【導(dǎo)讀】黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)。第3章燃乙醇汽油車排氣管內(nèi)部溫度與滴水量測定試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)..........10

　　

【正文】 E 80~90 80~90 通過對冬季和春季 高 速工況試驗(yàn)燃乙醇汽油車排氣尾管末端的單位小時滴水量進(jìn)行對比分析，可知 高 速工況下環(huán)境溫度對排氣尾管末端滴水量的影響。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 排氣管末端滴水量的分析 表 320 各種工況下排氣管末端平均每小時接水量 [ml/h] 怠速試驗(yàn) 低速試驗(yàn) 中速試驗(yàn) 高速試驗(yàn) 冬季 春季 表 320 為 各個工況下排氣管末端平均每小時接水量（ ml/h） ,通過對比表中的試驗(yàn)數(shù)據(jù) 可以分析出，試驗(yàn)車輛排氣尾管末端出口的接水量多少 隨 外界溫度以及汽車的工況 的變化情況 ?？煽闯鲭S著車輛行駛速度的增加，以及環(huán)境溫度的上升，排氣管滴水量的變化 。 本章小結(jié) 本章針對燃乙醇汽油車在平地怠速、坡道怠速（坡度約為 15176。）、低速、中速、高速等工況下，對燃乙醇汽油車的排氣管內(nèi)部溫度分布進(jìn)行了試驗(yàn)測定 設(shè)計(jì) ， 通過設(shè)計(jì)試驗(yàn) 得到了燃乙醇汽油車排氣管內(nèi)部溫度分布的變化規(guī)律，通過設(shè)計(jì)方案在哈爾濱地區(qū)進(jìn)行冬、春兩季四種工況的試驗(yàn)對比，可以得出環(huán)境溫度較低時汽車排氣管的滴水量，車輛頻繁起步停車，低速工況下排氣 管的滴水 量， 環(huán)境溫度升高，汽車行駛速度提高，排氣管內(nèi)的水蒸氣液化的臨界區(qū)域的變化趨勢。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 第 4 章 捷達(dá)汽車消聲器結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì) 乙醇汽油燃燒理化特性分析 車用乙醇汽油的定義 車用乙醇汽油是指在不含 MTBE等氧添加劑的專用汽油組分油中按體積比加入一定比例（我國目前暫定為 10%）的變性燃料乙醇，由車用乙醇汽油定點(diǎn)調(diào)配中心按國際 GB183512020 的質(zhì)量要求。通過待定工藝混配而成的新一代清潔環(huán)保型車用燃料。 變性材料乙醇的定義：乙醇俗稱酒精，變性燃料乙醇是按國標(biāo) GB183502020 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)通過專用設(shè)備，特定脫水工藝生產(chǎn)的含量在 %（ V/V）以上的無水乙醇經(jīng)變性處理后，易于從外觀和氣味上區(qū)別于可食用酒精，用于混配車用乙醇汽油 車用乙醇汽油按研究法辛烷值分為 90 號、 93 號、 95 號、 97 號四個標(biāo)號。標(biāo)示方法是在汽油號前加注字母 E，作為車用乙醇汽油的統(tǒng)一標(biāo)示，即 E90、 E9 E9E9目前試點(diǎn)推廣使用的車用乙醇汽油暫有 E90、 E9 E97三個標(biāo)號。 車用乙醇汽油適用于裝配點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)的各類車輛，無論是化油器還是電噴供油方式的大、中、小型車輛。 車用乙醇汽油的優(yōu)點(diǎn) 提高燃油品質(zhì)：車用乙醇汽油中的乙醇，既是一種能源，又是一種性能優(yōu)良的汽油品質(zhì)改良劑。首先，乙醇作為“綠色”增氧劑，可完全替代汽油中氧添加劑 MTBE的使用，因 MTBE 對地下水資源危害嚴(yán)重，一些發(fā)達(dá)國家已立法禁止使用。乙醇按 10%的比例混配入汽油中，可使氧含量達(dá)到 %。助燃效果好，使汽油中不能燃燒的部分充分燃燒，提高了汽油的燃燒效率。另外由于乙醇中的辛烷值（ RON）指數(shù)可達(dá) 111個單位，乙醇按 10%的比例混入汽油中，可使辛烷值提高 23 單位，提高了油品的抗暴性能。 降低尾氣有害排放： 汽車有害尾氣的排放，特別是在人口密度較大、車流量較大的區(qū)域和城市，已成為一種嚴(yán)重的環(huán)境污染源。車用乙醇汽油由于燃燒充分，可使汽車有害尾氣排放總量降低 33%以上。根據(jù)中國汽車研究中心與 2020 年所做的車用乙醇汽油 8 萬公里行車試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)表明：尾氣排放中 CO 排放明顯降低，最大降低率已達(dá) 55%，算術(shù)平均降低率 %， HC 化合物算術(shù)平均降低率為 %。 燃燒充分，減少積碳，車用乙醇汽油由于燃燒徹底，解決了普通汽油燃燒不完全黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 所形成的炭粒和聚現(xiàn)象，能有效地預(yù)防和消除發(fā)動機(jī)、燃燒室、氣門、火花塞、排氣管、消聲器等 部位積炭的產(chǎn)生，避免了因積炭形成而引起的故障，延長了發(fā)動機(jī)的使用壽命。 燃油系統(tǒng)自潔：車用乙醇汽油中加入的乙醇是一種性能優(yōu)良的有機(jī)溶劑，具有良好的清潔作用，能有效地消除汽車油箱及油路系統(tǒng)中燃油雜質(zhì)的沉淀和凝固（特別是膠質(zhì)膠化現(xiàn)象）具有良好的油路疏通作用。 材料涂層保溫特性分析以及熱傳遞效率分析 保溫材料一般是指導(dǎo)熱系數(shù)小于或等于 的材料。保溫材料：絕熱產(chǎn)品種類很多，包括泡沫塑料、礦物棉制品、泡沫玻璃、膨脹珍珠巖絕熱制品、膠粉 EPS 顆粒保溫漿料、礦物噴涂棉、發(fā)泡水泥保溫制品。選用時除應(yīng)考慮材料的導(dǎo)熱 系數(shù)外，還應(yīng)考慮材料的吸水率、燃燒性能、強(qiáng)度等指標(biāo)。 酚醛泡沫材料屬于高分子有機(jī)硬質(zhì)鋁箔泡沫產(chǎn)品，是由熱固性酚醛樹脂發(fā)泡而成，它具有質(zhì)輕，防火，遇明火不燃燒、無煙、無毒、無滴落，使用溫度范圍廣（ 196~+200℃）低溫環(huán)境下不收縮、不脆化，是暖通制冷工程理想的絕熱材料，由于酚醛泡沫閉孔率高，則導(dǎo)熱系數(shù)低，隔熱性能好，并具有抗水性和水蒸氣滲透性，是理想的保溫節(jié)能材料，由于酚醛具有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，所以尺寸穩(wěn)定，變化率＜ 1%，且化學(xué)成分穩(wěn)定，防腐抗老化，特別是能耐有機(jī)溶液、強(qiáng)酸、弱堿腐蝕。在生產(chǎn)工藝發(fā)泡中不用氟利昂做 發(fā)泡劑符合國際環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，其分子結(jié)構(gòu)中含有氫，氧，碳元素，高溫分解時，溢出的氣體無毒，無味，對人體，環(huán)境均無害，符合國家綠色環(huán)保要求。故此，酚醛超級復(fù)合板是最理想的防火，絕熱，節(jié)能，美觀的環(huán)保綠色保溫材料。 酚醛泡沫素有“保溫之王”的美稱，是新一代保溫防火隔音材料，是最有發(fā)展前途的一種新型保溫材料，因?yàn)檫@種新材料與通常的高分子樹脂依靠加入阻燃劑得到的材料有本質(zhì)的不同，在火中不燃燒，不熔化，也不會散發(fā)有毒煙霧，遇熱不變形，并且有質(zhì)輕、無毒、無腐蝕、保溫、節(jié)能隔音，價廉等優(yōu)點(diǎn)，且不用氟利昂發(fā)泡，無環(huán)境污染、加工性 好，施工方便，其綜合性能是目前各種保溫材料無法比擬的。 酚醛泡沫保溫材料是一種新型難燃，防火低煙保溫材料，它是由酚醛樹脂加入阻燃劑、抑煙劑、發(fā)泡劑、固化劑及其它助劑制成的閉孔硬質(zhì)泡沫塑料。它最突出的特點(diǎn)是難燃、低煙、抗高溫歧變。它可以現(xiàn)場澆注發(fā)泡，可模制、也可機(jī)械加工，可制成板材，管殼及各種異型產(chǎn)品。它克服了原有泡沫塑料型保溫材料易燃、多煙、遇熱變形的缺點(diǎn)，保留了原有泡沫塑料型保溫材料質(zhì)輕、施工方便等特點(diǎn)。 酚醛泡沫簡介：酚醛泡沫保溫材料常簡稱為酚醛泡沫，酚醛泡沫是以酚醛樹脂和黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 阻燃劑、抑煙劑，固化劑，發(fā)泡劑 ，及其它助劑等多種物質(zhì)，經(jīng)科學(xué)配方制成的閉孔型硬質(zhì)泡沫塑料。酚醛泡沫具有以下優(yōu)異的性能：具有均勻的閉孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)熱系數(shù)低，絕熱性好，與聚氨酯相當(dāng)，優(yōu)于聚苯乙烯泡沫；在火焰的直接作用下具有結(jié)碳、無滴落物，無卷曲、無熔化現(xiàn)象，火焰燃燒后表面形成一層“石墨泡沫”層，有效地保護(hù)層內(nèi)的泡沫結(jié)構(gòu)，抗火焰穿透時間可達(dá) 1 小時。適用的溫度范圍大，短期內(nèi)可在 200℃~+200℃下使用，可在 140℃ ~+160℃下長期使用，優(yōu)于聚苯乙烯泡沫（ 80℃）和聚氨酯泡沫（ 110℃）。酚醛分子中只含有碳、氫、氧原子，受到高溫分解時，除了產(chǎn) 生少量 CO 氣體外，不會再產(chǎn)生其他有毒氣體，最大煙密度為 %， 25mm 厚的酚醛泡沫在經(jīng)受 1500℃的火焰噴射 10min 后僅表面略有碳化卻燒不穿，既不會著火更不會散發(fā)濃煙和毒氣。酚醛泡沫除了可能會被強(qiáng)堿腐蝕外，幾乎能夠耐所有無機(jī)酸，有機(jī)酸，有機(jī)溶劑的侵蝕。長期暴露于陽光下，無明顯老化現(xiàn)象，因而具有較好的耐老化性。具有良好的閉孔結(jié)構(gòu)，吸水率低、防蒸汽滲透力強(qiáng)，在作為隔熱目的使用時，不會出現(xiàn)結(jié)露。尺寸穩(wěn)定，變化率小，在使用溫度范圍內(nèi)尺寸變化率小于 4%。酚醛泡沫的成本低，僅相當(dāng)于聚氨酯泡沫的三分之一。 酚醛保溫材 料酚醛泡沫的特性：高阻燃、低發(fā)煙。氧指數(shù)可達(dá) 56%，煙密度小于5。 1200℃不燃燒，遇火只碳化無滴落物。絕緣性好，導(dǎo)熱系數(shù)低，酚醛泡沫材料是由“密閉式小氣泡”組成，能良好阻斷溫度形成的熱對流現(xiàn)象，其導(dǎo)熱系數(shù)為~，達(dá)到節(jié)約能源的目的。耐熱性高，酚醛保溫發(fā)泡材料使用溫度為 60℃~150℃，尺寸穩(wěn)定，不吸水，抗老化，使用壽命長。無氟發(fā)泡，無毒無味，是綠色環(huán)保建材，發(fā)泡過程不使用氟氯碳化物，配比合理，反應(yīng)完全，形成的化合物無殘留毒物，無任何氣味，耐酸耐堿，對于酸性堿性具有良好的抵抗性。 汽車消聲器制作加工工藝 汽車消聲器介紹 排氣噪聲是發(fā)動機(jī)空氣動力噪聲的主要部分，要優(yōu)先給予降低，消音器是控制氣流噪聲的一種基本方法，對以氣流為噪聲為主的噪聲，均可在進(jìn)、排氣口安裝消聲器來降低噪聲，消聲器廣泛用在內(nèi)燃機(jī)、各種風(fēng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和各種高速氣流排放的噪聲控制中，利用消聲器可使排氣噪聲減弱 20~30dB。根據(jù)消聲原理，消聲器結(jié)構(gòu)可以分為阻性消聲器、抗性消聲器 (膨脹式、干涉式、共振式 )，或者將它們合理組合起來構(gòu)成阻抗復(fù)合消聲器。 阻性消聲器是利用多孔吸聲材料（如玻璃棉、礦渣棉、泡沫塑料等）。 以一定方式布置在管內(nèi)，當(dāng)氣流通過阻性消聲器時，聲波便引起吸聲材料孔隙中的空氣和細(xì)小纖黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 維的振動，由于摩擦和粘滯阻力，聲能變?yōu)闊崮芏?，從而起到消聲作用。阻性消聲器的消聲效率（以聲衰減值和消聲頻率范圍來衡量）與吸聲材料的吸聲系數(shù)、吸聲材料護(hù)面部分長度、吸聲部分?jǐn)嗝嬷荛L /斷面積之比等參數(shù)有關(guān)。吸聲材料越厚，所能吸收聲音的頻率越低。相對于一定寬度（或直徑）的氣流通道，當(dāng)噪聲頻率高至一定值后，由于噪聲波長相對于管道尺寸較小，則聲波成束狀通過氣流通道，很少或根本不與吸聲材料接觸，而導(dǎo)致消聲器的消聲性能顯著下降，這時如 采用較窄的氣流通道可以取得較好的效果，因此若需在寬的頻率范圍內(nèi)具有良好的吸聲，厚的吸聲層和窄的通道組合是最好的。 抗性消音器是利用不同形狀的管道和共振腔進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，借助于管道截面和形狀的變化而引起聲阻抗不匹配所產(chǎn)生的反射和干涉作用，達(dá)到衰減噪聲的目的。其消聲效果與管道形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般選擇性強(qiáng)，適用于窄帶噪聲和低、中頻噪聲的消減。（ 1）膨脹式抗性消聲器：它的消聲效果（噪聲能量傳遞衰減量、消聲頻率）主要取決于流通管道截面比和膨脹室的長度，為了在較寬的頻率范圍內(nèi)有較好的消聲效果，通常把不同結(jié)構(gòu)尺寸的 膨脹室消聲單元串聯(lián)起來。（ 2）共振式抗性消聲器：它是利用多個小孔（或孔徑通道）處的空氣柱和空腔內(nèi)的空氣構(gòu)成氣體振動系統(tǒng)?？讖街械目諝庵愃朴谝粋€空氣活塞，具有一定的聲質(zhì)量?？涨活愃朴谝粋€空氣彈簧，具有一定的聲學(xué)特性。當(dāng)通過氣流的噪聲頻率等于該氣體振動系統(tǒng)的固有頻率 f0 時，將引起勁中空氣柱發(fā)生共振，共振時空氣柱與勁壁產(chǎn)生劇烈摩擦，聲能就因克服摩擦阻力而消耗，使噪聲降低。由于單個共振器的吸振頻率很窄，因而工程實(shí)用上多為多孔組合的共振式消聲器即在氣流流通的管道上鉆出不同尺寸的多排小孔，這樣吸聲頻帶就變寬了，共振式 消聲器適用于消減低、中頻峰值噪聲的情況，在一般情況下往往也不單獨(dú)使用，而常和膨脹式抗性消聲器、阻性消聲器合理組合一起。（ 3）干涉式抗性消聲器：在主管道旁另設(shè)旁通道，旁通道的長度 L1做得比主管道長度 L 大一個值，比值等于需要消聲波長的一半λ /2（或半波的奇數(shù)倍）。這樣，聲波沿主管道和旁通道通過不同途徑，在旁通道與主管道的另一端匯合處，由于相位相反而相互減弱了噪聲。這種消聲器對特別突出的一個或幾個有調(diào)音效果較好。 阻抗復(fù)合式消聲器：實(shí)際應(yīng)用上，往往是把阻性或抗性結(jié)構(gòu)加以組合而構(gòu)成復(fù)合式消聲器，同時采用高效微穿孔板 吸聲結(jié)構(gòu)作為消聲器的貼襯材料，使消聲器具有寬頻帶，高消聲量的特點(diǎn)。 消聲器的技術(shù)指標(biāo) 評價內(nèi)燃機(jī)用消聲器的主要技術(shù)指標(biāo)是指損失 L1,功率損失比 Ln，容積比和工藝性等。插入損失 L1L 的定義為：在給定測量點(diǎn)上，僅由于排氣噪聲聲源和給定測點(diǎn)之黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 間使用消聲器前后的總聲壓級，計(jì)權(quán)聲壓級和頻帶聲壓級之差，為了測試插入損失，無消聲系統(tǒng)應(yīng)加裝和消聲器相同長度的空管，一般要求大于 25dB 以上。 功率損失比是內(nèi)燃機(jī)在節(jié)氣門（或齒條）位置和轉(zhuǎn)速不變的條件下，使用消聲器前后的功率差值與未使用消聲器時功率值的百分比。一般要求 小于 5%。 容積比是指消聲器容積與發(fā)動機(jī)工作容積之比，用此衡量消聲器外形尺寸的緊湊性。消聲量大小以消聲器的插入損失來評價。插入損失是指裝消聲器前后，在消聲器出口某固定點(diǎn)測量的排氣聲壓級之差。 D=L1L2 式中： D 是插入損失 dB L1是安裝消聲器前在某點(diǎn)測量的排氣聲壓級 dB L2是安裝消聲器后在某點(diǎn)測量的排氣聲壓級 dB 在實(shí)際測量時先測量不裝消聲器的排氣噪聲，按插入損失定義，為保證測量點(diǎn)位置不變，用一根同消聲器等長，管徑與消聲器進(jìn)氣管相同的空管代替消聲器。再測量裝消聲器時的排氣聲壓級。 評 價發(fā)動機(jī)額定功率點(diǎn)的功率損失比 R 的計(jì)算公式為： R=（ P1P2） /P1x100% 式中； P1是不帶消聲器而帶空氣管時的發(fā)動機(jī)功率 KW P2是帶消聲器后發(fā)動機(jī)功率 KW 功率損失比要求為：重型車 R≤ 3%、中型車 R≤ 5%、輕型車 R≤ 6%。實(shí)際測量中，用直接測量消聲器排氣背壓來評價消聲器性能，貨車柴油車一般為 10Kpa 主要是指抗震性、密封性、抗回火性等，消聲器臺架試驗(yàn)中經(jīng) 20 次試驗(yàn)后，消聲器不出現(xiàn)咬口或焊接部位損壞。試驗(yàn)完畢后測量漏氣量總和不超過 200L/min，插入損失下降不大于