排氣消聲系統設計技術規范一、 主題與適用范圍1、 主題2、 適用范圍二、 排氣消聲系統的總稱說明及功用三、 設計應用1、 設計規則和輸入2、 設計參數的設定2.1尺寸及重量2.2排氣背壓2.3功率損失比2.4凈化效率2.5加速行駛車外噪聲2.6插入損失及傳遞函數插入損失傳遞函數尾管噪聲定置噪聲振動3、系統及零部件的設計系統布置3.1.1布置原則3.1.2間隙要求3.1.3吊鉤位置的選取3.1.4氧傳感器孔的布置3.2 消聲器的容積確定3.3排氣管徑的選取3.4消聲器消聲器的截面形狀消聲器內部結構3.5補償器波紋管球形連接橡膠吊環隔熱部件3.8材料選擇排氣管、消聲器內組件消聲器外殼體四、參考文獻列表一、 主題與適用范圍1、 主題:本指南規定了與汽車發動機相匹配的排氣消聲系統的系統匹配，零部件設計。2、 適用范圍：本指南適用于裝汽油MlN1類車的排氣消聲系統設計。二、 排氣消聲系統的總成說明及功用排氣系統包括排氣歧管、排氣管、排氣凈化裝置、排氣消聲裝置、隔熱部件、彈性吊塊等。一般地，排氣系統具有以下一些功用：引導發動機排氣，使各缸廢氣順暢的排出；由于排氣門的開閉與活塞往復運動的影響，排氣氣流呈脈動形式，排氣門打開時存在一定的壓力，具有一定的能量，氣體排出時會產生強烈的排氣噪聲，氣體和聲波在管道中摩擦也會產生噪聲，因此在排氣系統裝有排氣消聲器來降低排氣噪聲；降低排氣污染物CO,HC,NOX等的含量，達到排氣凈化的作用；典型的排氣消聲系統如圖1所示：圖1三、設計應用1、設計規則和輸入：1.1排氣系統能很好的將廢氣順暢排出，滿足發動機的排氣背壓，功率損失比的要求。1.2排氣系統設計能滿足現行中華人民共和國法規要求，具體如下:QC/T57-1993汽車勻速行使車內噪聲測量方法GB16170—1996汽車定置噪聲限制QC/T631—1999汽車排氣消聲器技術條件QC/T630—1999汽車排氣消聲器性能試驗方法GB1495-2002汽車加速行使車外噪聲限值及測量方法QC/T58—93汽車加速行使車外噪聲測量方法GB18352輕型汽車污染物排放限值及測量方法GB14365-93聲學機動車輛定置噪聲測量方法GB/T4759-95內燃機排氣消聲器測量方法1.3排氣系統零部件必須能經受1000C的高溫要求以及氣流沖擊，并保證排氣系統可靠性達到10萬公里或者三年（先到者為準）的要求，并要求在三包期內插入損失不得減少6dB（A）以上，功率損失不得增加3刎上。1.4排氣系統必須滿足顧客對噪聲的要求，在整個頻率范圍內應有足夠的消聲量，同時力求避免產生氣流再生噪聲。1.5消聲器在滿足消聲量的前提下要體積小，重量輕，便于安裝和維修，有一個較好的價格性能比。除消聲器幾何尺寸和管路走向應符合裝車的要求外，消聲器的尾管應美觀大方，表面裝飾應與車的總體造型相協調。2、設計參數的設定2.1尺寸及重量尺寸和重量需根據產品所要達到的性能要求以及底盤空間位置來確定，但是在滿足性能要求的基礎上，做到盡量小為最好。2.2排氣背壓排氣背壓指發動機裝上整套排氣系統后，按 QC/T524-1999設定測點測得的壓強（離發動機排氣歧管出口或渦輪增壓器出口下游75m處，在排氣連接管里測量，測壓頭與管內壁齊平，誤差不大于士0.2kPa）。排氣背壓越高，排氣阻力越大，充氣效率也就越低，發動機功率、扭矩損失也越大。一般來說，考慮到發動機的功率和扭矩要求，會對排氣系統提出一個具體的排氣背壓要求。對自然吸氣發動機，排氣背壓一般設定在30士5kPa。對增壓發動機，排氣背壓一般設定在40士10kPa。一般認為消聲器的壓力損失由兩部分構成：一是局部壓力損失；二是管壁沿程摩擦阻力損失，兩者都是由于流體運動時克服粘性切應力作功引起的。局部阻力損失發生在消聲器內收縮、擴張等截面突變的地方，大小取決于

局部結構型式、管道直徑和氣流速度，與消聲器截面擴張比有關，即 m=s2/s1＜沿程阻力損失發生在消聲器管道壁面，其大小取決于管壁粗糙度及氣流速度V的大小，而管道直徑和氣流速度是密切相關的，所以管徑的選取至關重要。所以，通常排氣系統應該盡可能地設計成簡單的走向，而避免過度彎曲的形狀。2.3功率損失比消聲器的功率損失比是發動機在標定工況下，使用消聲器前后的發動機功率的差值和沒有使用消聲器時功率值的百分比。Y=[（P1-P2）/P1]X100%對于丫值，QC/T631—1999《汽車排氣消聲器技術條件》規定為＜8%，我們一般設定為＜5%。2.4凈化效率根據尾氣排放標準的要求，一般要求排氣系統對發動機排氣的凈化率（凈化前后排氣的污染物HC、CONOx含量之比）要求在90%以上。2.5加速行駛車外噪聲汽車加速行駛車外噪聲需滿足現行中華人民共和國的法規規定要求，其具體測量方法和限值見GB149A2002《汽車加速行使車外噪聲限值及測量方法》和QC/T58—93《汽車加速行使車外噪聲測量方法》。汽車加速行使車外噪聲是一個整車噪聲衡量標準，影響汽車加速行使車外噪聲的因素主要有三 /四個：發動機本體噪聲，進氣系統噪聲、排氣系統噪聲和車胎 -路面摩擦噪聲，并且將來車胎-路面摩擦噪聲會越來越重要。各系統在滿足各自的要求的基礎上盡量做到更好的噪聲水平。現行標準規定2005.1月以后生產的M類汽車加速行駛車外噪聲限值是74dB(A)，以下幾點要特別說明：1、M1類汽車如果裝用直噴式柴油機，其限值增加 1dB(A);2、 對于越野汽車，其最大總質量大于2t，如果額定功率v150kW限值增加1dB(A)，如果額定功率>150kVy限值增加2dB(A)。3、M1類汽車，變速箱前進檔多于四個， P>140kWP/GVM>75kW/t，并且用第三檔測試時其尾端出線的速度大于61km/h,其限值增加1dB(A)通過噪聲在汽車產品開發中非常重要，針對不同的市場，要達到不同的通過噪聲標準，所以在產品概念設計階段就必須要確定通過噪聲的目標值。同時還要考慮到未來幾年的規定變化，這方面可參照歐美法規，歐共體的標準是最嚴格的，不遠的將來汽車通過噪聲標準可能為71dB(A)。2.6插入損失以及傳遞函數：插入損失：消聲器的插入損失為裝置消聲器前后，通過排氣口輻射聲功率級 (或者聲壓級)之差。D=L1-L2對于D直，由于各發動機的噪聲水平以及整車類型不同，所以插入損失的目標值也不同。QC/T631 —1999《汽車排氣消聲器技術條件》規定為>28dB,JB/T5081-91《中小功率柴油機消聲器技術條件》規定功率損失在小于 5%寸，插入損失應>25dB我們要求在發動機各個轉速下的插入損失均大于 32dBo與傳遞損失只考慮消音元件本身不同，插入損失是考慮一個系統。也就是說除了消音元件本身外，插入損失還包括了聲源和出聲口 (如進氣口和排氣尾管)的聲學特征，因此這種方法是描述整個系統消音效果的最佳表達方式。262傳遞函數：排氣系統傳遞函數是指空氣介質傳播所引起的聲功率的差值，傳遞損失沒有包括聲源和管道終結端的聲學特性，它只與自身的結構有關。在評價單個消音元件的消音效果或者初步評估系統的消音性能時，通常用傳遞損失。傳遞損失是評價消音元件消音效果最簡單的一種方法，具體測量方法如下：圖2排氣系統由排氣管，畐葉肖聲器、主消聲器組成，如果有三元催化器，貝S應該同時帶上；激勵體聲源（能發出頻率為20Hz—20000HZ勺聲源）放置于排氣管的入口端，并用橡膠管與排氣管相連。參考麥克風放置與前端橡膠管上，并在內部接受體聲源發出的聲功率級 ；接收麥克風放置于消聲器的尾部，接收經過排氣系統傳遞后的聲功率級 ；對于傳遞函數的目標值，根據整車對噪聲水平的要求，其設定值也不相同，一般的，我們設定按圖3:

圖3圖中紅線為傳遞損失的限值，在每個頻率下的傳遞函數的值均在紅線下部根據整車的噪聲水平和發動機的類型不同，可對該紅線位置進行調整。2.7尾管噪聲（三檔節氣門全開加速）排氣系統尾管噪聲是衡量排氣系統消聲效果的一個主要性能指標。尾管噪聲的測量方法見圖4:尾管噪聲的目標設定如下:在急加速和急減速的情況下，整車載荷為70KgX2，按上述方法進行測量的

尾管噪聲見圖5:當發動機轉速為1000-2000rpm時，噪聲值為82dB(A)，當發動機轉速為5000rpmfl寸，噪聲值為92dB(A)，當發動機轉速為6000rpml時，噪聲值為97dB(A)。10002000圖610002000圖65000 6000(rpm)在急加速和急減速的情況下，整車載荷為70KgX2，按上述方法進行測量的二階尾管噪聲見圖6,四階尾管噪聲見圖7，六階尾管噪聲見圖8，八階尾管噪聲見圖9。

圖7蘆壓級別圖8圖7蘆壓級別圖8圖9對于以上尾管噪聲曲線，可以根據不同車型所要達到的噪聲水平的不同進行調整。2.8定置噪聲定置噪聲限值按國標GB16170-1996《汽車定置噪聲限制》執行，我們要求定置噪聲W85dB（A）。試驗方法按國標GB14365-93《聲學機動車輛定置噪聲測量方法》進行；定置是指車輛不行使，發動機處于空載運轉狀態，定置噪聲可評價、檢查機動車輛的排氣噪聲水平，不能表征車輛行使最大噪聲級。2.9振動排氣系統一端與發動機相連，一端通過掛鉤與車體相連。發動機的振動傳遞給排氣系統，然后在通過掛鉤傳給車體。車體的振動通過座椅、方向盤和地板直接傳給顧客，同時車體的振動也會幅射出去，在車內產生噪聲，所以控制傳到車體的力是排氣系統振動控制的最重要的目標之一。排氣系統的振動源主要有四個：發動機的機械振動、發動機的氣流沖擊、聲波激勵和車體的振動，車體的振動傳遞方向與前面三種相反，車體振動會通過掛鉤傳遞到排氣系統，這種傳遞會逆向傳遞到發動機，從而加大了發動機的振動。為了控制排氣系統的振動，在進行排氣系統設計時要注意以下幾點：1、 要避免與整車固有頻率范圍重合，應盡量做到差距越大越好，一般地，車身固有頻率在25Hz-34HZ之間，因此排氣系統振動頻率不能設計在這個范圍內。2、 在設計排氣系統