排氣系統(tǒng)消聲器設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范(編輯修改稿)
2025-05-05 23:30 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 尾管噪聲(三檔節(jié)氣門全開(kāi)加速) 排氣系統(tǒng)尾管噪聲是衡量排氣系統(tǒng)消聲效果的一個(gè)主要性能指標(biāo)。尾管噪聲的測(cè)量方法見(jiàn)圖4：圖4尾管噪聲的目標(biāo)設(shè)定如下： 在急加速和急減速的情況下，整車載荷為 70KgX2，按上述方法進(jìn)行測(cè)量的尾管噪聲見(jiàn)圖 5：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為10002000rpm時(shí)，噪聲值為82dB(A)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為5000rpm時(shí)，噪聲值為92dB(A)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為6000rpm時(shí)，噪聲值為97dB(A)。圖5 在急加速和急減速的情況下，整車載荷為 70KgX2，按上述方法進(jìn)行測(cè)量的二階尾管噪聲見(jiàn)圖6，四階尾管噪聲見(jiàn)圖 7，六階尾管噪聲見(jiàn)圖 8，八階尾管噪聲見(jiàn)圖 9。圖6圖7圖8圖9 對(duì)于以上尾管噪聲曲線，可以根據(jù)不同車型所要達(dá)到的噪聲水平的不同進(jìn)行調(diào)整。 定置噪聲 定置噪聲限值按國(guó)標(biāo) GB16170－1996《汽車定置噪聲限制》執(zhí)行，我們要求定置噪聲≤85dB(A)。試驗(yàn)方法按國(guó)標(biāo) GB1436593《聲學(xué) 機(jī)動(dòng)車輛定置噪聲測(cè)量方法》進(jìn)行；定置是指車輛不行使，發(fā)動(dòng)機(jī)處于空載運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，定置噪聲可評(píng)價(jià)、檢查機(jī)動(dòng)車輛的排氣噪聲水平，不能表征車輛行使最大噪聲級(jí)。 振動(dòng) 排氣系統(tǒng)一端與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，一端通過(guò)掛鉤與車體相連。發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)傳遞給排氣系統(tǒng)，然后在通過(guò)掛鉤傳給車體。車體的振動(dòng)通過(guò)座椅、方向盤和地板直接傳給顧客，同時(shí)車體的振動(dòng)也會(huì)幅射出去，在車內(nèi)產(chǎn)生噪聲，所以控制傳到車體的力是排氣系統(tǒng)振動(dòng)控制的最重要的目標(biāo)之一。 排氣系統(tǒng)的振動(dòng)源主要有四個(gè)：發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械振動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流沖擊、聲波激勵(lì)和車體的振動(dòng)，車體的振動(dòng)傳遞方向與前面三種相反，車體振動(dòng)會(huì)通過(guò)掛鉤傳遞到排氣系統(tǒng)，這種傳遞會(huì)逆向傳遞到發(fā)動(dòng)機(jī)，從而加大了發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)。 為了控制排氣系統(tǒng)的振動(dòng)，在進(jìn)行排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：要避免與整車固有頻率范圍重合，應(yīng)盡量做到差距越大越好，一般地，車身固有頻率在25Hz－34Hz之間，因此排氣系統(tǒng)振動(dòng)頻率不能設(shè)計(jì)在這個(gè)范圍內(nèi)。在設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)時(shí)，要使得其模態(tài)越少越好。如果模態(tài)太多，那么系統(tǒng)某些頻率很容易被激勵(lì)起來(lái)，振動(dòng)容易被傳遞到車體。通常排氣系統(tǒng)應(yīng)該盡可能地設(shè)計(jì)成一條直線，而盡量避免彎曲的形狀。合理選擇掛鉤的位置，且掛鉤的剛度要滿足下面的要求： 支架頻率=（≥ 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速 x發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸數(shù)目）/120波紋管和橡膠吊塊的設(shè)計(jì)對(duì)排氣系統(tǒng)的振動(dòng)控制至關(guān)重要。3 系統(tǒng)及零部件的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)布置 布置原則 一個(gè)完整的排氣系統(tǒng)，從前到后，一般布置次序是：預(yù)催化器、補(bǔ)償器（波紋管）、主催化器、前消聲器、后消聲器。 排氣管用于連接以上不同部件。排氣管分段以及連接方式主要根據(jù)安裝和維修方便確定。 如果補(bǔ)償器采用球面法蘭，一般不把球面法蘭布置在催化器之前。 對(duì)于滿足歐Ⅱ及以下排放標(biāo)準(zhǔn)的排氣系統(tǒng)，由于歐Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)不涉及冷啟動(dòng)階段的排放限制，所以一般可不采用預(yù)催化器而只采用一個(gè)主催化器。對(duì)于滿足歐Ⅲ及以上排放標(biāo)準(zhǔn)的排氣系統(tǒng)，一般在排氣歧管出口處布置預(yù)催化器（即 CCC，Closed Couple Catalyst）或者在預(yù)催化器前的排氣管段采取良好的保溫措施。主催化器一般布置在車身底板下，所以又叫底板下催化器（Under Floor Catalyst）。 消聲器有一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)之分。二級(jí)消聲應(yīng)用最多，SUV、跑車等追求動(dòng)力性的車輛一般才采用一級(jí)消聲器。對(duì)于二級(jí)消聲，我們將其分別稱為前消聲器和后消聲器。根據(jù)聲學(xué)原理，消聲器擺放在不同的位置，將產(chǎn)生不同的消聲效果，一般地，推薦如下的消聲器擺放位置（見(jiàn)圖10）：圖10 間隙要求排氣系統(tǒng)與各相鄰部件地間隙關(guān)系見(jiàn)圖11：圖11 各相鄰部件耐溫在 150℃以下的越遠(yuǎn)離排氣系統(tǒng)越好，相對(duì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)部件最少保證與排氣系統(tǒng)的間隙大于 25mm，同時(shí)要保證最小離地間隙符合整車布置要求。 吊鉤位置的選取排氣系統(tǒng)吊鉤位置的選擇遵循以下原則：（1）、吊鉤應(yīng)該位于振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)上；（2）、吊鉤應(yīng)該在縱向能夠延伸；（3）、吊耳應(yīng)該位于車身結(jié)構(gòu)的剛性處。對(duì)于排氣系統(tǒng)吊鉤位置的選取必須借助 CAE 分析來(lái)進(jìn)行，首先對(duì)排氣系統(tǒng)進(jìn)行各階模態(tài)分析(見(jiàn)圖12)來(lái)確定排氣
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