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整车排气基本介绍和整车开发流程
2020-03-27 07:56:48· 来源：焉知汽车智造
原创焉知 昨天一、本章说明1、本章主题：本章主要简单介绍汽车一般排气系统的功能，结构及设计开发的流程。2、内容适用范围：适用于OEM所有装汽油或柴油发动机的
一、本章说明
1、本章主题：
本章主要简单介绍汽车一般排气系统的功能，结构及设计开发的流程。
2、内容适用范围：
适用于OEM所有装汽油或柴油发动机的M1类车的排气系统设计；
二、排气系统介绍
1、排气系统功能
排气系统主要有以下功用：a: 引导发动机排气，使各缸废气顺畅的排出；b: 降低排气噪声（排气门的开闭与活塞往复运动的导致排气气流呈脉动形式，排气门打开时存在压力，导致气体排出时会产生强烈的排气噪声）；c: 降低排气，满足法规要求（降低及消除排气污染物CO、HC、NOX等的含量，达到排气净化的作用）；
2、排气系统基本结构
可以简单把排气系统分为热端和冷端。一般也把热端称为催化器总成，把冷端称为消音器总成；可以简单分为以下零件：排气歧管，催化器（起燃-主催 /底盘-副催），排气管，排气净化装置，波纹管，连接支架，吊耳，排气消声装置等（消音器也会分为主消音器和副消音器）。后续会一一介绍每个产品的设计要求等。
一些高端车型还会增加电子消音装置，例如active valve等来平衡阶次噪声的影响；
3、排气冷端结构分类
典型的排气冷端消声系统可以分为：单系统和双系统。如下图所示：
4、排气系统子件性能要求
4-1. 排气歧管：排放性能、流体性能、机械性能、热管理性能、密封性能等。
4-2. 三元催化器（主催）：排放性能、流体性能、机械性能、热管理性能等。
4-3. 连接单元：密封性能、连接性能、动力学性能等。
4-4. 挂钩、支架，橡胶块：动力学性能、机械性能、隔振性能等。
4-5. 前后消音器：流体性能、机械性能、声学性能、密封性能等。
三、排气系统基本性能要求
1、背压性能
排气背压对发动机的动力性、经济性和排放性能都有重要影响。排气背压指发动机装上整套排气系统后，按QC/T 524设定测点测得的压强。排气背压越高，排气阻力越大，充气效率也就越低，发动机功率、扭矩损失也越大。一般来说，考虑到发动机的功率和扭矩要求，会对排气系统提出一个具体的排气背压要求。
2、气密性能
气密性能是指系统的密封性，气密性能直接影响排放和环保的要求，也会造车噪声问题。
3、排气性能
排气性能直接动力性能和噪声问题。
4、机械性能
5、振动性能
排气系统由于受到排气流的剧烈冲击，产生强烈振动，因此隔振是降低振动噪声很重要的要求，在进行排气系统设计时，要避免与整车固有频率范围重合，应尽量做到差距越大越好，一般地，车身固有频率在25Hz－34Hz之间，因此排气系统振动频率不能设计在这个范围内。
6、噪声要求
排气系统设计能满足现行中华人民共和国法规要求，具体如下：
QC/T 57－1993 汽车匀速行使车内噪声测量方法
GB16170－1996 汽车定置噪声限制
QC/T 631－1999 汽车排气消声器性能技术条件
QC/T 630－1999 汽车排气消声器性能试验方法
GB 1495－2002 汽车加速行使车外噪声限值及测量方法
QC/T 58－1993 汽车加速行使车外噪声测量方法
GB/T 14365-2017 声学 机动车辆定置噪声声压级测量方法
四. 排气系统的设计开发流程
1、主机厂一般流程简单介绍
1-1. 零部件的开发分为方案（布置）设计，零部件设计，系统匹配设计，零部件及系统验证，样件验证，整车搭载验证，生产批准。
1-2. 零件开发流程是整车开发过程的一部分，一台车有1W+个独立零件组成，每个零件的开发周期按时保质的进行，都整车节点都至关重要。
1-3. 汽车零部件的开发都是有蓝板的，很少是从0做起的，更多是单个方案的组合及验证过程。
2、排气系统整车开发流程简介
如下简单图表，从设计到验证阶段介绍排气系统的开发流程；
五. 小结
排气系统较难的部分在歧管，催化器和消音器的设计及系统匹配。本章介绍尽量采用简单易懂的语言，初步简单介绍排气系统结构和相关的整车开发流程。后续将深入探讨排气系统零部件和整车性能要求。
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