汽车排气

汽车底盘排气系统设计

排气系统设计

目录

1、排气系统整体概述.....................................................................................................................2

1.1排气系统功用.....................................................................................................................2

1.2排气系统原理简图.............................................................................................................3

2、排气系统性能设计.....................................................................................................................3

2.1排气系统国家及行业强制性标准要求.............................................................................3

2.2排气系统使用性能要求.....................................................................................................4

2.3排气系统周边布置要求.....................................................................................................5

2.4排气系统制造及安装工艺性要求.....................................................................................5

3、排气系统开发流程图.................................................................................................................8

4、排气系统零部件结构设计.........................................................................................................9

4.1排气管路径设计.................................................................................................................9

4.2三元催化转化器结构设计.................................................................................................9

4.3消声器结构设计...............................................................................................................10

4.4排气系统安装结构形式设计..........................................................................................14

4.5隔热罩设计......................................................................................................................15

5、排气系统性能理论分析校核...................................................................................................16

5.1排气背压分析...................................................................................................................16

5.2排气振动分析...................................................................................................................16

6、排气系统工艺性分析校核.......................................................................................................17

7、排气系统CAE分析校核..........................................................................................................17

1

排气系统设计

排气系统设计

1、排气系统整体概述

1.1排气系统功用

排气系统的作用是降低排气噪音、防止排气漏气、保持排气通畅、降低有害物质的排放，

从而达到汽车正常运行，保护环境。

排气系统由排气歧管、三元催化器、消声器、消声器连接管、氧传感器等部件组成。排

气歧管、三元催化转换器和消声器是排气系统中很重要的三个部件。

排气歧管的作用是把发动机各缸排出的废气汇集在一起，并导入排气总管。为了减小排

气阻力、提升发动机性能，应合理设计排气歧管。

消声器按照消声原理与结构可分为抗性消声器、阻性消声器和阻抗复合型消声器三类。

抗性消声器是在内部通过管道、隔板等部件组成扩张室、共振室等各种消声单元的消声器。

使声波通过消声单元时发生反射和干涉，以降低声能量达到消声目的（如图1）。抗性消声

器消声频带有限，通常对低、中频段消声效果好。阻性消声器是在内部排气通过管道周围填

充吸声材料来吸收声能量达到消声目的（如图2）。对中、高频带消声效果好，常与抗性消

声器结合起来使用。抗性消声器和阻性消声器以前抗后阻的形式结合起来，对低中高频段的

发动机噪声衰减都很好，故在汽车行业中常用阻抗复合型消声器。

图.1抗性消声器

图.2阻性消声器

2

排气系统设计

1.2排气系统原理简图

控制

发动机

排气歧管

三元催化转

换装置

反馈

消声器

大气环境

ECU

氧传感器

图.3排气系统原理简图

2、排气系统性能设计

2.1排气系统国家及行业强制性标准要求

三元催化转化器及消声器国家标准：

GB18352.3-2005轻型汽车污染物排放限制及测量方法（中国Ⅲ、Ⅳ阶段）

GB1495-2002汽车加速行驶车外噪声限值即测量方法

3

脉

冲

信

号

排气系统设计

GB/T18297-2001

GB/T15173-1994

GB/T15089-2001

汽车发动机性能试验方法

声校准器

机动车辆及挂车分类

我国汽车消声器行业标准：

1)各级消声器总漏气量在保持压力30kPa时不超过30L/min。

2)噪声应符合：①加速行驶车外噪声≤74dB(A)；

②80km/h匀速行驶车内噪声限值≤62dB(A)；

③100km/h匀速行驶车内噪声限值≤65dB(A)；④

120km/h匀速行驶车内噪声限值≤68dB(A)。

3)排气背压应小于行业标准要求的26.7kPa。

4)消音器寿命不低于75000km或三年，三年后插入损失不得减少6dB，功率损失比不

得增加3%。

5)工作环境温度500℃～850℃，应不出现性能下降。

6)排放要求达到国IV标准。

7)催化转化器对CO、HC化合物、NOx的转化效率应大于70%。

8)催化转化器在汽车正常使用和维护保养的情况下，其耐久性里程不小于80000km.

替换用催化转化器其耐久性里程不小于50000km.

2.2排气系统使用性能要求

（1）催化转化器应防止车辆使用中可能发生的腐蚀、氧化现象。

（2）催化转化器安装时应确保接口处密封。

（3）替代用催化转化器应安装在原装催化转化器的同一位置，不能减少车辆离地间隙，

排气管中氧传感器的位置不应改动。

（4）催化转化器应保证在受力、受热、受振动和水冷时，保持其内部结构稳定且能正常

（5）消声器应采取适当的防腐措施；在消声器在寿命周期内不得出现破坏性锈蚀，即锈

蚀对性能没有明显改变。

（6）消声器在正确安装使用时，应保证消声器具有良好的密封性。

排气系统设计4