排气系统消声器设计技术规范

精心整理排气消声系统设计技术规范

目录

一、主题与适用范围

1、主题

2、适用范围

二、排气消声系统的总称说明及功用

1

2

2.1

2.2

2.3

2.4

2.5

2.6

2.6.1

2.6.2

2.7

2.8

2.9

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补偿器

3.5.1

3.5.2

3.6

3.7

3.8

3.8.1

3.8.2

1

2

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,NOX等的含量，达到排气净化的作用；

典型的排气消声系统如图1所示：

图1

三、设计应用

1、设计规则和输入:

1.1排气系统能很好的将废气顺畅排出，满足发动机的排气背压，功率损失比的要求。

1.2

QC/T57

GB1495

QC/T58

1.3

减少

1.4

1.5消声器在满足消声量的前提下要体积小，重量轻，便于安装和维修，有一个较好的价格性能比。除消声器几何尺寸和管路走向应符合装车的要求外，消声器的尾管应美观大方，表面装饰应与车的总体造型相协调。

2、设计参数的设定

2.1尺寸及重量

尺寸和重量需根据产品所要达到的性能要求以及底盘空间位置来确定，但是在满足性能要求的基础上，做到尽量小为最好。

2.2排气背压

排气背压指发动机装上整套排气系统后，按QC/T524-1999设定测点测得的压强(离发动机排气歧管出口或涡轮增压器出口下游75mm处，在排气连接管里测量，测压头与管内壁齐平，误差不大于±0.2kPa)。排气背压越高，排气阻力越大，充气效率也就越低，

2.3

γ＝[

对于γ值，QC/T631－1999《汽车排气消声器技术条件》规定为<8％，我们一般设定为<5％。

2.4净化效率

根据尾气排放标准的要求，一般要求排气系统对发动机排气的净化率（净化前后排气的污染物HC、CO、NOx含量之比）要求在90%以上。

2.5加速行驶车外噪声

汽车加速行驶车外噪声需满足现行中华人民共和国的法规规定要求，其具体测量方法和限值见GB1495－2002《汽车加速行使车外噪声限值及测量方法》和QC/T58－93《汽车加速行使车外噪声测量方法》。汽车加速行使车外噪声是一个整车噪声衡量标准，影响汽车加速行使车外噪声的因素主要有三/四个：发动机本体噪声，进气系统噪声、排气系统噪声和车胎-路面摩擦噪声，并且将来车胎-路面摩擦噪声会越来

，以下

1、M1

2、，

3、M1

2.6

2.6.1

)之差。D＝L1-L2

对于D值，由于各发动机的噪声水平以及整车类型不同，所以插入损失的目标值也不同。

QC/T631－1999《汽车排气消声器技术条件》规定为>28dB，JB/T5081-91《中小功率柴油机消声器技术条件》规定功率损失在小于5%时，插入损失应≥25dB。我们要求在发动机各个转速下的插入损失均大于32dB。

与传递损失只考虑消音元件本身不同，插入损失是考虑一个系统。也就是说除了消音元件本身外，插入损失还包括了声源和出声口(如进气口和排气尾管)的声学特征，因此这种方法是描述整个系统消音效果的最佳表达方式。

2.6.2

上;

车的噪声水平和发动机的类型不同，可对该红线位置进行调整。

2.7尾管噪声(三档节气门全开加速)

排气系统尾管噪声是衡量排气系统消声效果的一个主要性能指标。

尾管噪声的测量方法见图4：

图4

尾管噪声的目标设定如下：

在急加速和急减速的情况下，整车载荷为70KgX2，按上述方法进行测量的尾管噪声见图5：当发动机转速为1000-2000rpm时，噪声值为82dB(A)，当发动机转速为5000rpm 时，噪声值为92dB(A)，当发动机转速为6000rpm时，噪声值为97dB(A)。

图5

在急加速和急减速的情况下，整车载荷为70KgX2，按上述方法进行测量的二阶尾管

。

2.8

≤

2.9

气系统振动控制的最重要的目标之一。

排气系统的振动源主要有四个：发动机的机械振动、发动机的气流冲击、声波激励和车体的振动，车体的振动传递方向与前面三种相反，车体振动会通过挂钩传递到排气系统，这种传递会逆向传递到发动机，从而加大了发动机的振动。

为了控制排气系统的振动，在进行排气系统设计时要注意以下几点：

1、要避免与整车固有频率范围重合，应尽量做到差距越大越好，一般地，车身固有频率在25Hz－34Hz之间，因此排气系统振动频率不能设计在这个范围内。

2、在设计排气系统时，要使得其模态越少越好。如果模态太多，那么系统某些频率很容易被激励起来，振动容易被传递到车体。通常排气系统应该尽可能地设计成一条直线，而尽量避免弯曲的形状。

3、合理选择挂钩的位置，且挂钩的刚度要满足下面的要求：

4

3

3.1

3.1.1

确定。

）。

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10）：

图10