1、 1 目录目录 摘 要 错误错误!未定义书签。未定义书签。 abstract 错误错误!未定义书签。未定义书签。 1. 绪论.1 1.1 课题研究背景 1 1.2 发动机排气系统的发展史 1 1.3 国外研究概况 2 1.4 国内研究概况 3 1.5 排气系统设计技术的一个总趋势 4 1.6 课题研究意义 4 1.7 本章小结 .5 2. 排气系统及振动的理论分析6 2.1 排气系统的设计要求 6 2.1.1 排气歧管 6 2.1.2 排气管7 2.1.3 排气歧管 .8 2.1.4 消声器8 2.1.5 排气尾管 8 2.1.6 排气管道的悬置安装.8 2.2 排气系统振动概述 9 2.3
2、UG 简介 . 10 2.4 有限元分析简介 10 2.5 试验模态基本理论 . 11 2.6 基于振动传递函数的排气系统悬挂点位置优化的基本原理 . 12 2.7 本章小结 . 14 3. 排气系统的设计 . 15 3.1 排气歧管的设计 15 3.1.1 排气歧管的布置 15 3.1.2 排气歧管直径的确定 15 3.1.3 确定各缸排气歧管长度 16 3.1.4 排气歧管的材料 . 17 3.2 消声器 17 3.2.1 消声器的结构形式 . 17 3.2.2 消声器容积的确定 . 17 3.2.3 消声器进口直径 . 18 3.2.3 消声器直径 18 3.2.4 消声器长度 19 3
3、.2.5 消声器的材料 19 3.3 排气管 19 3.4 本章小结 . 19 4. 排气系统的建模 . 21 2 4.1 排气歧管的建模 21 4.2 消声器的建模 22 4.3 连接法兰的建模 23 4.4 排气吊挂的建模 25 4.5 橡胶悬挂建模 26 4.6 本章小结 . 27 5. 排气系统的模态分析 28 5.1 消声器模态分析 28 5.2 排气吊挂的模态分析 . 31 5.3 排气歧管的模态分析 . 35 5.4 连接法兰模态分析 . 39 5.5 本章小结 . 40 5. 排气系统的隔振设计 41 6.1 排气系统有限元分析 . 41 6.2 排气系统的模态分析 . 42
4、6.2.1 试验原理与测试系统 42 6.2.2 激振点的布置及拾振点的选择 42 6.2.3 试验结果 . 43 6.3 振动原因分析及隔振设计 43 6.3.1 原因分析 . 43 6.3.2 排气系统的改进 . 43 6.4 排气系统悬挂位置的选择 44 6.5 本章小结 . 45 总结与展望. 46 参考文献 47 致谢 . 49 1 1. 绪论绪论 1.1 课题研究背景课题研究背景 能源与环境是汽车工业在 21 世纪发展所面临的两大课题，随着汽车工业 的迅速发展，汽车噪声和排气污染问题日益严重，而发动机排气系统中振动和噪 音是影响汽车行驶舒适性的主要因素1，基于这样的背景，现代汽车的
5、设计，尤 其是在排气系统的设计上，更加注重于减振的设计。对于现代汽车设计，尤其在 排气系统的设计上，更加注重减排与减振的设计。 近年来，我国汽车迅速发展，早已成为一个汽车大国，但却不是汽车强国， 因为高端市场也就是利润空间最大的市场基本由国外著名厂商占据， 国内年轻的 汽车厂商则只能占用利润空间相对较薄且市场份额较小的低端市场。 其主要原因 在于核心技术的掌握，由于国内汽车技术相对国外有较大差距，国内对汽车研究 主要采用模仿设计，在试验中就会发现很多的问题，如排气歧管表面温度偏高、 排气歧管罩和增压机隔热罩形状不够理想等，甚至出现了排气歧管开裂的问题。 针对这些问题，企业及研究组调研讨论得到结
6、论：在设计过程中，只注重排气系 统的形状模仿和材料运用，而缺乏对排气系统热应力、动态特性的计算，致使在 产品开发时不能提供有效的结构数据指导， 也不能在改进设计中找到问题产生的 根本原因。 1.2 发动机排气系统的发展史发动机排气系统的发展史 汽车最早的排气系统不过是一个让燃烧气体排入大气的孔眼而己，后来为了 把随着排气喷出的火焰引向地面，才安装了一根引导排气的管子。那时，发动机 没有排气消声装置,排气的噪声震耳欲聋，常使骡马受到惊吓，因此排气噪声被 认为是一种严重的公害,许多地方的当局公开宣布，不用马的运输工具不受法律 的保护。 发动机的排气消声器起源于海勒姆 马克西姆的取得专利的手枪消声器。 由于环保法规对车辆排污的标准相当严苛，不论怠速、加速、低速行驶、高 速行驶或减速，都必须符合排污标准，车辆在面对这么严苛的限制下，除了在性 能与排污中取得平衡点外，唯一的方法就是安装催化转换器了。催化转换器通常 以贵重金属为原料，有氧化型催化剂、还原型催化剂及目前绝大多数车辆采用的 三元催化转换器。早期的催化转换器多设置于排气管中段的位置，而近来多装在 紧接排气歧管之后，好使催化
