柴油车辆排气系统的设计及布置范文

柴油车辆的排气系统主要由排气管路、连接法兰、消声器、波纹管、涡轮增压器等组成。为了保证乘坐人员的舒适性和环保的要求，噪声控制是柴油车辆排气系统所要实现的重要功能，主要由排气系统中的消声器来实现，但消声器的使用会增大排气背压，影响动力性能，为了保证柴油发动机能发出它的额定功率，必须重视排气系统的排气特性。

1排气消声器的原理

排气噪声产生于：当发动机燃烧产生的废气进入排气歧管中，废气会产生振动和形成一定的压力波，这些压力波是混合了各种波长和振幅的波，其范围在人耳听觉范围内，从而形成噪声。由于废气中的压力波是一种能量形式，所以通过消耗或者吸收一定的能量可以降低噪音。排气系统的消声器就是利用吸收压力波能量的方式来实现降噪的。

2柴油车辆排气系统的设计与布置

2.1排气消声器排气消声器有扩张型、共鸣型、吸音型等，消声器的设计、选择和布置可根据消声器外形体积和降噪的要求来设定，一般来说增大消声器容积会改善消声水平。对于给定容量的消声器，噪声控制的效果的提高会引起排气阻力的增大，也就是排气背压的增加。消声器的容积可按照公式（1-1）来计算。也有根据经验，取消声器的容积为10倍发动机排量。

2.2排气口为避免车辆行驶过程中，雨水、雪、灰尘颗粒等通过排气口进入排气管和消声器，需采用罩帽或类似的遮挡部件进行遮挡。排气口的出口方向应避开油箱、中冷器、散热器、、空滤的进气口等。

2.3排气管路排气管路的安装布置应要求不会因其自身质量、受热膨胀及其他的各种振动而使发动机的排气岐管或增压器等承受附加力矩。因此，一般在设计排气管路时，会在发动机排气口与排气总管之间设置一段柔性金属管即金属波纹管来进行连接，以减少增压器排气口处所承受的附加力矩，并可以实现发动机的振动与车架的变形互相隔离，提高发动机的隔振效果和运行可靠性。同时，整个排气系统管路均为金属管，由于波纹管能实现一定的弯曲和伸缩，也可以消除装配过程中部件的累积误差。波纹管的位置见图1。为了减小排气阻力及排气背压，排气管路应尽可能直，对于总布置需要管路弯曲时，弯道的曲率半径也应尽可能大。

2.4排气制动部分柴油车辆上会设置排气制动，作为辅助制动装置。排气制动器选型时应注意，当其阀门打开时，不得增加额外的排气阻力；当其工作时，不得施加超过发动机所能承受的背压。排气制动器的控制，应与发动机的停油装置联动，绝对不允许单独用排气制动器来刹车或减速。

2.5排气系统的隔热排气系统都是高温部件和管件，其布置设计与安装对车辆的火灾事故关系很大，必须有较好的隔热措施。具体要求有：1）与车辆车身上（如木质、塑料件等等）可燃零部件的间隔应大于100mm；2）与电线束的间隔应大于200mm；3）与发动机悬置橡胶软垫、水箱悬置橡胶软垫、消声器悬置橡胶软垫等的间隔应大于200mm；4）与起动机、怠速提速装置、电动停油装置等电器设备的间隔应大于200mm；5）与燃油、机油滤清器及管路的间隔应大于200mm；6）必要时设置隔热板进行隔热。

2.6排气尾管的设计排气尾管的设计要合理和美观，为了保证排气的方向，一般将尾管设计成“鸭嘴”型，斜切口向下。

2.7排气管路的连接柴油车辆排气管的材质一般为不锈钢或防腐处理的普通钢材，排气管与排气歧管的连接采用法兰盘，法兰盘之间要设置耐热垫，可用双头螺栓连接固定，为防止松动，采用双螺母锁紧。排气管与消声器以及排气尾管与消声器之间的连接安装采用金属卡箍。

2.8排气系统的安装检查1）排气背压的检查，过大的背压将导致发动机性能损失；2）检查排气系统悬置的合理性和管件联接的可靠性；3）检查排气系统的隔热和防火措施。

3总结

排气系统布置的农用柴油车辆动力总成设计布置时是比较重要的部分，在满足降低排气噪音目的同时，还要保证发动机的正常输出功率，不能过多的追求降噪而引起排气阻力增加。在消声器选型确定后，排气系统的管路布置要顺畅，弯头尽量减少，与电气管路、橡胶塑料件之间要作好隔热措施。考虑以后的维修方便，排气管与消声器的固定位置应有足够的拆装空间。

参考文献：

[1]《汽车工程设计手册》编辑委员会.汽车工程手册（设计篇）[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]刘一鸣，尚志诚.客车排气系统布置[J].汽车实用技术，2018(7)：101-103.

[3]杨胜.客车排气系统设计[J].客车技术与研究，2009，31(6)：26-28.

作者：崔勇；陶德清；傅饶；于虹 单位：江苏农牧科技职业学院