高。在設計時，我們可以根據(jù)具體的要求進行選擇。除排氣管應力之外，排氣管的排氣阻力也是設計過程中應該考慮的一個重要因素。排氣管的排氣阻力是排氣系統(tǒng)排氣背壓的一個組成部分。排氣背壓的產生也將直接影響發(fā)動機的工況。當排氣背壓到達一定的程度以后,哪怕是有一點細微的增減,也會對發(fā)動機的輸出功率產生很大的影響。所以，有效的控制排氣管路的排氣阻力，對降低排氣系統(tǒng)的排氣背壓有著重要的作用；為此，在設計排氣管路的時候，要將排氣背壓控制在

22、汽車發(fā)動機參數(shù)所允許的范圍內，以避免對發(fā)動機工況造成影響。綜合上述幾個方面，排氣管路的設計可以采用以下幾個方面的措施：(1)排氣管路不能過長；汽車底盤總體布置的時候，特別是發(fā)動機后置汽車，要盡量使排氣系統(tǒng)布置在發(fā)動機增壓器出口一側。(2)排氣管采用薄壁管,管徑盡量大一些,為了不增加排氣管的重量,通常采用薄壁中碳鋼卷管或者是不銹鋼卷管。這些材質既可有效地減輕排氣管重量,又具有很好的防腐蝕性。(3)排氣管盡可能的直，盡量減少排氣管的彎折，盡量避免90°的折彎。如果在底盤總布置上無可避免的需要管路彎曲的時候，彎曲的曲率半徑要盡可能的大，以大圓弧過渡，減少排氣阻力。（3）我們通常在排氣管總成

23、中增加彈性金屬波紋管或是撓性聯(lián)鎖式伸縮管，以起到減震降噪，進行熱補償?shù)淖饔谩０惭b的時候撓性管件不能出現(xiàn)彎曲。如果是彈性金屬波紋管，安裝是不能出現(xiàn)拉伸和壓縮的現(xiàn)象；如果是撓性聯(lián)鎖式伸縮管，安裝時伸縮管應該處于半拉伸狀態(tài)。（4）管路設計時，應該盡可能的不使用突變管。管路需要變徑的時候。該盡可能的使用變徑管，漸變管。在排氣管路中，沿氣流方向一般不能出現(xiàn)管徑由大變小的現(xiàn)象。（5）排氣管路的連接方式：通常采用的有：法蘭式.卡口連接、插入式卡箍連接。止口式通常用于增壓，插入式通常用于消聲器進出口連接，法蘭式連接廣泛。但要注意的是，插入式接接必須順著氣流方向，采用小管插入大管形式。法蘭式的連接方式，一定要注意氣密性，一般設計密封墊片加強密封。四、消聲器汽車的排氣噪聲是行車噪聲主要組成部分。汽車排氣噪聲影響人們的學習，工作，生活。因此需要減小排氣噪聲。我們就在排氣管后面設計排氣消聲器。排氣消聲氣的功用是降低排氣噪聲并消除廢氣中的火星和火焰。1、汽車消聲器的常規(guī)結構設計1）、阻性消聲結構a）、阻性消聲器原理：利用聲阻進行消聲。一般是利用多孔吸聲材料來制作阻性消聲器，當聲波通過敷設有吸聲材料的管道時，聲波將激發(fā)