汽车乘用车 排气系统 结构设计说明书
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应用斯特林发动机的汽车节能降噪排气系统设计说明书设计者:赵明华,王盛东,康喜生,黄红宁,靳绍华作品内容简介通过理论设计了一套汽车排气系统。
本系统的主要目的是利用汽车高温尾气发电和降低汽车排气的噪声。
基本思路是利用汽车的高温尾气驱动斯特林发动机,进而带动由配置在斯特林发动机上的发电机发电为汽车用电器供电或为蓄电池充电,同时利用消音和热量聚集器和斯特林发动机配合系统有效降低尾气噪声和热污染,减小发动机排气背压,提高发动机效率。
关键词:余热发电斯特林发动机降噪减少热污染1 研制背景及意义随着世界经济的不断增长,人类社会对能源的需求也将稳步地增加。
根据国际能源署(IEA)的预测,全球2005年到2030年间一次能源需求将增加一半以上,年均增长率为1.8%。
2005年的能源需求为114亿吨标准油,而到2030年将达到177亿吨标准油,增长了55%。
汽车工业是我国国民经济的支柱产业之一。
随着我国汽车工业的发展,车辆消耗的能源与日俱增,车辆的节能也越来越受关注。
发动机工作时,一般转化为有效功的热当量占燃料燃烧产生热量的 35%~40%,冷却水带走的热量占 20%~30%,尾气带走的热量为 30%~40%。
如何将燃料的热量充分的利用,是人们普遍关注的问题。
利用汽车尾气余热发电就是有效利用这些热量的一个合理途径。
充分利用尾气中的热量,不仅可以节约能量,而且可以减少热污染,有利于环境保护。
2设计方案图1本排气系统由五部分组成:触媒转化器,消音和热量聚集器,斯特林发动机,消音器,排气管道。
从发动机排出的高温尾气首先通过催化转化器进行催化分解,将大部分有毒气体转化为无毒气体。
经过转化后的气体进入消音和热量聚集器和斯特林发动机配合系统,高温气体使斯特林发动机运转,进而带动发电机发电,用以辅助蓄电池供能或为蓄电池充电。
经过利用的气体经过消音器后通过排出端排出。
2.1 电器控制由于本装置产生的电能不稳定,需要经过试验进行特殊电路设计。
编制日期:2020-6-17 编者:王雯版次:01 第1页共10页奇瑞汽车有限公司乘用车工程研究院车型部总布置科布置指南编制:王雯审核:批准:编制日期:2020-6-17 编者:王雯版次:01 第2页共10页一. 简述本指南介绍了与汽车发动机相匹配的排气消声系统的系统匹配,零部件设计以及开发的流程等。
适用于奇瑞所有装汽油或柴油发动机的M1类车的排气消声系统设计。
二. 排气消声系统的布置原则及常用布置形式排气系统包括排气歧管、排气管、排气净化装置、排气消声装置等,典型的排气消声系统如图1所示。
排气系统具有以下一些功用:1.引导发动机排气,使各缸废气顺畅的排出;2.由于排气门的开闭与活塞往复运动的影响,排气气流呈脉动形式,排气门打开时存在一定的压力,具有一定的能量,气体排出时会产生强烈的排气噪声,因此在排气系统装有排气消声器来降低排气噪声;3.降低排气污染物CO,HC,NO X等的含量,达到排气净化的作用。
图1对一个完整的排气系统,从前到后,一般布置次序是:预催化器、补偿器(波纹管)、主催化器、前消声器、后消声器。
1.排气管:排气管用于连接以上不同部件,排气管分段以及连接方式主要根据安装和维修方便确定。
2.连接法兰:如果补偿器采用球面法兰,一般不把球面法兰布置在催化器之前。
3.催化器:对于满足欧Ⅱ及以下排放标准的排气系统,由于欧Ⅱ标准不涉及冷启动阶段的排放限制,所以一般可不采用预催化器而只采用一个主催化器;对于满足欧Ⅲ及以上排放标准的排气系统,一般在排气歧管出口处布置预催化器(CCC,即Closed Couple Catalyst)或者在预催化器前的排气管段采取良好的保温措施。
主催化器一般布置在车身底板下,所以又叫底板下催化器(Under Floor Catalyst)。
催化器的形式主要有:3.1 底盘下置式催化器图2编制日期:2020-6-17 编者:王雯版次:01 第3页共10页优点:布置空间较为宽广;缺点:因为离发动机排气出口的距离相对较远,催化器的起燃时间较长,所以发动机在启动时的排放值相对比较高。
汽车排气系统设计随着现代社会的汽车普及化,汽车排气系统的设计变得尤为重要。
汽车排气系统不仅需要能够有效排出废气,还需要满足环保要求和提高车辆性能。
本文将从排气系统的基本原理、设计要点和未来发展趋势三个方面来进行探讨。
一、排气系统的基本原理排气系统是指将发动机燃烧后产生的废气排放到汽车外部的系统。
其主要由排气歧管、催化转化器、消声器等组成。
1.排气歧管排气歧管是将多缸发动机各缸废气集中到一起的部件。
其形状和长度的合理设计能够提高汽车的动力输出和燃油经济性。
2.催化转化器催化转化器是用于减少废气中有害成分的装置。
它通过催化作用将一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物等有害物质转化为无害的氮气、水和二氧化碳,并且能够降低排放量,保护环境。
3.消声器消声器用于减少发动机排气系统中的噪声。
其内部设置了多层复杂的波纹管和隔音材料,通过声学原理降低噪音,提供舒适的驾乘环境。
二、排气系统设计的要点成功的汽车排气系统设计应综合考虑排放控制、性能提升和成本效益等方面。
以下是一些设计要点:1.合理匹配排气系统的各个部件应相互匹配,以确保废气排放的畅通和动力输出的最大化。
不同型号的发动机需要根据其特性来设计不同的排气系统。
2.降低排放随着环保要求的提高,汽车排气系统设计需要通过催化转化器等装置,降低有害气体的排放。
同时,也需要考虑汽车的燃油经济性和减少尾气对环境的污染。
3.提升性能通过优化排气系统的设计,可以提高汽车的动力性能和燃油经济性。
合理设计的排气歧管和消声器能够降低排气管阻力,提高发动机功率输出。
4.材料选用排气系统需要耐高温和耐腐蚀的材料来确保长时间的使用寿命。
常见的材料有不锈钢和钛合金,它们既具备耐高温性能又具有良好的抗腐蚀能力。
三、未来发展趋势随着技术的不断进步和环境问题的日益严重,汽车排气系统的设计也将不断发展。
1.混合动力和电动汽车的兴起随着混合动力和电动汽车的兴起,传统发动机的使用将逐渐减少。
未来排气系统设计将更侧重于电动汽车的热管理和废气净化。
日产天籁维修手册七排气系统一、概述日产天籁作为一款豪华轿车,其发动机排气系统起着至关重要的作用。
排气系统主要由排气管、催化器、中段消声器和尾气消声器等组成。
本手册将对日产天籁的七排气系统进行详细介绍,包括系统的组成、工作原理、常见故障及维修方法等,以帮助维修人员更好地理解和处理排气系统相关问题。
二、排气管排气管是连接发动机和排气系统其他组件的重要部分。
它负责将发动机排出的废气引导到催化器,并将尾气排放到后部的尾气消声器。
在维修排气管时,需要注意排气管是否出现漏气、生锈、变形等问题,如果有,应及时更换。
此外,还需检查排气管的固定件是否牢固,以防止松动引起异响。
三、催化器催化器是排气系统中的核心部件,其主要功能是将废气中的有害物质转化为无害物质,以减少对环境的污染。
在进行维修催化器时,需要注意其表面是否有损坏,如裂纹、变形等情况,这可能会影响催化器的正常工作效果。
如果发现催化器故障,应及时更换,并确保新催化器与车辆的匹配性。
四、中段消声器中段消声器一般位于排气管和尾气消声器之间,其主要功能是减少排气系统中产生的噪音。
在维修中段消声器时,需要检查其内部是否有异物积聚,以及探测是否存在漏气现象。
如果发现问题,应及时采取相应的维修措施,例如更换消声器或进行焊接修补。
五、尾气消声器尾气消声器位于排气系统末端,其主要功能是消音和降噪。
在维修尾气消声器时,需要检查其内部是否堵塞,以及外壳是否存在损坏现象。
如果发现问题,应进行及时清洁和更换,以确保尾气消声器的正常工作效果。
六、常见故障及维修方法1. 噪音过大:这可能是由于中段消声器、尾气消声器内部有异物积聚或损坏,或排气管固定件松动等原因引起的。
解决方法是检。
解放g6排气系统构成和零部件摘要:1.解放G6 排气系统的概述2.解放G6 排气系统的构成3.解放G6 排气系统的主要零部件4.解放G6 排气系统的作用5.解放G6 排气系统的维护和保养正文:【解放G6 排气系统的概述】解放G6 是我国一汽解放汽车有限公司生产的一款重型卡车,以其高效的动力和优越的性能在市场上备受欢迎。
排气系统是解放G6 卡车的一个重要组成部分,它的性能直接影响到车辆的运行效率和环境友好性。
【解放G6 排气系统的构成】解放G6 排气系统主要由排气管、排气歧管、涡轮增压器、排气制动器和排气温度传感器等组成。
其中,排气管负责将发动机产生的废气排放到大气中;排气歧管连接发动机和排气管,使废气顺畅流出;涡轮增压器则通过增加进气压力,提高发动机的功率和扭矩;排气制动器在车辆下坡时,通过控制排气阀门的开度,实现发动机制动;排气温度传感器则用于监测排气温度,为发动机的燃烧控制提供参考。
【解放G6 排气系统的主要零部件】1.排气管:排气管是排气系统的主要部件,负责将发动机产生的废气排放到大气中。
排气管的设计要考虑到废气的流通性、排放的环保性和噪声的控制等因素。
2.排气歧管:排气歧管连接发动机和排气管,使废气顺畅流出。
排气歧管的设计需要保证各个气缸的废气能够均匀地流入排气管,以减少废气之间的干扰,提高排放效率。
3.涡轮增压器:涡轮增压器通过增加进气压力,提高发动机的功率和扭矩。
涡轮增压器的工作原理是利用发动机排气的能量驱动涡轮旋转,从而压缩进气气体,提高发动机的进气压力。
4.排气制动器:排气制动器在车辆下坡时,通过控制排气阀门的开度,实现发动机制动。
排气制动器的工作原理是利用发动机排气的压力差,通过改变排气阀门的开度,实现对发动机制动的控制。
5.排气温度传感器:排气温度传感器用于监测排气温度,为发动机的燃烧控制提供参考。
排气温度传感器的信号对于发动机的燃烧控制和排放控制至关重要。
【解放G6 排气系统的作用】解放G6 排气系统的主要作用是排放发动机产生的废气,降低废气对环境的污染;同时,通过涡轮增压器提高发动机的功率和扭矩,提高车辆的运行性能;此外,排气制动器在车辆行驶过程中,可以实现发动机制动,提高车辆的安全性和稳定性。
奇瑞汽车有限公司设计指南编制:审核:批准:发动机工程研究一院目录一、主题与适用范围1、主题2、适用范围二、排气消声系统的总成说明及功用三、设计应用1、设计规则和输入2、设计参数的设定2.1 尺寸及重量2.2 排气背压2.3 功率损失比2.4 净化效率2.5 加速行驶车外噪声2.6 插入损失以及传递函数2.6.1 插入损失2.6.2 传递函数2.7 尾管噪声2.8 定置噪声2.9 振动3、系统及零部件的设计3.1 系统布置3.1.1 布置原则3.1.2 间隙要求3.1.3 吊钩位置的选取3.1.4 氧传感器孔的布置3.2 消声器的容积确定3.3 排气管径的选取3.4 消声器3.4.1 消声器的截面形状3.4.2 消声器内部结构3.5 净化装置3.6 补偿器3.6.1 波纹管3.6.2 球形连接3.7 橡胶吊环3.8 隔热部件3.9 材料选择3.9.1 排气管、消声器内组件3.9.2 消声器外壳体四、排气消声系统的设计开发流程五、修订说明六、参考文献列表一、主题与适用范围1、主题:本指南规定了与汽车发动机相匹配的排气消声系统的系统匹配,零部件设计以及开发的流程等。
2、适用范围:本指南适用于奇瑞所有装汽油或柴油发动机的M1类车的排气消声系统设计二、排气消声系统的总成说明及功用排气系统包括排气歧管、排气管、排气净化装置、排气消声装置、隔热部件、弹性吊块等。
一般地,排气系统具有以下一些功用:(1)、引导发动机排气,使各缸废气顺畅的排出;(2)、由于排气门的开闭与活塞往复运动的影响,排气气流呈脉动形式,排气门打开时存在一定的压力,具有一定的能量,气体排出时会产生强烈的排气噪声,气体和声波在管道中摩擦也会产生噪声,因此在排气系统装有排气消声器来降低排气噪声;(3)、降低排气污染物CO,HC,NO X等的含量,达到排气净化的作用;注:在本指南中,我们将只介绍排气管和排气消声装置的详细设计,对排气歧管和排气净化装置的详细设计见其他设计指南。