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日志

Hellfire排气:车辆排气系统设计规范

已有 112 次阅读2016-11-8 15:14

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≥(1.5~2D,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SUH403SUH409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、系统的成本、制造技术水平、开发周期等因素综合考虑。为减小发动机的振动对排气系统的影响和管道连接时的精度要求,可以在管道中采用金属编织层波纹软管及柔性管件。

2.3.4  排气管道与周围相邻件间的间隙 (考虑到制作误差10mm),两件间无相对运动的(如固定在一起的),其设计间隙不得小于15mm;在公共法线方向(或接近)有(或可能有)相对运动的相邻件,自运动件的最大运动极限位置始起计,其设计间隙不得小于30mm。在公共切线(或接近)方向有(或可能有)相对运动,而其他方向无相对运动的相邻件,在垂直于运动方向的相对间隙,其设计值一般不得小于15mm

 

 

 

2.3.5  对于需要隔离热源或怕热的相邻件,其设计间隙一般不得小于50mm。必要时,应协调“怕热件”的系统工程师,在“怕热件”或其承载件上采取隔热措施。也可以在排气系统件上采取隔热措施,以结构简单,布置、安装、维修方便,成本低、不产生噪声等为原则,决定在那个部件上采取隔热措施。

2.3.6  排气管道间的连接结构方式和密封,应以结构简单,布置、制造、安装、维修方便,重量轻、成本低,有足够的结构刚度,密封性好为原则。连接结构的方式可以采用平面双孔(或三孔)法兰、平面密封垫片或凹坑加平面密封圈的方式,也可以采用球面或锥面密封,用单侧活动法兰等结构。对于排气管道件的制造要求,应在设计图纸的技术要求中注明。

 

2.3.7  排气系统支撑悬挂装置的布置设计

2.3. 7.1  在结构布置允许的情况下,排气系统主支撑悬挂副的位置以设置在消声器体上为宜(采用一副的,应靠近中部;采用两副的应分置在两端),可获得最佳支撑,NVH和寿命。