排气系计算

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1、排气系统排气系统的主要作用是降低排气噪声，防止排气泄漏，保持排气畅通，特别是排气系的阻力非常重要，如果阻力过大，将引起发动机输出功率降低，油耗增加，自由加速烟度过大，有害排放物增多，整车加速也将受到影响，因此对排气系统的结构设计应给予足够重视。发动机排气压力一般为0.30.5Mpa，温度为500700，这表明排气具有一定的能量，同时由于排气具有间歇性，在排气管内引起排气压力的脉动。若将发动机排气直接排放到大气中必将产生强烈的噪音。排气消声器是具有吸声衬里或特殊形式的气流管道，它是通过逐渐降低排气压力和衰减排气脉动，使排气能量消耗殆尽。它不但要满足车辆噪声的要求，又要满足排气阻力的要求，还要满足

2、消耗功率尽可能少的要求。因此，消声器的设计很重要。1.排气消声器容积的选择方法（一）：美国Nelson消声器公司推荐消声器容积计算公式式中：从公式中可以看出，消声器容积与发动机排量成正比。方法（二）：各参数的选择见下表：参数名称参数值适应范围1插入损失16dB (A)2插入损失1622dB (A)3插入损失22dB (A)1匹配自然吸气式发动机3匹配增压发动机0重型车1中型车2轻型车方法（三）： 根据实验，一般消声器的大小为发动机排量的3-5倍，客车不同于轿车，有较大空间布置消声器，因此，消声器可选择较大尺寸，在此我们可以选择消声器为发动机排量的5倍。 还有几种计算消声器容积的方法，在此不一一

3、列举。2. 排气流量的计算 Q=（+273）/（+273） 式中：排气温度，；进气温度，；取0.98进气流量3. 排气管径的计算排气管的直径为d，则排气管的截面积为：排气气流的速度为v，则根据实验要求，一般要求排气速度在7090m/s，从而求得排气管直径。进而，选择接漏合适的消声器。4. 排气管长度的计算（1）发动机基频噪声的计算实验中发现，随着尾管长度的增加，消声器的截止频率移向低频区域，消声效果也增加。当尾管增加到某某以长度时，排气噪声会突然增大，若超过此长度再增加其长度，消声效果又继续增加。这种现象可以理解为尾管的共振频率与发动的固有频率及其高次谐波相叠加的结果。发动机振动的固有频率，与

4、排气门周期性开启时内燃机突然以极高速度喷出有关。这种气流冲击到排气管道内气门附近的气体上，使其产生巨变而形成压力波，从而激发强烈的脉动噪声。这种噪声是一种典型的低频噪声。我们称之为基频噪声。基频噪声频率显然和每秒钟的排气次数有关，即发动机的爆发频率相同。基频噪声的频率为 z发动气缸数；n发动机转速；冲程系数，对两冲程发动机=1，四冲程发动机=2；（2）尾管长度计算基频的波长为=2f/cc声速，m/s；理论上，排气管长度最好选择基频波长1/4的基数倍。尾管的长度不是越长越好。经试验结果证明，尾管在某长度时能增加消声器的消声量，但继续增长尾管，达到某一值后,排气噪声反而增大，若再超过此长度，又能增

5、加消声器的消声效果。为了确定排气消声器排气尾管的最佳长度，最好用台架试验确定。（3）各排气管长度的计算消声器在排气系中的安装位置，对消声效果也有较大影响，这是由于消声器相对于排气系内最大压力的位置对辐射噪声有影响，而且抗性消声器声能的有效反射与消声器的位置有很大关系。设消声器的前管长度为L1，消声器的后管长度为L2，从内燃机的排出口至消声器尾管排出口的长度为L，则L=L1+消声器长度+L2。所以，消声器的安装位置一般推荐值如下：L1/L=00.21；0.370.47;0.60.72；0.850.94最不利的位置为：L1/L=0.210.37；0.470.6;0.720.85；0.941.00然

6、后通过实验确定最佳安装位置。5. 消声器的选择(1)消声器扩张比消声器截面积与消声器进口截面积之比称为扩张比（M）。对消声器插入损失要求越大，扩张比选择值越大，选择参数见下表（仅供参考）：车型重型车中型车轻型车、轿车M679101215消声器的扩张比较大时，对消减高频噪声有利，扩张比较小时，对消减低频噪声有利。(4)消声器的长径比根据统计资料，消声器长度满足下列关系时，可达到较好的消声效果。 3L/4L消声器筒身长度消声器直径6. 排气系统 （1） 由于发动机与排气管之间有相对位移，消声器与排气管件要用浮动式支架固定，即消声器通过橡胶软垫固定到车架上，以减少车架与发动机之间的相对位移造成对增压

7、器排气口的附加弯矩。增压器排气端安装面最大静弯矩应小于27 Nm。（2） 排气管路的安装应保证不会因其自重、热膨胀及相关的各种运动而使排气岐管或增压器承受附加应力。排气管路与发动机排气口之间的连接，必须用一段柔性的金属波纹管连接，以消除或减少增压器出口处所承受的附加应力，并使发动机的振动与车架的变形互相隔离，有利于发动机的隔振和提高可靠性； （3） 增压柴油机的涡轮后排气管，应有可靠的支撑与发动机相连，以避免排气管路对增压器产生附加应力；（4） 为减小排气阻力，排气管路应尽可能直，对于后置客车等，总布置需要管路弯曲时，弯道的曲率半径也应尽可能大；（5）排气管在Y方向应与轮胎外面平齐或稍稍超出轮胎面；（6）排气口保证雨、雪或洗车时飞溅的水不能进入排气管和消声器，必要时应采用罩帽或类似的东西进行遮挡；（7）排气出口方向应避开燃油箱、散热器、中冷器、空滤器进气口及驾驶室舱等，这一点对后置客车尤为重要。（8）消声器前排气管与发动机的连接应有防松措施，建议用双螺母防松，禁止用弹簧垫片。3.排气系统的安装检查排气背压，在发动机的标定工况下，当排气制动器阀门全开时不应大于10 kPa；当排气制动阀关闭时不得超过规定限值，如超过规定值时，应设置阀门限位挡块或在阀门上钻孔加以调整。检查排气系统悬置的合理性和管件联接的可靠性。检查排气系统的隔热和防火措施。