排气系统设计指南

编制日期：2004-05-08 编者：王许华、贤

飞华、倪强

版次：00 第1 页共22 页

排气消声系统设计指南

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汽车工程研究院

编制日期：2004-05-08 编者：王许华、贤

飞华、倪强

版次：00 第2 页共22 页目录

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 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

3.2 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

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3.9.2 消声器外壳体

四、排气消声系统的设计开发流程

五、参考文献列表

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版次：00

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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，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，对排气歧管的详细设计具体见发动机设计科编制的排气歧管设计指南，对于排气净化装置的详细设计具体见电控科编制的排气净化设计指南。 典型的排气消声系统如图1所示：

图1 三、设计应用

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。

排气管 排气净化装置 副消声器 主消声器

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1.2 排气系统设计能满足现行中华人民共和国法规要求，具体如下：

QC/T 57－93 汽车匀速行使车内噪声测量方法

GB16170－1996 汽车定置噪声限制

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

GB1495－2002 汽车加速行使车外噪声限值及测量方法

QC/T 58－93 汽车加速行使车外噪声测量方法

GB18352 轻型汽车污染物排放限值及测量方法

GB14365-93 汽车定置噪声限制及其测量方法

1.3 排气系统零部件必须能经受1000℃的高温要求以及气流冲击，并保

证排气系统可靠性达到10万公里或者三年（先到者为准）的要求。

1.4 排气系统必须满足顾客对噪声的要求。

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/T 524设定测点测得的压强。排气背压越高，排气阻力越大，充气效率也就越低，发动机功率、扭矩损失也越大。一般来说，考虑到发动机的功率和扭矩要求，会对排气系统提出一个具体的排气背压要求。

对自然吸气发动机，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。

对于我公司开发的A VL发动机，具体的数值见表一

表一：

发动机型号排气背压目标值

1.6L CBR VVT <350mbar@rated speed

1.6L Low Cost <350mbar@rated speed

2.0L TCI GDI <500mbar@rated speed

2.0L TCI MPI <500mbar@rated speed

2.0L CBR VVT <350mbar@rated speed

2.0L Low Cost <350mbar@rated speed

3.0L V6 CBR VVT <350mbar@rated speed

2.4L V6 CBR VVT <350mbar@rated speed