排氣系統(tǒng)計(jì)算書

密級(jí)： 編號(hào)： 排氣設(shè)計(jì)驗(yàn)算報(bào)告項(xiàng)目名稱：項(xiàng)目編號(hào)：編制：日期校對(duì)：日期:審核：日期:批準(zhǔn)：日期:目錄TOC\o"1-5"\h\z排氣系統(tǒng) 3\o"CurrentDocument"排氣系統(tǒng)的任務(wù) 3系統(tǒng)的要求和總體設(shè)計(jì)原則 3\o"CurrentDocument"要求 3\o"CurrentDocument"總體設(shè)計(jì)原則 3\o"CurrentDocument"1.3排氣系統(tǒng)的組成 3\o"CurrentDocument"1.4選用的消聲器及三元催化器的基本參數(shù) 4排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算 4消聲器 4功用 4\o"CurrentDocument"結(jié)構(gòu)和原理 5\o"CurrentDocument"消聲器容積驗(yàn)算 5\o"CurrentDocument"三元催化器的選用 9其它聯(lián)接管路直徑 10結(jié)論 10\o"CurrentDocument"參考資料 12排氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)的任務(wù)排氣系統(tǒng)的作用是降低排氣噪音、防止排氣漏氣、保持排氣通暢、降低有害物質(zhì)的排放，從而達(dá)到汽車正常運(yùn)行，保護(hù)環(huán)境。系統(tǒng)的要求和總體設(shè)計(jì)原則要求1. 各級(jí)消聲器總漏氣量在保持壓力30kPa時(shí)不超過(guò)100L/min2． 噪聲應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1495-2002。排氣背壓應(yīng)小于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的26.7kPa。壽命不低于75000km或三年，三年后插入損失不得減少 6dB,功率損失比不得增加3%工作環(huán)境溫度500°C?835°C。排放要求達(dá)到歐3標(biāo)準(zhǔn)。總體設(shè)計(jì)原則根據(jù)上述要求采用一級(jí)三元催化器、裝有一級(jí)消聲器和終極消聲器的二級(jí)消聲。為了改善發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)對(duì)排氣系統(tǒng)的影響，在排氣管的前部裝波紋管。其余各管路的連接采用法蘭盤連接型式,中間加裝金屬密封墊采用螺栓、放松螺母壓緊。1.3排氣系統(tǒng)的組成排氣系統(tǒng)由排氣管、三元催化器、消聲器、消聲器排氣管、氧傳感器等部件組成。

1.4選用的消聲器及三元催化器的基本參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)：型號(hào)Tritec寶馬發(fā)動(dòng)機(jī)排量(L)1.6額定轉(zhuǎn)速(r/min)6000布置的位置根據(jù)空間情況以及參考樣車確定三元催化器的體積為：體積(L)三元催化器1.99消聲器的體積分別為：橫面積(dm2)體積(L)前消聲器1.13.9后消聲器2.815.2排氣管及尾管：排氣管內(nèi)徑(mm)48排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算消聲器功用

消聲器的主要作用是降低發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲，并盡可能減少功率損耗，使高溫凈化后的廢氣能安全有效的排出。本車采用兩級(jí)消聲器。結(jié)構(gòu)和原理一般消聲器分為抗性、阻性、阻抗性?？剐韵暺鞫际峭ㄟ^(guò)消耗廢氣氣流的能量，平衡氣流的壓力波動(dòng)為目的進(jìn)行多次的變動(dòng)氣流方向,重復(fù)的使氣流通過(guò)收縮而又?jǐn)U大的斷面或?qū)饬鞣指顬楹芏嘈〉闹Я鞑⒀刂黄交钠矫媪鲃?dòng)等措施進(jìn)行消聲。阻性消聲器是在內(nèi)部排氣通過(guò)管道周圍填充吸聲材料來(lái)吸收聲能量達(dá)到消聲目的，阻抗復(fù)合型消聲器是分別用抗性消聲單元和吸聲材料組合構(gòu)成的消聲器，具有抗性、阻性消聲器的共同特點(diǎn)，對(duì)低、中、高頻噪聲都有很好的消聲效果。現(xiàn)代轎車一般都采用阻抗復(fù)合型消聲器。本車基于便于布置，消聲器采用兩級(jí)消聲器，采用阻抗復(fù)合型消聲器消聲器容積驗(yàn)算消聲器容積估算第一種算法：V=第一種算法：V=Q-n-VST/1000?j-i式中：V 消聲器容積L發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min

缸數(shù)沖程數(shù) 發(fā)動(dòng)機(jī)排量LstQ 有關(guān)消聲效果的修正系數(shù)。各值為：n 6000r/mini4V 1.6Lstq 可取2?6,對(duì)消聲器要求越高時(shí)值應(yīng)越大，取6V=14.4L第二種算法： V=(A+A+A)?V123st式中： 消聲器容積LA 插入損失修正系數(shù)1A 增壓機(jī)型修正系數(shù)2A 汽車適應(yīng)系數(shù)3 發(fā)動(dòng)機(jī)排量Lst各參數(shù)的選擇范圍如下表：參數(shù)名稱參數(shù)數(shù)值適應(yīng)范圍A11插入損失小于16dB2插入損失16?22dB3插入損失大于22dBA21自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)3增壓發(fā)動(dòng)機(jī)A1A1A2A3V 1.6Lst將上述各值代入表達(dá)式得：V=9.6L另外一種經(jīng)驗(yàn)算法： V=QVst式中 消聲器容積 L 發(fā)動(dòng)機(jī)排量Lsta 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)各值為： 1.6Lsta 6?10將上述數(shù)值代入表達(dá)式得：V=（9.6?16）L終級(jí)消聲器根據(jù)估算消聲器推薦值在9.6?16L,消聲器容積越大越有利于消聲，現(xiàn)代轎車的消聲器普遍較大。終極消聲器是主消聲器，對(duì)消聲起了決定性作用盡量取大，本車依據(jù)的布置空間以及參考同類型的樣車確定終級(jí)消聲器的容積為15.2L1級(jí)消聲器：因此處的消聲針對(duì)剛從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的氣體，所以以阻抗性消聲為主，其長(zhǎng)度和容積不宜過(guò)長(zhǎng)過(guò)大，一般取終級(jí)消聲器容積的25%?30%。根據(jù)總布置的空間限制，取1級(jí)消聲器容積為3.9L，是終級(jí)消聲器容積的25%，故1級(jí)消聲器容積可以滿足要求。④消聲器的擴(kuò)張比：M-SiS2式中：消聲器的擴(kuò)張比

消聲器截面積mm2消聲器進(jìn)口截面積mm2S=28000（數(shù)模上實(shí)測(cè)）1S=1/4“d2d 排氣管內(nèi)直徑48mmS=1/4X3.14159X482二1809.562得：M=15.47轎車的消聲器擴(kuò)張比一般選取12?15，越大越有利于消聲，因而擴(kuò)張比15.47是符合要求的。⑤排氣背壓：消聲器排氣背壓是不容忽視的，當(dāng)背壓超過(guò)限值后，功率和轉(zhuǎn)矩將減小。本車的排氣背壓根據(jù)所用發(fā)動(dòng)機(jī)要求W30Kpa⑥驗(yàn)算結(jié)果根據(jù)計(jì)算，本車所采用消聲器的總?cè)莘e19.1L略大于一般的推薦的數(shù)據(jù)，大于發(fā)動(dòng)機(jī)排量的10倍，這有利于提高插入損失，降低功率損失。如果遇布置困難等情況也允許適當(dāng)減少消聲器總?cè)莘e。擴(kuò)張比為15.47大于一般的推薦數(shù)據(jù)12?15,有利消聲效果。三元催化器的選用功用：三元催化器是一種同時(shí)能將有害氣體co，CH，NO消除的轉(zhuǎn)化x器，三元催化器對(duì)混合氣的空燃比要求非常嚴(yán)格，三元催化劑能理想工作的過(guò)量空氣系數(shù)?=1.0,“窗口”很乍，寬度一般在(0.01——a0.02)左右(對(duì)應(yīng)空燃比寬度為0.15——0.3)，且并不相對(duì)?=1.0a對(duì)稱，而是偏向濃的方向。在這個(gè)窗口工作，CO，CH，NO的凈化x效率均可在80%以上。因而三元催化器需由傳感器測(cè)出排氣中氧的含量，不斷調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比。催化器的大小：本車采用單級(jí)三元催化器，三元催化器容量根據(jù)目前參考樣車確定：V二1.9L，三元催化器在排氣管中的位置：為了使三元催化器快速起燃，放置位置盡量靠近發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管，三元催化器離排氣岐管的距離：L二536mm三元催化器長(zhǎng)期最高工作溫度：835°C以下汽車廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)：歐III標(biāo)準(zhǔn)其它聯(lián)接管路直徑在滿足排氣背壓的前提下，設(shè)計(jì)輕量化。選定管路內(nèi)徑不小于48mm、壁厚1.5~2.0mm，采用防銹、防腐蝕無(wú)縫鋼管。為了提高保溫性和防止向車身傳熱在三元催化器前使用雙層管，二層間隙為3mm。結(jié)論通過(guò)驗(yàn)算和估算，選定的消聲器、三元催化器的容積，整個(gè)排氣系統(tǒng)布置方式能滿足本車的需要的主要參數(shù)如下發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)型號(hào)寶馬發(fā)動(dòng)機(jī)排量(L)1.6額定轉(zhuǎn)速(r/min)6