发动机排气歧管失效分析

汽车排气系统故障的原因与解决办法汽车是现代交通工具的重要组成部分，而汽车排气系统的正常运行对车辆的性能和环保性能至关重要。

然而，一些常见的故障可能会导致汽车排气系统的不稳定，甚至损坏。

本文将介绍汽车排气系统故障的原因，并提供解决这些故障的办法。

一、原因分析1.1 发动机漏气发动机是汽车排气系统的源头，如果发动机存在漏气现象，将会直接影响排气系统的正常工作。

发动机漏气的原因可以是凸轮轴密封、气门导管老化等。

1.2 沉积物堵塞长期使用后，汽车排气系统中会产生沉积物。

这些沉积物可能堵塞排气管、消声器或催化转化器等关键部件，从而阻碍排气气流的正常流动。

1.3 前氧传感器故障前氧传感器是测量发动机排放氧气含量的重要传感器。

如果前氧传感器出现故障，可能会导致排气系统无法及时调整燃油和空气的比例，进而产生不稳定的排气现象。

1.4 排气管破裂长期颠簸、撞击或老化，排气管可能会发生破裂。

破裂的排气管将导致排气系统的压力异常，甚至会产生噪音和污染。

二、解决办法2.1 定期检查和维护发动机定期检查发动机是否存在漏气问题，特别是凸轮轴密封和气门导管的老化情况。

及时更换老化的密封件和导管，并保持发动机的良好工作状态，是防止发动机漏气引起排气系统故障的重要办法。

2.2 清洁排气管及关键部件定期清洁排气管和关键部件中的沉积物，如消声器和催化转化器等。

可以使用专业的清洗剂，或者在汽车保养时请专业人员进行清洁，以确保气流通畅。

2.3 及时更换前氧传感器如果发现前氧传感器出现故障，应及时更换。

可以根据汽车厂家的建议进行选购和更换，以保证其准确测量排放氧气含量的功能。

2.4 及时修复或更换破裂的排气管一旦发现排气管破裂，应立即进行修复或更换。

可以选择合适的排气管进行更换，并确保安装牢固，以恢复排气系统的正常工作。

三、结论汽车排气系统故障可能由多种原因引起，如发动机漏气、沉积物堵塞、前氧传感器故障和排气管破裂等。

为避免这些故障对车辆性能和环保性能造成损害，及时进行定期检查、维护和必要的更换是至关重要的。

某型汽车排气催化器开裂原因分析作者：谢文奇来源：《汽车与驾驶维修（维修版）》2021年第04期关键词：排气系统;流- 固耦合;热机械疲劳;等效塑性应变增量0 引言排气系统的受力状态非常复杂，系统长时间处于高温高压的极端环境下，而且在外部道路条件、高温废气沖击和发动机的激励下振动，所以非常容易发生疲劳开裂。

大多数的疲劳开裂故障发生在催化转化器和歧管连接部位，开裂的原因非常复杂，材料性能、加载条件、焊接质量和结构应力等，都会对排气系统性能产生重大影响[1]。

本文对某车型排气系统结构进行了研究，针对其排气催化器疲劳开裂故障进行了详细分析，重点考虑系统冷热交替负荷下的热疲劳与高温环境下材料性能下降的因素。

结合模拟仿真分析和材料的金相检查，系统阐述了排气催化器疲劳开裂的原因，并提出改进方案，通过CAE 对比分析改进有效并完成可靠性验证。

1 问题描述某车型排气系统主要由排气歧管、催化转化装置、波纹管、副消声器、主消声器、尾管以及排气系统悬挂装置等组成。

其中排气歧管与催化转化装置通过10 mm 厚的法兰盘进行连接。

这套排气系统在一次整车耐久路试过程中，当进行了1.5 万km 的测试，被发现有端盖圆角部位发生了开裂[2]，具体位置见如图1所示。

通过对断口处进行观察，发现断口截面较为粗糙，有疲劳纹路，符合疲劳断裂特征。

失效件断裂处金相检查表明（图2），奥氏体析出数量较多且尺寸较大的晶粒，呈现大颗粒状或连续链状，铁素体和珠光体相应的减少。

初步分析为圆角处高温下材料性能下降，在应力集中作用加上冷热交替变形后的疲劳失效[3]。

2 改进方案因故障为结构与材料综合的结果，因此结构改进上消除产生应变集中的圆角与管路折弯，材料由SUH409L 升级为SUS441。

3 改进前后有限元对比分析3.1 边界条件催化器与歧管固定在发动机缸盖上，并通过筒体上的支架固定在发动机缸体上，后面连柔性节（图3）。

发动机歧管处排气温度为850℃。

汽车排气系统故障原因分析与修复随着现代汽车技术的不断发展，排气系统作为汽车发动机中至关重要的部分之一，起着保障汽车运行顺畅和减少尾气污染的重要作用。

然而，由于多种原因，汽车排气系统也会出现故障。

本文将从排气系统的组成部分出发，分析常见的故障原因，并提供相应的修复方法。

一、排气系统组成部分排气系统由多个组成部分构成，包括排气歧管、催化器、消声器和排气管等。

这些部件密切配合，以确保废气的高效排放和降低排放噪音。

二、故障原因及修复方法1. 排气系统漏气排气系统漏气是常见的故障情况，可能由于排气管连接不紧或是排气歧管垫片老化破损造成。

修复方法：检查排气系统的连接处，确保各部件之间无漏气情况。

如果发现漏气现象，重新连接或更换垫片即可解决问题。

2. 催化器失效催化器是用于减少尾气污染的重要部件，如果催化器失效，将导致废气排放超标。

故障原因可能是催化剂老化或是催化剂内部存在堵塞。

修复方法：检查催化器是否存在损坏情况，如发现老化或堵塞，需更换催化器。

3. 消声器损坏消声器的主要作用是减少排气噪音，如果消声器损坏，会导致汽车排气噪音过大。

故障原因可能是消声器内部材料老化或是受到外力撞击导致损坏。

修复方法：检查消声器是否存在损坏情况，如发现损坏，需更换消声器。

4. 排气管堵塞长期使用后，排气管内部可能会积累碳和其他杂物，导致排气管堵塞。

这会使废气无法顺利排出，影响发动机的正常工作。

修复方法：使用专业工具清洁排气管内部，确保畅通无阻。

5. 排气系统传感器故障排气系统中的传感器，如氧传感器和排气温度传感器，对于发动机运行状态的监测和控制非常重要。

如果传感器故障，将导致发动机性能下降、油耗增加等问题。

修复方法：检查传感器是否工作正常，如发现问题，需更换相应的传感器。

总结：汽车排气系统故障多种多样，涉及到排气管、催化器、消声器等多个组成部分。

在日常使用中，及时发现故障并采取相应的修复措施是保障汽车正常运行和减少尾气污染的关键。

某发动机排气歧管-增压器法兰漏气分析楚中华，石鹏，李辉，孙平，张静，黄华，吕品，韩力春北京汽车动力总成有限公司，北京，101106摘要：由于某型增压发动机在试验中出现排气歧管-增压器法兰漏气现象，通过Abaqus软件仿真分析密封性能，查找漏气原因，改善优化排气系统结构并校核改善方案密封性能，最终方案通过试验验证，故障问题得以解决，为排气系统的密封问题提供理论依据和经验积累。

关键词：排气系统；法兰；Abaqus；密封性能1.概述发动机排气系统作为发动机的一个重要系统，具有热负荷高、冷热冲击大、工作环境恶劣等特点，运行过程中易出现排气歧管开裂，法兰面漏气，支架断裂等故障。

排气系统具有良好的密封性能是保证发动机安全、可靠运行的一个重要因素，因此对法兰连接处的垫片密封性能进行仿真分析是非常必要的。

本文是在某增压发动机整车耐久试验中出现排气歧管-增压器法兰漏气现象的情况下，通过有限元分析软件Abaqus建立排气系统有限元模型，首先采用流固耦合方法计算排气系统的温度场，然后进行三个以上的常温-热工况交变循环分析，根据分析结果得到垫片的压力分布及接触结构（法兰）对垫片密封性能的影响。

通过优化结构和改善垫片，对比分析结果有显著改善，改进歧管结构和垫片方案也在随后的耐久试验中未有漏气现象发生。

2.垫片几何结构本分析中采用的是金属垫片，安装在排气歧管和增压器法兰之间，排气系统工作环境恶劣，因此垫片的主要作用是防止高温高压废气的泄露。

它的结构主要包括垫片本体和起密封作用的波纹两部分组成，如图1所示。

密封波纹垫片本体图1. 垫片截面示意图3.建立模型3.1有限元模型排气系统有限元模型包括排气歧管，增压器，支架，垫片及螺栓。

垫片及螺栓采用六面体单元划分网格，其余模型采用二阶四面体单元如下图2和3所示。

图2. 排气系统有限元模型图3. 垫片有限元模型3.2垫片的压缩特性垫片主要通过功能层上的全波纹或半波纹的凸筋结构来实现密封功能，不同波纹的压缩特性对垫片的密封性能起着至关重要的作用。

某发动机排气管悬挂断裂原因分析及改进措施摘要：发动机排气管在飞机中作为一个重要结构，在实际使用中承受工况较为复杂，本文基于某型飞机的飞行使用工况，对该部件出现的螺杆断裂现象进行分析，并提出改进意见，基于改进方案，对排气管重新进行计算分析，分析结果表明该改进方案是有效可行的。

关键字：发动机排气管断裂有限元改进方案1 结构概述某型飞机排气管主要由内管、外管、管圈、余油排放管及吊挂组成。

为使发动机排出的高速高温燃气避开机翼，排气管轴线相对发动机轴线下偏。

内管和外管用1Cr18Ni9Ti不锈钢板焊接而成。

通过排气管内管的法兰，与发动机涡轮排气端法兰之间用螺栓连接。

外管是由两个半圆管组成，两个半圆管用箍带连接固定而成。

在外管上焊有横剖面为倒“几”形的波纹支撑环，除了对外管起加强作用外，还在内、外管之间起支撑作用，使内、外管之间的距离保持一定距离。

短舱外部的空气通过短舱外侧进气口流入外管和内管之间，起到隔热、冷却的作用。

排气管外管比内管长，利用排气管内管出来的高速燃气流的引射作用，增强冷却效果。

管圈由两瓣组成，用箍带连接在一起。

管圈上装有余油管，用来放出从发动机漏入管圈的燃油。

管圈与外管的前端用箍带连接固定。

排气管通过安装法兰（位于内管）和螺杆与发动机连接，为减小排气管在发动机工作中的扰度，后端通过吊挂组件挂在发动机安装支架的后支架撑杆上。

吊挂内还装有减振器，用来降低振动带给排气管的危害。

在某次飞行航后检查发现发动机内管右支撑螺杆螺纹处断裂。

飞参数据中发动机振动加速度传感器测得的发动机振动值并无异常。

2 材料选用及性能参数表2-1 材料选用清单部位材料外管0Cr18Ni9外管Z形筋0Cr18Ni9外管出口加强环0Cr18Ni9外管前搭接段0Cr18Ni9C型支撑件17-7PH支撑螺杆UNS N06625吊挂梁30CrMnSiA调节螺杆及轴承30CrMnSiA内管UNS N06625内管法兰UNS N06625内管中段加强板UNS N06625表2-2 排气管材料力学性能表材料牌号EFsuFbru0Cr18N i9Ti19 900030CrMn SiA19 891517-7PH1999498062185UNS 19N066251000注：表中数据按照B基准确定，F bru、Fbry选e/D=1.5对应的值；表中：E——拉伸弹性模量，MPa；E——压缩弹性模量，MPa；cλ——泊松比；F——拉伸极限应力，取L向基准值，MPa；tu——拉伸屈服应力，取L向基准值，MPa；Fty——压缩屈服应力，取L向基准值，MPa；Fcy——剪切极限应力，取L-S向基准值，MPa；Fsu——挤压极限应力，取L向基准值，MPa；Fbru——挤压屈服应力，取L向基准值，MPa。

汽车维修中常见的排气系统故障及解决方案在汽车的日常使用中，排气系统是一个非常重要的组成部分。

它主要负责将发动机燃烧产生的废气排出车辆外部，同时还能减少噪音和排放有害物质。

然而，由于长时间的使用以及不当的维护，排气系统也会出现一些常见的故障。

本文将就这些故障进行详细的分析，并提供相应的解决方案。

首先，我们来讨论一下排气管的问题。

排气管是连接发动机和消声器的管道，它承受着高温和高压的废气。

因此，排气管容易出现腐蚀和破裂的情况。

当排气管出现漏气时，会导致废气泄露，不仅会影响到排放系统的正常工作，还会造成噪音污染。

解决这个问题的方法是及时更换损坏的排气管，并确保安装牢固，密封性良好。

其次，我们来谈谈排气喉的故障。

排气喉是连接排气管和消声器之间的部件，它起到缓冲和减震的作用。

由于长时间的使用，排气喉可能会出现老化、破裂或堵塞的情况。

当排气喉出现问题时，会导致排气不畅，影响到发动机的正常运行。

解决这个问题的方法是定期检查排气喉的状况，如有必要及时更换。

另外，还有一个常见的排气系统故障是消声器的问题。

消声器是用来减少排气噪音的装置，它通过内部的隔音材料和设计结构来降低噪音的传播。

然而，由于长期的使用和振动，消声器可能会出现松动、破裂或堵塞的情况。

当消声器出现问题时，会导致噪音增加，并且可能会影响到发动机的正常工作。

解决这个问题的方法是检查消声器的固定情况，如有松动及时紧固；如有破裂或堵塞，需要更换消声器。

此外，还有一些其他常见的排气系统故障，如氧传感器故障、催化转化器故障等。

氧传感器是用来检测废气中氧气含量的装置，它对于发动机的工作状态和排放控制非常重要。

如果氧传感器出现故障，会导致发动机工作不稳定，排放超标。

解决这个问题的方法是及时更换故障的氧传感器。

催化转化器是用来净化废气中有害物质的装置，它能将一些有害气体转化为无害物质。

如果催化转化器出现故障，会导致废气排放超标。

解决这个问题的方法是更换故障的催化转化器。