排气系统开发手册.ppt

影响排气系统模态的因素有：排气系统中管道的走向(笔直系统或弯曲系统)，柔性连接管的刚度，挂钩的数量和位置，挂钩隔振器的刚度等等。排气系统的模态与振动基本上是用有限元来分析。 OVER 谢谢 排气系统开发 目录 一 排气系统功用 二 排气系统原理 三 排气系统组成 四 排气系统设计目标 五 三元催化器 六 消声器 七橡胶悬挂 一 排气系统功用 排气系统有两个功用 一 处理废气：发动机工作时由于各种问题不可能把燃油完全燃烧，在燃烧过程中会产生对人类有害的副产品，如HC、CO、NOx及其他对人类有害的气体。因此，排气系统需要对这些有害的气体进行处理，把有害气体变成无害气体后再排到大气中。 二 降低噪声：发动机工作会产生巨大的噪声，废气和声波在管道中摩擦也会产生摩擦噪声。因此，需要安装消声器把这些巨大的噪声降低到人们可以接受的范围内。一般来说，消声器分为前消声器和后消声器，前消声器基本上是抗性消声器，后消声器基本上是复合型消声器。 二 排气系统原理 发动机排出的废气主要为HC、CO和NOx，这三种废气在高温且有催化剂的情况下容易被还原或被氧化，因此可以利用氧化还原反应除掉这样三种废气。 由于噪声也是声音，其传播过程符合声波学理论，而摩擦噪声却是因为气体和波的传播速度过快而与管壁摩擦引起的。因此可以利用声波学原理来降低噪声。 三排气系统组成 排气系统由一般由前级三元催化转化器、后级三元催化转化器、前排气管、密封圈（波纹管）、橡胶悬挂、副消声器及主消声器等组成。如下图所示： 四 排气系统的设计目标 一个良好的排气系统应满足以下几点要求： 1）经过三元催化器的机外净化后，整车的排放水平满足国标要求； 2）通过加装消声器来减低排气噪声，使整车的加速行驶噪声满足国标要求； 3）排气系统的背压要适中，从而改善发动机的性能，提高燃油经济性； 4）排气系统的悬挂点设计合理，以免排气管与其他系统共振从而导致整车舒适性差； 5）排气系统与车身或周围零部件要有至少30mm的间隙（与油箱的距离应大于300mm，无法满足时，油箱或排气管等应加装隔热装置）防止排气系统振动而引起与周围零部件的干涉以及热辐射； 6）体积小，重量轻，又便于拆装、维修； 7）使用可靠，寿命长，制造成本低。 8）应使排气系统的最低点高于整车最小离地间隙，防止汽车过坎时，地面异物撞击排气系统。 9）所用排气系统密封垫选型适当，保证使用寿命内的密封性能。 五 三元催化器 5.1 三元催化器的功用 功用：利用催化剂的氧化还原反应，将发动机排出的有害气体CO、HC和NOx转化为对人类无害气体CO2、H2O和N2。除净化有害气体外，催化器还有一定降噪功能。 5.2 催化器的工作原理 净化废气主要有两种措施，一种是机内净化，另外一种是机外净化。机外净化就是用催化器除去其中的废气。 利用氧化还原反应除去废气中的CO、HC、NOx。 除HC： 除CO： 除NOx： 5.3 催化器的结构 从里到外： 分别为涂层、载体、垫层、壳体。 涂层主要为三种贵金属：铂（Pt）钯（Pd ）铑（Rh）。 载体：颗粒状载体、蜂窝状陶瓷载体和金属载体。 垫层：金属网和陶瓷密封垫层。 壳体：金属材料，多为不锈钢。 5.4 催化器各个结构的作用 载体作用：载体是承载催化剂的物体。它提供很大的表面使催化剂与有害气体充分接触。车用催化器载体目前大多采用陶瓷蜂窝载体，其对封装要求较高。其主要参数有外形尺寸、孔密度、壁厚、等压强度、抗热冲击性、热膨胀系数、吸水率等。最常用的规格是400目（孔／平方英寸）6.5mil(1/1000英寸）。载体的选用原则为：载体体积/发动机排量=0.8~1.2倍。 壳体作用：壳体是催化转化器的外壳部分。催化器的工作条件非常恶劣，要保证其使用寿命，壳体的选材和设计时要充分考虑耐腐蚀、耐高温、强度、刚度等各方面需求。壳体材料一般要选取不锈钢和耐热钢。常用材料有0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、0Cr11Ti等（我司部分型号催化器的壳体材料为QT500-7、SUH409L等）。壳体的型腔要与载体尺寸相配，过渡部分应合理引导和分布气体的流动方向，体积较大的壳体在结构上要设加强筋以提高刚度。 涂层作用：催化剂是改变化学反应速度的物质，它参加化学反应，但反应前后质量保持不变。所以从原理上讲，它是无损耗的。 目前在车辆中广泛使用的涂层材料是贵金属铂（Pt）、钯（Pd）、铑（Rh）。其它涂层材料有过渡金属氧化物、复合金属氧化物等，一般都与微量贵金属共同使用。但其活性与贵金属有一定差距，尤其是低温活性较差。 涂层的涂敷材料的构成包括主催化剂、催化助剂、稳定剂、大比表面基础涂层γ-Al2O3等。 涂层的标称参数有贵金属含量、贵金属比例。性能指标有转化效率、起燃温度、空燃比