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排气系统设计指南

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编制日期：2004-05-08 编者：王许华、贤飞华、倪强版次：00 第1 页共22 页排气消声系统设计指南编制：校对：审核：批准：汽车工程研究院编制日期：2004-05-08 编者：王许华、贤飞华、倪强版次：00 第2 页共22 页目录一、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 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3.2 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、消声器内组件编制日期：2004-05-08 编者：王许华、贤飞华、倪强版次：00 第3 页共22 页3.9.2 消声器外壳体四、排气消声系统的设计开发流程五、参考文献列表编制日期：2004-05-08编者：王许华、贤飞华、倪强版次：00第 4 页 共 22 页一、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，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，对排气歧管的详细设计具体见发动机设计科编制的排气歧管设计指南，对于排气净化装置的详细设计具体见电控科编制的排气净化设计指南。

典型的排气消声系统如图1所示：图1 三、设计应用1、设计规则和输入1.1 排气系统能很好的将废气顺畅排出，满足发动机的排气背压，功率损失比的要求。

排气管 排气净化装置 副消声器 主消声器编制日期：2004-05-08 编者：王许华、贤飞华、倪强版次：00 第5 页共22 页1.2 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 57－93 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 汽车排气消声器技术条件QC/T 630－1999 汽车排气消声器性能试验方法GB1495－2002 汽车加速行使车外噪声限值及测量方法QC/T 58－93 汽车加速行使车外噪声测量方法GB18352 轻型汽车污染物排放限值及测量方法GB14365-93 汽车定置噪声限制及其测量方法1.3 排气系统零部件必须能经受1000℃的高温要求以及气流冲击，并保证排气系统可靠性达到10万公里或者三年（先到者为准）的要求。

1.4 排气系统必须满足顾客对噪声的要求。

2、设计参数的设定2.1 尺寸及重量尺寸和重量需根据产品所要达到的性能要求以及底盘空间位置来确定，但是在满足性能要求的基础上，做到尽量小为最好。

2.2 排气背压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。

对自然吸气发动机，排气背压一般设定在30±5kPa。

对增压发动机，排气背压一般设定在40±10kPa。

对于我公司开发的A VL发动机，具体的数值见表一表一：发动机型号排气背压目标值1.6L CBR VVT <350mbar@rated speed1.6L Low Cost <350mbar@rated speed2.0L TCI GDI <500mbar@rated speed2.0L TCI MPI <500mbar@rated speed2.0L CBR VVT <350mbar@rated speed2.0L Low Cost <350mbar@rated speed3.0L V6 CBR VVT <350mbar@rated speed2.4L V6 CBR VVT <350mbar@rated speed编制日期：2004-05-08 编者：王许华、贤飞华、倪强版次：00 第6 页共22 页4.0L V8 CBR VVT <350mbar@rated speed1.3L CBR VVT <350mbar@rated speed1.3L Low Cost <350mbar@rated speed1.0L CBR VVT <350mbar@rated speed0.8L CBR VVT <350mbar@rated speed1.9L TCI HSDI <300mbar@rated speed1.9L TC HSDI <300mbar@rated speed1.9L NA HSDI <250mbar@rated speed1.3L TCI HSDI <300mbar@rated speed2.9L TCI HSDI <300mbar@rated speed2.3 功率损失比消声器的功率损失比是发动机在标定工况下，使用消声器前后的发动机功率的差值和没有使用消声器时功率值的百分比。

γ＝[（P1－P2）/ P1]×100％对于γ值，QC/T 631－1999《汽车排气消声器技术条件》规定为<8％，我们一般设定为<5％。

2.4 净化效率根据尾气排放标准的要求，一般要求排气系统对发动机排气的净化率（净化前后排气的污染物HC、CO、NOx含量之比）要求在90%以上。

（具体内容见电控科编制《三元催化器设计指南》）2.5 加速行驶车外噪声汽车加速行驶车外噪声需满足现行中华人民共和国的法规规定要求，其具体测量方法和限值见GB1495－2002《汽车加速行使车外噪声限值及测量方法》和QC/T 58－93《汽车加速行使车外噪声测量方法》。

汽车加速行使车外噪声是一个整车噪声衡量标准，影响汽车加速行使车外噪声的因素主要有三个：发动机本体噪声，进气系统噪声和排气系统噪声。

各系统在满足各自的要求的基础上尽量做到更好的噪声水平。

2.6 插入损失以及传递函数2.6.1插入损失消声器的插入损失为装置消声器前后，通过排气口辐射声功率级之差。

D＝L1-L2对于D值，由于各发动机的噪声水平以及整车类型不同，所以插入损失的目标值也不同。

QC/T 631－1999《汽车排气消声器技术条件》规定为>28dB，我们要编制日期：2004-05-08 编者：王许华、贤飞华、倪强版次：00 第7 页共22 页求在发动机各个转速下的插入损失均大于30 dB。

2.6.2 传递函数排气系统传递函数是指空气介质传播所引起的声功率的差值，主要是评价消声器的消声效果。

具体测量方法如下：图2排气系统由排气管，副消声器、主消声器组成，如果有三元催化器，则应该同时带上激励体声源（能发出频率为20Hz－20000Hz的声源）放置于排气管的入口端，并用橡胶管与排气管相连。

参考麦克风放置与前端橡胶管上，并在内部接受体声源发出的声功率级接收麦克风放置于消声器的尾部，接收经过排气系统传递后的声功率级两个麦克风所测数值的差值即为排气系统的传递函数的值。

对于传递函数的目标值，根据整车对噪声水平的要求，其设定值也不相同，一般的，我们设定按图3：编制日期：2004-05-08编者：王许华、贤飞华、倪强版次：00第 8 页 共 22 页0500100015002000Frequenz - Hz-80 -70-60-50-40-30-20-10dBA 图3图中红线为传递损失的限值，在每个频率下的传递函数的值均在红线下部。

根据整车的噪声水平和发动机的类型不同，可对该红线位置进行调整。

2.7 尾管噪声排气系统尾管噪声是衡量排气系统消声效果的一个主要性能指标。

尾管噪声的测量方法见图4：图4编制日期：2004-05-08 编者：王许华、贤飞华、倪强版次：00 第9 页共22 页1、在急加速和急减速的情况下，整车载荷为70KgX2，按上述方法进行测量的尾管噪声见图5：当发动机转速为1000-2000rpm时，噪声值为82 dB(A)，当发动机转速为5000rpm时，噪声值为92 dB(A)，当发动机转速为6000rpm时，噪声值为97 dB(A)。

图53、在急加速和急减速的情况下，整车载荷为70KgX2，按上述方法进行测量的二阶尾管噪声见图6，四阶尾管噪声见图7，六阶尾管噪声见图8，八阶尾管噪声见图9。

图6编制日期：2004-05-08 编者：王许华、贤飞华、倪强版次：00 第10 页共22 页图7图8图9编制日期：2004-05-08 编者：王许华、贤飞华、倪强版次：00 第11 页共22 页对于以上尾管噪声曲线，可以根据不同车型所要达到的噪声水平的不同进行调整。

2.8 振动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一方面，本部分内容将在吊钩位置的选择和橡胶吊环的选择上进行介绍。

同时，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。

3 系统及零部件的设计3.1、系统布置3.1.1布置原则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。

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。

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。

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（即CCC，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。

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如何从零开始学习GT–power

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目录
• GT–power软件概述 • 学习GT–power基础知识 • GT–power软件安装与操作 • 建模与仿真分析实例讲解
目录
• 数据处理与结果展示技巧分享 • 学习资源推荐与经验分享
GT–power软件介绍
GT-SUITE是Gamma Technologies开发的用于车辆系统仿真的软件平台。
掌握四冲程和二冲程内燃机的工作原理， 理解燃烧过程、气门正时、燃油喷射等关 键概念。
了解内燃机的主要部件，如气缸、活塞、 曲轴、连杆、气门机构、燃油系统等，以 及它们之间的相互作用。
熟悉内燃机的性能指标，如功率、扭矩、 燃油消耗率、排放等，以及它们与内燃机 设计的关系。
热力学基础知识
热力学基本概念
技巧提示
在操作过程中，可以使用快捷键提高操作效率；同时， 多查看官方文档和教程，加深对软件功能和操作方法的 了解。
04
建模与仿真分析实例讲解
发动机性能仿真分析实例
发动机性能参数设
置
讲解如何设置发动机的基本参数 ，如缸径、行程、压缩比等，以 及如何进行燃料和点火系统的配 置。
发动机性能仿真分
析
通过实例演示如何进行发动机的 功率、扭矩、燃油消耗等性能的 仿真分析，并介绍如何优化发动 机性能。
GT-SUITE包括GT-POWER、GT-DRIVE、GT-COOL、GT-FUEL等模块，分别用于 发动机性能仿真、动力传动系统仿真、冷却系统仿真和燃油系统仿真。
GT-POWER是GT-SUITE中的一个模块，专门用于发动机性能仿真。
GT–power应用领域
发动机设计
用于评估不同设计方案对发动机性能的 影响。
掌握流体的性质、流动状态、流动阻力等基本概念，理解伯努利方程和连续性方程。
《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》强制性条文培训

《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》强制性条文培训


GB50019-2015强制性条文
6.2.2 放散极毒物质的生产厂房、仓库严禁采用自然通风 。
放散极毒物质的厂房不得采用自然通风的规定。 自然通风将引起极毒物质的扩散。现行国家标准《职 业性接触毒物危害程度分级》GBZ230将毒物危害程度 分为极度危害、高度危害、中度危害、轻度危害、轻微 危害5级，本条文中极毒物质是指会放散于空气中产生 极度危害的物质。根据上述分级标准，我国常见的极度 危害物质及行业见表1。
《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》
GB50019-2015
编辑ppt
GB50019-2015强制性条文
5.4.12 辐射供暖加热管的材质和壁厚的选择，应根据工 程的耐久年限、管材的性能、管材的累计使用时间，以 及系统的运行水温、工作压力等条件确定。
辐射供暖所用的加热管有多种塑料管材，这些塑料管 材的使用寿命主要取决于不同使用温度和压力对管材的 累计破坏作用。在不同的工作压力下，热作用使管壁承 受环应力的能力逐渐下降，即发生管材的“蠕变”，以 至不能满足使用压力要求面破坏，壁厚计算方法可参照 现行国家相关塑料管的标准执行。
有爆炸危险的厂房、车间发生事故后，火灾容易通过通风管道 蔓延扩大到厂房的其他部分，因此，其排风管道严禁穿过防火墙 和有爆炸危险的车间的隔墙等防火分隔物以及人员密集或可燃物 较多的房间，目的都是防止一编旦辑p发pt 生事故，沿通风管道蔓延。
GB50019-2015强制性条文
6.9.30 可燃气体管道、可燃液体管道和电缆线等，不得 穿过风管的内腔，并不得沿风管的外壁敷设。可燃气体 管道和可燃液体管道，不应穿过与其无关的通风机房。
灾危险性是甲、乙类的房间，对这些房间也不能使用循
环空气。
编辑ppt
GB50019-2015强制性条文
进气系统的设计I-宋绍超

进气系统的设计I-宋绍超


8r La L 3
式中
L a 和 L分别是实际长度和计算长度，修正频率为： c f0 4 La
三，进气系统声学设计初步
3，旁支消音器声学分析
进气系统的共振消音器有赫尔姆兹消音器和四分之一波长管。这两种 消音器的目的都是消除窄频带的噪声，但是赫尔姆兹消音器的消音频 带比四分之一波长管要宽，所以赫尔姆兹消音器比四分之一波长管显 得更重要。赫尔姆兹消音器一般是用来消除低频噪声，而四分之一波 长管用来消除高频噪声。如果要用四分之一波长管来消除低频噪声， 那么波长管必须做得很长，但是太长的管道很难安装。 3.1 进气系统中，低频噪声成分往往非常大，而控制低频要采用赫尔姆兹消 音器。所以在汽车设计初期，要尽可能地给进气系统留出较大空间，以 便安装赫尔姆兹消音器，一般来讲赫尔姆兹消音器不能安装在空气滤清 器上。
一，进气系统简介
进气系统结构图
一般的进气系统结构如上图所示:空气经引气管流入空气滤清器过滤掉杂 质后，流过空气流量传感器，经由进气软管进入进气歧管，与喷油嘴喷出 的汽油混合后形成适当比例的燃油混合气，由进气门送入汽缸内点火燃烧， 产生动力 。
一，进气系统简介
进气系统设计时主要考虑的问题
噪声
功率损失
式中L是四分之一波长管的长度，而m是主管截面积与波长管截面积的比值
当
2L 2n1 （n=1,2,3…）时，传递损失达到最大,旁支管长为： 2
L 2n 1 4
四分之一波长管共振的频率为：
f0
(2 n1 )c 4 L
三，进气系统声学设计初步
旁支管的频率只取决于管道的长度，管道越长，频率越低。从上式知道， 影响四分之一波长管传递损失的参数有两个，一个是旁支管的截面积与主 管截面积的比值m，另一个是波长管的长度。 四分之一波长管的一端是开口的，一端是封闭的，在开口处的声波会象活 塞一样运动，存在辐射声阻抗，因此管道的实际工作长度增加，需要对开 口端进行修正。对四分之一波长管来说，主管的管壁相当于法兰，於是四 分之一波长管的实际长度应该为：
空调设计工作指南

空调设计工作指南

空调设计工作指南一、设计输入1、勘察施工项目现场：项目的使用功能要求内容。

建筑楼高、层数、层高、房间布局、楼外围场地。

地下管线布局。

水电设施情况。

土建、消防等其他专业工程施工现状。

2、收集技术文件、技术资料：建筑图、装修图、水电、消防图、招标文件（技术要求部分）设计院空调设计图（根据具体项目情况）。

3、设计与现场相结合，设计时应考虑梁和吊顶的高度，以便使所布置的风管和设备能满足安装和使用要求。

二、设计过程1、负荷计算：室内负荷，根据使用用途可参考负荷。

写字楼100-120W；宾馆饭店150-200 W；外网地源热泵土壤40-45 W。

2、设备选型：机房设备；风冷系列机组、水冷系列机组、地源热泵系列机组。

循环水泵及配套设备、朴水配套设备。

在选型时不仅要依据设计手册、设备样本、使用说明书还要充分调研实际情况。

主机进出水管路要加旁通便于清洗水系统。

补水箱进水管一般要≧DN40,补水泵流量、扬程要满足在4小时内整体系统注满水；主要设备要有≧800的维修空间。

末端设备：风盘系列、组空系列、柜空系列。

在选型时不仅要依据设计手册、设备样本、使用说明书还要充分调研实际情况。

风盘下吹风空间一般在≦4米，大于4米要考虑高静压型号。

吊顶设备安装空间≧350。

水管路：要同程设计，考虑施工难度，一般甲方准许情况下，管经≦40采用渡锌管。

管经﹥40采用焊接钢管。

（按规范要对截门、过滤器、排气阀、电动阀、减压阀作出明确的要求）阀件：选择阀件要充分考虑水压力、流量、开启频次、介质、介质温度、使用环境。

并认真查阅产品说明书的使用要求。

阀门分类：对不同的阀门进行分类汇总，方便设计过程中选择最适合的阀门。

准确掌握阀门作用：设计时应准确标注各种风阀、水阀名称，掌握各种冷门的作用，哪些阀门具有调节作用，哪些阀门只具有开、关作用，避免出现所用阀门不能实现要求的使用功能。

电气控制：目前技术室无电气设计师情况下，将设计要求完整、准确的填写电气控制设计任务单。