汽車排汽系統(tǒng)的設(shè)計

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1、前言大學(xué)三年的?？茖W(xué)習即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計是其中最后一個環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，汽車的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習和課程、生產(chǎn)實習，我熟練地掌握了機械制圖，機械設(shè)計、機械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學(xué)習的目的。對于汽車排氣系統(tǒng)的設(shè)計這個實踐性非常強的設(shè)計課題，我們進行了大量的研究和討論。在指導(dǎo)老師的講解下，在平時查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實體，明確了模具的一般工作原理、結(jié)構(gòu)、加工工藝。并在圖書館借閱了許

2、多相關(guān)手冊和書籍，設(shè)計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計。在設(shè)計的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設(shè)計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正。11一、排汽系統(tǒng)的概論：排汽裝置是汽車發(fā)動機必不可少的一個部件。排氣系統(tǒng)主要是由發(fā)動機排氣支管、排氣管路、消聲器總成、尾管、排氣系統(tǒng)支撐等構(gòu)件組成。汽車排氣系統(tǒng)的設(shè)計，在安裝位置和結(jié)構(gòu)要求上一定要滿足汽車底盤總體布置的要求；在性能上要符合發(fā)動機對排氣系統(tǒng)的要求。同時，還要兼顧整個系統(tǒng)的經(jīng)濟性

3、、安全性和維護方便性以及排放的環(huán)保性。排汽裝置分為單排氣和雙排氣裝置兩種。V型發(fā)動機有兩面?zhèn)€排氣支管直列式發(fā)動機一般為單個排氣管。雙排氣系統(tǒng)降低了排氣系統(tǒng)內(nèi)的壓力，使發(fā)動機排氣順暢，氣缸中殘留的廢氣少，因而可以提高發(fā)動機的充氣效率及輸出的轉(zhuǎn)矩，單排氣裝置用的材料少，設(shè)計方便，一般用于直列發(fā)動機。排氣系統(tǒng)排氣支管排氣管消聲器總成尾管二、排氣支管排氣支管的形狀非常重要，為了防止各缸排相互干擾和排氣倒流，并利用排氣性降低排氣阻力，應(yīng)將排氣支管做得長些，且各缸支管應(yīng)相互獨立如圖1-1。排氣支管可用不銹鋼制造，其優(yōu)點是質(zhì)量輕、耐熱性好、內(nèi)辟光滑、排氣阻力小，排氣更順。在

4、排氣支管中可將相鄰兩個缸的排氣支管匯合在一起，可以完全消除排氣干擾和倒流現(xiàn)象。排氣支管與排氣口想接處用石綿墊片作密封墊。其優(yōu)點是石綿墊片的耐熱性好。用單頭累釘連接，(如圖1)的分部，便于裝配。在排氣支管上設(shè)有一個半徑為1mm的廢氣再循環(huán)孔，這樣可以把發(fā)動機的部分廢氣送回到進氣支管，并與新鮮混合氣一起再次進入氣缸。由于廢氣中含有大量的CO2而CO2不能燃燒卻能吸收大量的熱，使氣缸中混合氣的燃燒溫度降低，從而減少了NOX的生成量。廢氣再循環(huán)裝置在發(fā)動機低溫、低速時不投入工作，冷卻液溫度低于50OC和怠速工況時不投入工作防止，沖淡空燃孔而“失速”。中速，中等負荷時投

5、入工作當節(jié)氣門開廢達25﹪后，n=2000r/mir以上時電控單元1發(fā)出指令使廢氣盾環(huán)孔投入工作中。在大負荷時不投入工作。11一、排氣管路排氣管路主要包括增壓器出口與消聲器總成之間的管路以及消聲器總成之后的管路。通常我們把增壓器出口與消聲器總成之間的管路通稱為排氣管總成，而把消聲器總成之后的管路稱為排氣尾管。排氣管路的主要作用是將發(fā)動機工作過程中所產(chǎn)生的廢氣安全并順暢地排至車外。排氣管路的設(shè)計應(yīng)該注意以下幾個方面的因素。排氣管路不能因為自身的重量及所產(chǎn)生的慣性、彎矩和相對運動或者因其受熱膨脹產(chǎn)生形變而影響排氣歧管和蝸輪增壓器的正常工作,以致因為過載產(chǎn)生附加應(yīng)力

6、,造成損壞。設(shè)計時,在滿足其剛度、強度的前提條件下,要盡量使排氣管的質(zhì)量減輕,其材料可以選擇薄壁中碳鋼鋼板或者不銹鋼板。如果當排氣管過長的時候,要考慮增加輔助支撐來固定排氣管，減少因排氣管過長所產(chǎn)生的彎矩、扭矩對發(fā)動機排氣歧管或蝸輪增壓器產(chǎn)生影響。但是，從另一個方面來看，這樣做又會影響排氣管連接法蘭的運動自由度；同時，為了減輕排氣管的熱膨脹應(yīng)力，在排氣管路中采用熱補償裝置。常用的熱補償裝置一般有兩種形式：第一種是采用彈性金屬的波紋管；另一種是撓性聯(lián)鎖式伸縮管。這兩種方式各有所長，彈性金屬波紋管的密封性能比較好,但是它的熱償性能較差，使用壽命不如撓性聯(lián)鎖式伸縮管

7、。相比之下，撓性聯(lián)鎖式伸縮管的熱補償性能和使用壽命都好于彈性金屬波紋管,但它的密封性能不是太好。目前，國際上已經(jīng)出現(xiàn)了二層，三層級的撓性聯(lián)鎖式伸縮管，其密封性能得到了大大的提高。在設(shè)計時，我們可以根據(jù)具體的要求進行選擇。除排氣管應(yīng)力之外，排氣管的排氣阻力也是設(shè)計過程中應(yīng)該考慮的一個重要因素。排氣管的排氣阻力是排氣系統(tǒng)排氣背壓的一個組成部分。排氣背壓的產(chǎn)生也將直接影響發(fā)動機的工況。當排氣背壓到達一定的程度以后,哪怕是有一點細微的增減11,也會對發(fā)動機的輸出功率產(chǎn)生很大的影響。所以，有效的控制排氣管路的排氣阻力，對降低排氣系統(tǒng)的排氣背壓有著重要的作用；為此，在設(shè)計

8、排氣管路的時候，要將排氣背壓控制在汽車