整车排气基本介绍和整车开发流程

1、本章主题：

本章主要简单介绍汽车一般排气系统的功能，结构及设计开发的流程。

2、内容适用范围：

适用于OEM所有装汽油或柴油发动机的M1类车的排气系统设计；

1、排气系统功能

排气系统主要有以下功用：a:引导发动机排气，使各缸废气顺畅的排出；b:降低排气噪声（排气门的开闭与活塞往复运动的导致排气气流呈脉动形式，排气门打开时存在压力，导致气体排出时会产生强烈的排气噪声）；c:降低排气，满足法规要求（降低及消除排气污染物CO、HC、NOX等的含量，达到排气净化的作用）；

2、排气系统基本结构

可以简单把排气系统分为热端和冷端。一般也把热端称为催化器总成，把冷端称为消音器总成；可以简单分为以下零件：排气歧管，催化器（起燃-主催/底盘-副催），排气管，排气净化装置，波纹管，连接支架，吊耳，排气消声装置等（消音器也会分为主消音器和副消音器）。后续会一一介绍每个产品的设计要求等。

一些高端车型还会增加电子消音装置，例如activevalve等来平衡阶次噪声的影响；

3、排气冷端结构分类

典型的排气冷端消声系统可以分为：单系统和双系统。如下图所示：

4-1.排气歧管：排放性能、流体性能、机械性能、热管理性能、密封性能等。

4-2.三元催化器（主催）：排放性能、流体性能、机械性能、热管理性能等

4-3.连接单元：密封性能、连接性能、动力学性能等。

4-4.挂钩、支架，橡胶块：动力学性能、机械性能、隔振性能等。

4-5.前后消音器：流体性能、机械性能、声学性能、密封性能等。

1、背压性能

排气背压对发动机的动力性、经济性和排放性能都有重要影响。排气背压指发动机装上整套排气系统后，按QC/T524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。

2、气密性能

气密性能是指系统的密封性，气密性能直接影响排放和环保的要求，也会造车噪声问题。

3、排气性能

排气性能直接动力性能和噪声问题。

4、机械性能

5、振动性能

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要求，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。

6、噪声要求

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/T57－1993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/T631－1999汽车排气消声器性能技术条件

QC/T630－1999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/T58－1993汽车加速行使车外噪声测量方法

GB/T14365-2017声学机动车辆定置噪声声压级测量方法

1、主机厂一般流程简单介绍

1-1.零部件的开发分为方案（布置）设计，零部件设计，系统匹配设计，零部件及系统验证，样件验证，整车搭载验证，生产批准。

1-2.零件开发流程是整车开发过程的一部分，一台车有1W+个独立零件组成，每个零件的开发周期按时保质的进行，都整车节点都至关重要。

1-3.汽车零部件的开发都是有蓝板的，很少是从0做起的，更多是单个方案的组合及验证过程。

2、排气系统整车开发流程简介

如下简单图表，从设计到验证阶段介绍排气系统的开发流程；

排气系统较难的部分在歧管，催化器和消音器的设计及系统匹配。本章介绍尽量采用简单易懂的语言，初步简单介绍排气系统结构和相关的整车开发流程。后续将深入探讨排气系统零部件和整车性能要求。

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