【正文】 藝制造。 排氣歧管工藝分析及制造過程分析 歧管工藝與材料傳統(tǒng)的排氣系統(tǒng)工藝為鑄鐵或者球墨鑄鐵鑄造而成（），這種工藝的優(yōu)點就是使用模具成產(chǎn)，大批量生產(chǎn)成本低，效率高。 從上述分析可以的是第一和第二種方案比較優(yōu)秀，在實際的工程運用中由于市場上找不到合適第二種方案的預彎管。 排氣歧管（c）由于如果把2號管布置在集合器遠離發(fā)動機一側(cè)，顯然4管很難布置因為很容易發(fā)生干涉。 排氣歧管正面（a） 排氣歧管側(cè)面（a）： 排氣歧管管口（b）這種排布方式的優(yōu)點就是四缸的排氣歧管彎曲都比較少，排氣流暢，然而3號管由于廢氣入口與出口太近需要彎曲中心線半徑很小的預彎管，在市場上較難尋找。所以會有比較多的彎折。 排氣歧管 排氣歧管管口現(xiàn)在就分析一下每種排布方式的利弊和優(yōu)點。為了讓描述更加精確，現(xiàn)規(guī)定每缸排氣歧管的編號從賽車正面看，從右到坐分別為 確定集合器位置 排氣歧管管路管路排布方案選擇當集合器的位置確定下來后就是要建立歧管的模型，然而排氣歧管管路的排布有很多種方法，而且根據(jù)前文描述的的方法，集合器位置不是唯一的，可以找到多個符合要求的位置，這時候就要從工藝和性能綜合分析在這些不同位置和不同的歧管管路排布方法組合下產(chǎn)生的多種方案。這樣一來這根排氣管的形狀是固定的，只要集合器位置確這根排氣管的長度就是確定的。 集合器位置側(cè)面從正面來看為了保證不與發(fā)動機支架和機油濾清干涉，集合器的位置應該放在發(fā)動機支架和發(fā)動機連接點與機油濾清之間。首先就要確定從空間布置上來說集合器的位置選擇。 排氣法蘭 排氣歧管接頭和法蘭 集合器位置選擇然后根據(jù)整車的布置選擇一個合適的集合器的位置，并且以這個位置和歧管和發(fā)動機連接處做歧管的末端和開端。歧管穿過中間大孔并且用凸臺固定，傍邊是螺栓固定孔。 排氣歧管與發(fā)動機安裝位置排氣歧管和發(fā)動機缸蓋是通過法蘭與螺栓連接，并且用墊圈密封。然而在實際設計中為了考慮到工藝和空間布置，只能在可能的情況下盡量選擇曲率半徑大的彎管。 彎道內(nèi)的氣流運動示意圖由此可見，在彎曲流線主法線方向上，速度隨距曲率中心的距離減少而增加，所以在彎曲管道中，內(nèi)側(cè)速度高，外側(cè)速度低，垂直軸線方向的截面上速度分布梯度較大，能量損失增大，截面的有效利用率低。氣流在彎管內(nèi)流動時，由于離心力的作用，使得彎管內(nèi)側(cè)流速大，壓力小()外側(cè)流速小，壓力大，顯然在彎管內(nèi)側(cè)加速段AO內(nèi)不存在邊界層分離現(xiàn)象，而在擴壓段OB中S點開始產(chǎn)生邊界分離現(xiàn)象，形成渦流區(qū)，造成局部流動損失增大。流體在彎管中流動的能量損失主要由三部分組成，一部分是由切應力產(chǎn)生的沿程損失，特別是流動方向改變、流速分布變化中產(chǎn)生的這種損失；另一部分是形成漩渦所產(chǎn)生的損失；第三部分是由二次流形成的雙螺旋流動所產(chǎn)生大的損失。計算公式如下：………………………………………………… （）P — 排氣歧管長度，inh；ED — 180176。所以選擇了4出1方案。 4出1布置排氣 布置方案選擇綜合比較第二第三種方案，雖然4出2出1的在整個發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)表現(xiàn)更好，但是考慮到賽車發(fā)動機的高轉(zhuǎn)速特性和在比賽中賽車處于極限狀態(tài)的情況較多，所以4出1比較合適。所以必須在良好的扭矩特性或最大功率之間做出選擇。 4出2出1布置排氣 4出1布置，這種4出1排氣管只有一次產(chǎn)生負壓，然而由于集合器（4 into 1 collector ）可以做的足夠大而且四根歧管在一個空腔內(nèi)產(chǎn)生負壓，這樣就能得到一個大而快的稀疏波，所以負壓很強。在中等轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，這樣適時稀疏波會兼顧中段和尾段發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)排氣門處的低壓，顯著的有利于充量系數(shù)的提高和獲得良好的扭矩特性，在高速下，第二次減壓來的太晚，所以產(chǎn)生的負壓不夠強烈?？傮w來看這個方案是不值得考慮的。 4出2布置，這種布置的優(yōu)點便是排氣管設計簡單，然而缺點也是非常大的，就是這種設計負壓產(chǎn)生的不夠，由于排氣歧管長度確定，而且利用排氣慣性一定要讓氣體擴散，也就是說要讓排氣管歧管的終端體積變大，最好的方法當然是直接就在歧管結(jié)束的地方吧廢氣排到大氣中，然而由于比賽規(guī)定了賽車噪音不得超過110 dB，根據(jù)以往經(jīng)驗，排量為600CC的發(fā)動機不裝消音器是不可能吧噪音降低在這個要求之下的，也就是說只能靠在消音器之前排氣歧管結(jié)束的地方實現(xiàn)。實際設計中往往復合這兩種方法來設計消聲器3排氣系統(tǒng)設計方案分析上海工程大學2011參賽車輛選用了本田CBR600 F4i摩托車搭載的發(fā)動機，這臺發(fā)動機為四缸發(fā)動機。 消聲器設計原理消聲器的形式很多，但所根據(jù)的基本原理實際上只有很少的幾種。(6）排氣管內(nèi)徑：過粗的內(nèi)徑會讓排氣有更多的空間而減小排氣的密度，過細的內(nèi)徑會因為它能通過的排氣太少而減小排氣的速度。(4）排氣管內(nèi)壁的光滑程度：內(nèi)部的光滑可以減少排氣阻力。（2）密度：保持排氣的高密度，因為相同速度下的物體密度高會產(chǎn)生比較大的慣性。所以在實際工程運用中絕大多數(shù)的排氣歧管都是等截面等長度設計的。第二種方法特點正好相反，由于需要長短不一粗細不一樣的歧管，制造工藝復雜，設計和計算也不簡單。分析這兩種方法，第一種方法制造工藝簡單，設計和計算過程簡單，然而缺點就是對布置空間的要求高。第二種：讓排氣管的截面和長度不相等，如果排氣歧管的截面面積比較大，排氣阻力自然就會變小?？梢杂袃煞N方法實現(xiàn)每個汽缸工作一致：第一種：讓排氣歧管的截面相同、長度等長，由于從歧管終端反射回的低壓波在歧管中的傳播速度和歧管的截面積，當?shù)芈曇羲俣扔嘘P(guān)。低轉(zhuǎn)速發(fā)動機因其轉(zhuǎn)速低,每次氣門同時開啟的時間間隔比較長, 所以排氣管的歧管通常也做得比較長, 讓真空低氣壓波用比較長的時間才能回到排氣門處。四沖程發(fā)動機只有在活塞做功后的排氣沖程臨近結(jié)束時及進氣沖程的剛開始時會出現(xiàn)氣門同時開啟。因為在高轉(zhuǎn)速, 發(fā)動機排氣門在極短時間內(nèi)是不可能完全排出廢氣的, 進氣門也是不可能完全進氣充分的。如果將時間控制在當排氣過程接近完成, 進氣氣門已打開并開始進氣的時間, 也就是排氣氣門與進氣氣門同時打開的時候, 真空低氣壓帶就會因為真空吸力的關(guān)系把燃燒室中的廢氣吸出排氣門, 并將新鮮的混合氣吸入缸體, 這樣對于發(fā)動機進氣效率和排氣效率有明顯提升。賽車排氣系統(tǒng)在設計上力求讓發(fā)動機在功率和扭矩上達到最大值。氣流在等截面管道中流動時，可以把管道中氣體看成是一個具有一定質(zhì)量的氣柱，管道相當于汽缸，而氣柱相當于活塞。當負壓波經(jīng)過一個開口端，會反射一個正壓波；當它經(jīng)過一個閉口端，會反射一個負壓波。利用排氣氣體的這種脈動特性合理設計消聲元件是降低排氣噪聲的主要方法。由于脈動帶有能量，所以如能了解它和仔細分析它，就能利用這部分能量減少維持充量流動所需要的功；反之，如果對它缺乏了解，脈動能量就會阻擾充量流動，降低了發(fā)動機的功率和效率。因而，流進和流出發(fā)動機的氣流是脈動的。往復式內(nèi)燃機，也就是最常用的汽車發(fā)動機與吸進穩(wěn)定氣流并持續(xù)燃燒燃料的旋轉(zhuǎn)式發(fā)動機（如燃氣輪機）相比，往復式發(fā)動機本質(zhì)上是一種工作過程斷續(xù)的發(fā)動機。當然，在發(fā)動機中還必須有效利用空氣，否則混合氣質(zhì)量不高也是得不到高功率的。 排氣系統(tǒng)設計基本理論凡用空氣燃燒燃料的發(fā)動機，它所能發(fā)出的功率，歸根到底，受限與空氣的進入，空氣與燃料的化合以及廢棄派出的速率。2 排氣系統(tǒng)基本原理 排氣系統(tǒng)在發(fā)動機中的基本作用排氣系統(tǒng)最基本的功能就是引導發(fā)動機做功產(chǎn)生的廢氣派出車外，由于排氣對發(fā)動機換氣的影響和排氣噪聲的存在。需要說明的是FSAE比賽的規(guī)則不是死扣文字的，而是給比賽裁判和各個車隊一個基本的技術(shù)規(guī)范，在比賽場地車間的時候只要裁判認為某部車的設計不合理，會影響到車手的安全問題，就會被判定不符合規(guī)則，所以根據(jù)成熟車隊的經(jīng)驗在至少保證符合上述規(guī)則之外根據(jù)規(guī)則精神至少還要加上這樣幾個要求：5）排氣管和車手以及油箱等要有一定距離，即便有隔熱設備在，如果靠的太近也是會讓裁判覺得很不安全。3）如果排氣系統(tǒng)的零部件從車身兩側(cè)延伸到主環(huán)以前，那么這些零部件必須有護罩遮蓋，以防車手或其它人員燙傷。使賽以任何速度行駛時，車手都不會遭受尾氣污染。 賽事規(guī)則的限制規(guī)則中對于賽車的排氣系統(tǒng)做了如下要求：1）賽車排氣系統(tǒng)上必須安裝消音器，用以使噪音達到允許程度。具體的就是優(yōu)化設計排氣歧管，讓排氣初段互相獨立，各不干擾，且排氣順暢，計算好合適的排氣歧管初段長度，保證每個汽缸的排氣歧管長度等長，最后又要讓各缸排氣歧管相會一處排出廢氣。比如利用氣體的震動和慣性讓排氣系統(tǒng)在排氣門附近的壓力降低，這樣排氣更加順暢，提高了發(fā)動機的充量系數(shù)。 賽車排氣歧管而在設計上差別更是巨大，由于可以使用比較費時費力的工藝，在排氣系統(tǒng)的設計上受到的束縛很小，可以做更多有利發(fā)動機性能的設計。而賽車排氣管則是相反，由于賽車產(chǎn)量少，追求高性能表現(xiàn)，對成本控制要求低。排氣管最基本的作用就是引導發(fā)動機廢氣，隔絕排氣高溫。這不僅能夠提供大學生們親自參與設計制造的機會，更值得高興是，與其它院校的學生能夠增進交流，并更深入地接觸社會，同時也能通過FSAE賽車來展示我校，展示汽車學院，這無疑是一件雙贏的事。 作為美國汽車工程師協(xié)會于1979年創(chuàng)辦的賽事，F(xiàn)SAE已經(jīng)有二十多年的歷史了，目前舉辦賽事的國家除美、英、德、意、澳及巴西，日本也于幾年前加入推廣這項比賽，借以培養(yǎng)及訓練車輛工程研發(fā)設計人才，然而該項賽事在中國起步比較晚，我校RISE 方程式車隊參加了2010年第一界中國FSAE大賽，雖然成績一般，然而學生的工程能力得到了極大地鍛煉。該賽事是一項車輛性能設計方面的比賽而不是一項競技比賽。而本文正是結(jié)合車隊的實際工作，幫助車隊完成一套完整的賽車的排氣系統(tǒng)設計，并且解決其中排氣管制造工藝以及性能評價等問題。正如F1一樣，F(xiàn)SAE并非一項單純的體育運動，而是汽車制造業(yè)中的科技創(chuàng)新大賽，至今還沒有一項運動具有如此多的高科技。它將挑戰(zhàn)本科生、研究生團隊構(gòu)思、設計、制造小型具有高性能的方程式賽車的能力。具有一定的工程價值。分析結(jié)果表明，所設計的排氣系統(tǒng)能夠滿足FSAE賽車的要求；（3）根據(jù)所設計的排氣管參數(shù)，輸出工程圖紙，完成了排氣管的加工制作，并根據(jù)加工制作存在的問題，提出了排氣管設計的進一步意見。本文主要工作是完成了賽車排氣系統(tǒng)的參數(shù)的設計計算，排氣系統(tǒng)的性能分析和排氣管的加工制作。s education practice is to seize against four wind this focus on centralized solve outstanding problems asked County, township leadership and leading cadres of the four winds, the disadvantages of the style, scale behavior to a large scale investigation, overhaul, cleaning greatly. At the same time, respond to the concerns of the masses, safeguard the interests of the masses, pay attention to solve practical problems, solve the people around the unwholesome tendencies especially on eat, take the card, Yong lazy luxury, extravagance and waste fees, privileges and other issues, timely and effective, without any discount to solve, to improve the style of real implementation of the requirements of real to the grassroots, real let group Benefit the public.(a) focus on solving the four winds outstanding issuesThe central and provincial requirements, the county leadership and leading cadres of key performance concept is not correct, do not dare to play, to engage in image project, political project, a leadership guide, a set of ideas, orders and prohibitions, and a policy, there are countermeasures county. The units directly under the heavy focus on solving Yung lazy drag, buck passing skin, work is not implemented, the service is not active. The dynamic problem of law enforcement and supervision departmen