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毕业设计（论文）开题报告

系（部）：机械工程2022年5月11日（学生填表）

课题名称

15吨重型汽车排气系统设计

学生姓名

李四

专业班级

NB9527

课题类型

工程设计

指导教师

张三

职称

副教授

课题来源

生产

综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

汽车排气系统的构成和使用的材料

汽车排气系统从靠近发动机的方向开始，由排气歧管、前管、挠性管、催化转换器、中心管、主消音器和末端管等7个零部件构成。根据车种的不同，有的安装了数个催化转换器，有的安装了副消音器。汽车排气系统是主要是排放发动机工作所排出的废气，同时使排出的废气污染减小，噪音减小。汽车排气系统主要用于轻型车、微型车和客车，摩托车等机动车辆。

（1）排气歧管

排气歧管是靠近发动机的部分，由于排出气体的温度高达900℃，因此要求材料具有良好的抗氧化性、高温强度和热疲劳特性。而且，为能进行复杂的形状加工，还要求材料应具有良好的成形性。采用不锈钢制作的排气歧管根据其构造的不同，可以分为两类。一类是将钢板冲压后焊接而成，另一类是将钢管弯曲后焊接而成，对于后者，还有的使用双重管构造的钢管。用作排气歧管的不锈钢有奥氏体系不锈钢和铁素体系不锈钢等两种。奥氏体系不锈钢具有良好的高温强度，但由于容易发生氧化皮剥落，因此在抗氧化性方面不如铁素体系不锈钢。

（2）前管

前管使用的材料有SHU409L、SUS436L（17Cr-1Mo-LC，N），SUS430J1L等铁素体系不锈钢，但在采用中空双重时，还有的使用奥氏体系不锈钢作内管。

作为今后的发展趋势，低成本、抗氧化性和热疲劳特性好的铁素体系不锈钢毫无疑问将成为主流。尤其是，由于排气温度的高温化和管子的薄壁化，可以认为将采用高温性能更好的钢种。

（3）挠性管

挠性管由蛇腹状的双重管和用不锈钢钢丝网将其包裹起来的外编带构成。从使用性能来看，要求具有高温疲劳性，为了做成蛇腹形状，还要求它具有加工性。尤其是，在寒冷地区为防止道路冻结使用了化雪盐，因此要求管的外侧还应具有耐高温盐害腐蚀性。使用的材料主要是SUS304。但是，由于在寒冷地区为防止

道路冻结使用了化雪盐，要求管的外侧还应具有耐高温盐害腐蚀性，因此使用了添加Si、增加Ni添加量的耐高温盐害腐蚀性能更高的SUSXM15J1。

催化转换器（催化载体和催化转换器外壳）

为减少汽车排出的废气对空气的污染，安装了被称作“催化转换器”的排气净化系统。催化转换器安装在排气歧管下面或底盘下面等，因此要能够经受住高温和振动等苛刻条件的考验。对于催化载体，在使用了铁素体系不锈钢箔材制作的金

属载体。

（4）主消音器

目前主消音器用材料主要是SUS436L，但为了降低成本，减少Mo的SUS432系不锈钢（17Cr-0.5Mo）的使用量正在增加。对于外壳和末端板等，从美观和防腐蚀措施来看，还有的使用镀铝不锈钢。

末端管

由于末端管的使用温度低，因此从材料的性能来看，使用镀铝钢板就可以了，但是，从图案性的方面来看，有的使用SUS409L和SUS430系等高纯度铁素体系不锈钢，有的则使用奥氏体系的SUS304不锈钢。在对图案有特别要求的情况下，还有的使用镀Cr不锈钢钢管或热浸镀铝不锈钢钢管。

选题的依据和意义

发动机是汽车的心脏，而进气系统则是发动机的动脉，进气系统的合理性直接影响发动机的性能、寿命，从而影响整车的性能、寿命及环保性。进气系统的功能是为发动机提供清洁、干燥、充足的空气，系统中主要组件空滤器、管路及其设计安装将直接影响发动机功能的发挥、工作的稳定性、可靠性，甚至大大缩短其寿命。排气系统是指收集并且排放废气的系统，包括排气歧管、排气管、灭音管、尾管以及共振器。主要功能是把发动机在燃烧过程中产生的废气从多个气缸内收集、清洁(经三元催化器)、消声，然后引到车后排放。

汽车产业在各地蓬勃发展的今天，同时也带来环境污染及能源短缺的弊病。人类可持续发展的需要，使节能减排成为了当今汽车制造商面临的新使命。除了整车制造商不断研发出混合动力、氢动力、生物燃料等新能源发动车辆，向轻量、节能、环保方向发展，作为汽车配件、用品的轮胎、内饰，也纷纷从生产材料方面入手，提出了节能减排的新观念。汽车对环境的污染主要是有害气体的排放，在环保大潮的冲击下，汽车进排气系统也在经历着一场环保的大变革。新的废气转化器的发明，尾气排放系统监测系统的开发等等新技术的开发都是汽车近排气系统为了适应社会环保需要所做出的努力，相信在绿色环保意识逐渐增强的今天，汽车的排气系统会发生更多的技术革新，因此对汽车排气系统进行研究开发具有非常重要的意义。

2.研究的基本内容，拟解决的主要问题

根据汽车研究背景及意义可以很