【车辆工程类】捷达汽车排气装置改进及性能实验台设计【汽车类】【10张CAD图纸】【优秀】【毕业论文说明书】
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【车辆工程类】捷达汽车排气装置改进及性能实验台设计【汽车类】【10张CAD图纸】【优秀】【毕业论文说明书】,车辆,工程,捷达,汽车,排气装置,改进,改良,性能,机能,实验,试验,设计,10,cad,图纸,优秀,优良,毕业论文,说明书,仿单
- 内容简介：
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注：课题类型填写 会）实际； 毕业设计（论文）题目审定表 指导教师姓名 鲍 宇 职称 高级实 验师 从事 专业 汽车运用 是否外聘 是 否 题目名称 捷达汽车排气装置改进及性能实验台设计 课题适用专业 车辆工程 课题类型 Y 课题简介 （主要内容、意义、现有条件、预期成果及表现形式） ： 一、 主要研究内容： （ 1） 设计实验方案确定汽车排气管中水蒸气液化的临界点 ； （ 2） 消音器制作加工工艺改进设计 ； （ 3） 实验台各机构的设计及总体布局 ； （ 4） 实验台的整体校核。 二、 研究的意义 北方冬季，环境温度较低，汽车尾气中的水蒸汽就会在排气管壁冷 凝成水滴，并且随排气流至路面，尤其针对使用乙醇汽油的车辆。乙醇汽油作为一种车用清洁燃料，其富含氧元素，但乙醇汽油燃烧的排放物中生成的水分也较多，受周围的环境温度以及排气降噪能量转换的影响，汽车的排气管会向外滴水，这是一个很普遍的现象 因此，针对东北寒冷的冬季，在尽量少的影响原有排气系统下，如何改进排气系统以减少或消除汽车燃烧乙醇汽油所排除的水分导致的路面结冰问题，对乙醇汽油在寒冷地区的应用，及道路的交通拥挤问题的缓解有着重大而深远的意义 。 三、现有条件 实验室调研。 四、预期成果及表现形式 1、设计 说明书（ 20000 字）。 2、设计图纸（折合零号图纸 3 张）。 3、使用说明书 指导教师签字： 年 月 日 教 研 室 意 见 1 选题与专业培养目标的符合度 好 较好 一般 较差 2 对学生能力培养及全面训练的程度 好 较好 一般 较差 3 选题与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度 好 较好 一般 较差 4 论文选题的理论意义或实际价值 好 较好 一般 较差 5 课题预计工作量 较大 适中 较小 6 课题预计难易程度 较难 一般 较易 教研室主任签字： 年 月 日 系（部）教学指导委员会意见： 负责人签字： 年 月 日 毕业设计（论文）任务书 学生姓名 刘泓伸 院系 汽车 与交通工程学院 专业、班级 车辆工程 指导教师姓名 鲍宇 职称 高级实验师 从事 专业 汽车运用 是否外聘 是 否 题目名称 捷达汽车排气装置改进 及性能实验台 设计 一、设计（论文）目的、意义 北方冬季，环境温度较低，汽车尾气中的水蒸汽就会在排气管壁冷凝成水滴，并且随排气流至路面，尤其针对使用乙醇汽油的车辆。乙醇汽油作为一种车用清洁燃料，其富含氧元素，但乙醇汽油燃烧的排放物中生成的水分也较多，受周围的环境温度以及排气降噪能量转换的 影响，汽车的排气管会向外滴水，这是一个很普遍的现象 因此，针对东北寒冷的冬季，在尽量少的影响原有排气系统下，如何改进排气系统以减少或消除汽车燃烧乙醇汽油所排除的水分导致的路面结冰问题，对乙醇汽油在寒冷地区的应用，及道路的交通拥挤问题的缓解有着重大而深远的意义 二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法） 设计内容 : 1) 设计实验方案确定汽车排气管中水蒸气液化的临界点 2) 消音器制作加工工艺改进设计； 3）实验台各机构的设计及总体布局； 4) 试验台整体校核； 研究方法 :实验室调研 三、设计（论文）完 成后应提交的成果 ： 1、设计说明部分： （ 1）毕业设计计算说明书 （ 15000 字） 2、设计图纸 ： 件图和装配图 。 （ 折合 零号图至少三张） 四、设计（论文）进度安排 ： （ 1） 第 1 周 ( 2 月 28 日 3 月 6 日 )： 查阅参考资料， 收集相关技术资料， 了解 冬季汽车尾气排放特征，熟悉乙醇汽油燃烧理化特性 。 （ 2） 第 2 周 ( 3 月 7 日 3 月 13 日 )：结合任务书制定设计方案，撰写开题报告。 （ 3） 第 3 周 (3 月 14 日 3 月 20 日 )： 设计 实验方案，确定 尾气中水分与气体完全分离的临界点； 。 （ 4） 第 4 周 ( 3 月 21 日 3 月 27 日 )： 根据 设计方案， 研究乙醇汽油燃烧理化特性分析， 材料涂层保温特性分析以及热传递效率分析 。 （ 5） 第 5 周 (3 月 28 日 4 月 3 日 )： 绘制 图纸， 研究汽车尾气排放消音降噪控制理论及方法 （ 6） 第 6 周 (4 月 4 日 4 月 10 日 )：继续 绘制 图纸 。 进行消音器制作加工工艺改进及设计。 （ 7） 第 7 周 (4 月 11 日 4 月 17 日 )： 绘制零件图 ， 继续 绘制 图纸。进行 排气装置性能试验台设计。 （ 8） 第 8 周 (4 月 18 日 4 月 24 日 )： 接受中期检查。 （ 9） 第 9 周 (4 月 25 日 5 月 1 日 )：对中期 检查的不足之处进行修改。 （ 10）第 10 周 (5 月 2 日 5 月 8 日 )： 对设计草图进行修改 ， 进一步完善设计。 （ 11）第 11 周 (5 月 9 日 5 月 15 日 )： 进行相关校核 。 （ 12）第 12 周 ( 5 月 16 日 5 月 22 日 )： 完成设计图纸及说明书初稿 。 （ 13）第 13 周 ( 5 月 23 日 5 月 29 日 )： 说明书及图纸送审，根据审阅老师意见进行修改。 （ 14）第 14 周 ( 5 月 30 日 6 月 5 日 )： 预答辩 。 （ 15）第 15 周 ( 6 月 6 日 6 月 12 日 )： 修改预答辩中发现的问题准备答辩 。 （ 16）第 16 周 ( 6 月 13 日 6 月 19 日 )： 修改预 答辩中发现的问题准备答辩 。 （ 17）第 17 周 ( 6 月 20 日 6 月 26 日 )：答辩。 五、主要参考资料 六、备注 指导教师签字： 年 月 日 教研室主任签字： 年 月 日 毕业设计（论文）中期 检 查表 填表日期 2010 年 4 月 18 日 迄今已进行 8 周剩余 9 周 学生姓名 刘泓伸 院系 汽车与交通工程学 院 专业、班级 车辆工程 导教师姓名 鲍 宇 职称 高级实 验师 从事 专业 汽车运用 是否 外聘 是 否 题目名称 捷达汽车排气装置改进及性能实验台设计 学 生 填 写 毕业设计（论文）工作进度 已完成主要内容 待完成主要内容 （ 1）发动机的选型； （ 2）收集排气系统相关资料； （ 3）实验台附加设备选； （ 4）实验台架 布局设计； （ 5）实验台设计草图。 。 （ 1）实验台总体结构的设计； （ 2）装配图及定位件图纸； （ 3）说明书的撰写。 存在问题及努力方向 在设计的过程中，对台架的总体设计布局不够合理，对装配图的画法不够清晰。在以后的设计中将明确目标，理清思路，认真学习研究将毕业设计完成。 学生签字： 刘泓伸 指导教师 意 见 指导教师签字： 年 月 日 教研室 意 见 教研室主任 签字： 年 月 日 毕业设计指导教师评分表 学生姓名 刘泓伸 院 系 汽车与交通工程学 院 专业、班级 车辆 07导教师姓名 鲍宇 职称 高级实 验师 从事 专业 汽车运用 是否 外聘 是 否 题目名称 捷达汽车排气装置改进及性能实验台设计 序号 评 价 项 目 满分 得 分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度 10 2 题目工作量；题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度 10 3 综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力 15 4 设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力 20 5 计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力） 10 6 插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性 20 7 设计规范化程度（设计栏目齐全合理、 的使用等） 5 8 科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度 10 得 分 X= 评 语： （参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点） 工作态度： 好 较好 一般 较差 很差 研究能力或设计能力：强 较强 一般 较弱 很弱 工作量： 大 较大 适中 较少 很少 说明书规范性： 好 较好 一般 较差 很差 图纸规范性： 好 较好 一般 较差 很差 成果质量（设计方案、设计方法、正确性） 好 较好 一般 较差 很差 其他： 指导教师 签字 ： 年 月 日 注： 毕业设计（论文）评阅可以采用 2 名评阅教师评阅或集体评阅或预答辩等形式。 毕业 设计 评阅人评分表 学生 姓名 刘泓伸 专业 班级 车辆 07导教 师姓名 鲍宇 职称 高级实验师 题目 捷达汽车排气装置改进及性能实验台设计 评阅组或预 答辩组成员姓名 出席 人数 序号 评 价 项 目 满分 得 分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度 10 2 题目工作量；题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度 10 3 综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力 15 4 设计（实验）能力；计算 能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力 25 5 计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力） 15 6 插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性 20 7 设计规范化程度（设计栏目齐全合理、 的使用等） 5 得 分 Y= 评 语： （ 参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点 ） 回答问题： 正确 基本正确 基本不正确 不能回答所提问题 研究能力或设计能力：强 较强 一般 较弱 很弱 工作量： 大 较大 适中 较少 很少 说明书规范性： 好 较好 一般 较差 很差 图纸规范性： 好 较好 一般 较差 很差 成果质量（设计方案、设计方法、正确性） 好 较好 一般 较差 很差 其他： 评阅人 或预 答辩组长 签字 ： 年 月 日 毕业 设计 答辩评分表 学生 姓名 刘泓伸 专业 班级 车辆 07导 教师 鲍宇 职 称 高级实验师 题目 捷达汽车排气装置改进及性能实验台设计 答辩 时间 月 日 时 答辩组 成员姓名 出席 人数 序号 评 审 指 标 满 分 得 分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况，题目难易度、工作量、与实际的结合程度 10 2 设计（实验）能力、对实验结果的分析能力、计算能力、综合运用知识能力 10 3 应用文献资料、计算机、外文的能力 10 4 设计说明书撰写水平、图纸 质量， 设计 的规范化程度 （设计栏目齐全合理、 、实用性、科学性和创 新 性 15 5 毕业 设计 答辩准备情况 5 6 毕业 设计 自述情况 20 7 毕业 设计 答辩回答问题情况 30 总 分 Z= 答辩过程记录 、评语 ： 自述思路与表达能力：好 较好 一般 较差 很差 回答问题： 正确 基本正确 基本不正确 不能回答所提问题 研究能力或设计能力：强 较强 一般 较弱 很弱 工作量： 大 较大 适中 较少 很少 说明书规范性： 好 较好 一般 较差 很差 图纸规范性： 好 较好 一般 较差 很差 成果质量（设计方案、设计方法、正确性） 好 较好 一般 较差 很差 其他： 答辩组长 签字 ： 年 月 日 毕业设计（论文）成绩评定表 学生 姓名 刘泓伸 性别 男 院系 汽车与交通工程学院 专业 车辆工程 班级 07计（论文）题目 捷达汽车排气装置改进及性能 实 验台设计 平时成绩评分（ 开题、中检、出勤 ） 指导教师姓名 鲍宇 职称 高级实验师 指导教师 评分（ X） 评阅教师姓名 职称 评阅教师 评分（ Y） 答辩组组长 职称 答辩组 评分（ Z） 毕业设计（论文）成绩 百分制 五级分制 答辩委员会评语： 答辩委员会主任 签字 （盖章）： 院系公章： 年 月 日 注： 1、 平时成绩（开题、中检、出勤） 评分按 十 分制填写 ， 指导教师、评阅教师、答辩组评分按百分制填写，毕业设计（论文）成绩 百分制 =W+、评语中应当包括学生毕业设计（论文）选题质量、能力水平、设计（论文）水平、设计（论文）撰写质量、学生在毕业设计（论文）实施或写作过程中的学习态度及学生答辩情况等内容的评价。 优秀毕业设计（论文）推荐表 题 目 捷达汽车排气装置改进及性能实 验台设计 类别 毕业设计 学生姓名 刘泓伸 院（ 系 ） 、专业、班级 汽车与交通工程学院车辆 07导教师 鲍宇 职 称 高级实验师 设计成果明细： 答辩委员会评语： 答辩委员会主任 签字 （盖章）： 院、系公章： 年 月 日 备 注： 注：“类别”栏填写毕业论文、 毕业设计 、其它 毕业设计（论文）过程管理材料 题 目 捷达汽车排气装置改进 及性能实验台设计 学生姓名 刘泓伸 院系 名称 汽车与交通工程学院 专业班级 车辆 07 指导教师 鲍 宇 职 称 高级实验师 教 研 室 车辆工程 起止时间 务 处 制 本科学生毕业 设计 捷达汽车排气装置改进及性能实 验台设计 院系 名称 ： 汽车 与交通工程学院 专业班级 ： 车辆工程 学生姓名 ： 刘泓伸 指导教师 ： 鲍 宇 职 称 ： 高级实验师 黑 龙 江 工 程 学 院 二一 一 年六月 s u 011 毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目 : 捷达汽车排气装置改进 及性能实验台设计 院 系 名 称 : 汽车与交通工程学院 专 业 班 级 : 学 生 姓 名 : 导 师 姓 名 : 开 题 时 间 : 指导委员会 审查意见： 签字： 年 月 日 毕业设计（论文）开题报告 学生姓名 院系 汽车与交通工程学院 专业、班级 车辆工程 07 指导教师姓名 职称 高级实 验师 从事 专业 汽车运用 是否外聘 是否 题目名称 捷达汽车排气装置改进及性能实验台设计 一、 课题研究 现状、 选题 目的 和意义 1、 课题研究 现状 汽车问世以来经过 100多年发展，全世界汽车保有量已超过 6亿量。这么庞大的汽车队伍，给人们带来了极大的物质享受，同时汽车的排污与噪声也对环境造成严重威胁，引起了全世界人民的关注。我国早于 80年代初即颁布国家标准，规定汽车污染物排放及噪声允许法规。 为了缓解汽车工业的飞速发展所带来的能源紧张和环境污染双重压力 , 研制开发清洁代用燃料以及合理的资源利用已成 为日益突出的现实性课题。乙醇作为替代燃料之一逐渐引起了人们的重视。乙醇以其独特的理化特性在发动机上正得到越来越广泛的应用。 国内外的学者对乙醇汽油进行了大量研究，结果表明：在发动机未作任何改动或优化调整时，发动机燃用小比例醇类混合燃料时的动力性和经济性与燃烧汽油基本一致，排放性能得到改善。 汽车排气系统从靠近发动机的方向开始，由排气歧管、前管、挠性管、催化转换器、中心管、主消音器和末端管等 7个零部件构成。根据车种的不同，有的安装了数个催化转换器，有的安装了副消音器。 排气歧管是靠近发动机 的部分，由于排出气体的温度高达 900，因此要求材料具有良好的抗氧化性、高温强度和热疲劳特性。而且，为能进行复杂的形状加工，还要求材料应具有良好的成形性。采用不锈钢制作的排气歧管根据其构造的不同，可以分为两类。一类是将钢板冲压后焊接而成，另一类是将钢管弯曲后焊接而成，对于后者，还有的使用双重管构造的钢管。 用作排气歧管的不锈钢有奥氏体系不锈钢和铁素体系不锈钢等两种。奥氏体系不锈钢具有良好的高温强度，但由于容易发生氧化皮剥落，因此在抗氧化性方面不如铁素体系不锈钢。作为使用的钢种有 18 18另一方面，铁素体系不锈钢虽然抗氧化性好，但高温强度不如奥氏体系不锈钢。由于热膨胀系数小，因此在热疲劳特性方面有利。作为使用钢种有 11 N），但近年来随着废气排放规定的强化，排气温度呈高温化的趋势，据说有的高达 950。在这种情况下，可以使用 19不锈钢。另外，作为降低成本的材料，还有的使用了降低 15不锈钢。 采用双重管的排气歧管通常是内管使用奥氏体系不锈钢，外管使用铁素体系不锈钢。 前管使用的材料有 17N）， 在采用中空双重时，还有的使用奥氏体系不锈钢作内管。 作为今后的发展趋势，低成本、抗氧化性和热疲劳特性好的铁素体系不锈钢毫无疑问将成为主流。尤其是，由于排气温度的高温化和管子的薄壁化，可以认为将采用高温性能更好的钢种，如 挠性管由蛇腹状的双重管和用不锈钢钢丝网将其包裹起 来的外编带构成。从使用性能来看，要求具有高温疲劳性，为了做成蛇腹形状，还要求它具有加工性。尤其是，在寒冷地区为防止道路冻结使用了化雪盐，因此要求管的外侧还应具有耐高温盐害腐蚀性。 使用的材料主要是是，由于在寒冷地区为防止道路冻结使用了化雪盐，要求管的外侧还应具有耐高温盐害腐蚀性，因此使用了添加 加 近，开始已使用 其价格比 晶界腐蚀性比 化载体和催化转换器外壳） 为减少汽车排出的废气对空气的污染，安装了被称作“催化转换器”的排气净化系统。催化转换器安装在排气歧管下面或底盘下面等，因此要能够经受住高温和振动等苛刻条件的考验。对于催化载体，在使用了铁素体系不锈钢箔材制作的金属载体。使用铁素体系不锈钢箔材的原因是它的热冲击特性小且热容量小的缘故。金属载体由采用不锈钢钢箔制作的蜂窝状型芯和采用不锈钢钢板制作的外壳构成。蜂巢上的型芯是把平箔材和波浪状箔材卷起后通过钎焊等焊接结合而成的。外壳要求具有高温强度、耐高温盐害性 加工性。 对于箔材的要求 是抗氧化性要好，因此使用了 有代表性的钢种是 提高氧化皮膜的密封性，还有的添加了少量 Y、 今后对抗氧化性的要求将会进一步提高。 对于催化转换器的外壳，大部分是使用 17不锈钢，但随着排气温度的升高，目前还有的正在使用 中心管所用的材料，以前是采用热浸镀铝钢板，由于对管的内外面采取了 防湿气腐蚀的措施，因此不锈钢的使用量剧增，主要是使用 13不锈钢、 目前主消音器用材料主要是 为了降低成本，减少 使用量正在增加。对于外壳和末端板等，从美观和防腐蚀措施来看，还有的使用镀铝不锈钢。 由于末端管的使用温度低，因此从材料的性能来看，使用镀铝钢板就可以了，但是，从图案性的方面来看，有的使用 等高纯度铁素体系不锈 钢，有的则使用奥氏体系的 锈钢。在对图案有特别要求的情况下，还有的使用镀 锈钢钢管或热浸镀铝不锈钢钢管。 二、设计（论文）目的、意义 北方冬季，环境温度较低，汽车尾气中的水蒸汽就会在排气管壁冷凝成水滴，并且随排气流至路面，尤其针对使用乙醇汽油的车辆。乙醇汽油作为一种车用清洁燃料，其富含氧元素，但乙醇汽油燃烧的排放物中生成的水分也较多，受周围的环境温度以及排气降噪能量转换的影响，汽车的排气管会向外滴水，这是一个很普遍的现象 因此，针对东北寒冷的冬季，在尽量少的影响原有排气系统下，如何改进排气系 统以减少或消除汽车燃烧乙醇汽油所排除的水分导致的路面结冰问题，对乙醇汽油在寒冷地区的应用，及道路的交通拥挤问题的缓解有着重大而深远的意义。 二、设计（论文） 的基本内容 、 拟解决的主要问题 设计的主要内容： 1) 设计实验方案确定汽车排气管中水蒸气液化的临界点 2) 消音器制作加工工艺改进设计； 3）实验台各机构的设计及总体布局； 4) 实验台整体校核； 拟解决的主要问题 1)设计实验方案，通过试验方案来确定排气管中水蒸气液化的临界点； 2) 查找资料，择材料涂层，研究材料涂层保温特性以及热传递效 率； 3) 探索汽车尾气排放消音降噪控制理论及方法； 4) 消音器制作加工工艺改进及设计 5）试验台的设计及校核； 三、 技术路线（研究方法） 整体方案的确定 利用 图 设计实验方案 乙醇汽油燃烧特性 汽车尾气排放消音降噪控制理论及方法 5) 消音器制作加工工艺改进及设计 消音器制作加工工艺改进及设计 完成毕业设计和设计说明书 四、进度安排 （ 1） 第 1 周 ( 3 月 1 日 3 月 7 日 )： 查阅参考资料， 收集相关技术资料，了解冬季汽车尾气排放特征，熟悉乙醇汽油燃烧理化特性。 （ 2） 第 2 周 ( 3 月 8 日 3 月 14 日 )：结合任务书制定设计方案，撰写开题报告。 （ 3） 第 3 周 (3 月 15 日 3 月 21 日 )： 设计 试 验方案，确定汽车排气管中水蒸气液化成水滴的临界点。 （ 4） 第 4 周 ( 3 月 22 日 3 月 28 日 )： 根据 设计方案，研究乙醇汽油燃烧理化特性分析； 材料涂层保温特性分析以及热传递效率分析。 （ 5） 第 5 周 (3 月 29 日 4 月 4 日 )： 绘制 图纸，研究汽车尾气排放消音降噪控制理论及方法 （ 6） 第 6 周 (4 月 5 日 4 月 11 日 )：继续 绘制 图纸。进行消音器制作加工工艺改进及设计。 （ 7） 第 7 周 (4 月 12 日 4 月 18 日 )： 绘制零件图 ，继续 绘制 图纸。对实验台进行设计及校核，撰写设计说明书 （ 8） 第 8 周 (4 月 19 日 4 月 25 日 )： 接受中期检查。 （ 9） 第 9 周 (4 月 26 日 5 月 2 日 )：对中期检查的不足之处进行修改。 （ 10）第 10 周 (5 月 3 日 5 月 9 日 )： 对设计草图进行修改 ，进一步完善设计。 （ 11）第 11 周 (5 月 10 日 5 月 16 日 )： 进行相关校核 。 （ 12）第 12 周 ( 5 月 17 日 5 月 23 日 )： 完成设计图纸及说明书初稿 。 （ 13）第 13 周 ( 5 月 24 日 5 月 30 日 )： 说明书及图纸送审，根据审阅老师意见进行修改。 （ 14）第 14 周 ( 5 月 31 日 6 月 6 日 )： 预答辩 。 （ 15）第 15 周 ( 6 月 7 日 6 月 13 日 )： 修改预答辩中发现的 问题准备答辩 。 （ 16）第 16 周 ( 6 月 14 日 6 月 20 日 )： 修改预答辩中发现的问题准备答辩 。 （ 17）第 17 周 ( 6 月 21 日 6 月 27 日 )：答辩。 五、 参考文献 汽车新型排气净化装置 J. 内燃机 , 2005 刘耀球 ;D 型进排气歧管 J;汽车技术 ;1982 年 11 期 重量轻的排气歧管 J;汽车技术 ;1981 年 05 期 6气歧管 N;中国汽车报 ;2000 年 美国用不锈钢制造汽车排气系统 J;汽车与配件 ;1988 年 02 期 李未 ,程昌圻 ;应用模拟程序进行 492Q 汽油机进排气歧管改型设计 J;内燃机工程 ;1990 年 01 期 周永林 ,王维成 ;汽车排气系统低噪声和低压力的控制技术 J;小型内燃机与摩托车 ;1991 年 02 期 柴油机尾气热量排放规律及其应用研究 D;东北农业大学 ;2000 年 汽车排气系统用材的现状和展望 J;汽车工艺与材料 ;1992 年 07 期 汽车排气净化用催化剂技术的现状和将来动向 J;环 境与可持续发展 ;1993 年 04 期 N;世界金属导报 ;2001 年 杨成义 ,谢建国 . 汽车排气系统用铁素体不锈钢的发展 J机械管理开发 , 1999, (04 汽车排气系统材料的研究 J . 世界汽车 , 1997,(11) : 8 - 11 A， in I J 2005， 25（ 5）： 917925 15. J 2005，30（ 11）： 1733 1747 六、备注 指导教师意见： 签字： 年 月 日 黑龙江工程学院本科生毕业设计 目 录 摘 要 . I . 1 章 绪 论 . 1 题的来源和意义 . 1 车试验装置的发展概况 . 1 车排气装置性能试验台国内外发展概况 . 2 课题研究内容及主要工作 . 3 第 2 章 汽车排气装置的组成和工作原理 . 5 车排气装置的作用和组成 . 5 车排气装置的工作原理 . 5 车排气装置相关资料 . 8 章小结 . 9 第 3 章 燃乙醇汽油车排气管内部温度与滴水量测定试验方 案设计 . 10 验方案 . 10 验装置 . 10 气管内部温度变化的测定 . 12 速试验 . 12 地怠速试验 . 12 道怠速试验 . 14 速工况试验 . 15 速工况试验 . 16 速工况试验 . 17 气尾管末 端滴水量的试验测定 . 18 速试验 . 18 地怠速试验 . 18 黑龙江工程学院本科生毕业设计 道怠速试验 . 18 速工况试验 . 19 速工况试验 . 19 速工况试验 . 20 气管末端滴水量的分析 . 21 章小结 . 21 第 4 章 捷达汽车消声器结构改进设计 . 22 醇汽油燃烧理化特性分析 . 22 用乙醇汽油的定义 . 22 用乙醇汽油的优点 . 22 料涂层 保温特性分析以及热传递效率分析 . 23 车消声器制作加工工艺 . 24 车消声器介绍 . 24 声器的技术指标 . 25 声器的设计步骤 . 27 声器改进及设计 . 27 章小结 . 28 第 5 章 汽车排气装置性能实验台整体结构设计及校核 . 29 验台总体设计方案 . 29 位件的校核 . 31 验台的整体校核 . 31 章小结 . 31 结 论 . 34 参考文献 . 35 致 谢 . 36 黑龙江工程学院本科生毕业设计 I 摘 要 北方冬季，环境温度较低，汽车尾气中的水蒸汽就会在排气管壁冷凝成水滴，并且随排气流至路面，尤其针对使用乙醇汽油的车辆。乙醇汽油作为一种车用清洁燃料，其富含氧元素，但乙醇汽油燃烧的排放物中生成的水分也较多，受周围的环境温度以及排气降噪能量转换的影响，汽车的排气管会向外滴水，这是一个很普遍的现象。 基于乙醇汽油燃烧特点，车辆 使用乙醇汽油导致路面结冰，在公交站台、上坡路段、十字路口等处 ，尤其在在一些拥挤路段，冬季更容易形成冰层， 大多路段都 是 难清理的薄冰 。这不仅 减缓了车速， 造成冬季拥挤市区行车的不便， 延长了车在路面的时间，更 增 加 燃油消耗 ，而且增加了有害物质的排放， 减少制动距离，使 刮碰等事故不断，不但没有达到节能减排的目的，还增加了大量人力、时间和物质成本。 因此，针对东北寒冷的冬季，在尽量少的影响原有排气系统下，如何改进排气系统以减少或消除汽车燃烧乙醇汽油所排除的水分导致的路面结冰问题，对乙醇汽油在寒冷地 区的应用，及道路的交通拥挤问题的缓解有着重大而深远的意义。 本设计主要是针对 捷达汽车排气装置 进行展开，首先介绍了 捷达汽车排气装置 的内部结构、工作原理及运行情况。在此基础上，提出了一种以 试验 为目的的 排气装置实验台设计方案。针对它的 性能测试 目的，该实验台的特点是结构相对较为简单，实验台设有 数显温度传感器 ，便于在 试验 过程中，让 操作者 直观了解并通过 更换不同排气装置进行性能测试来 增强其动手能力，以达到良好的 试验 效果。 关键词 ： ； 排气装置 ； 消声器； 实验台； 试验 ； 温度； 黑龙江工程学院本科生毕业设计 he is in to to as a of in by of of of to is a on in in as in in to in of it is in of of no of a in of in of as as to to or of to in of a is at on a of to of to is of in by to to 黑龙江工程学院本科生毕业设计 ey 黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1 章 绪 论 题的来 源和意义 我国汽车行业在全世界来说应该属于那种旭日东升，蓬勃发展的一种类型。由于众所周知的原因，我国的汽车工业虽起步于上世纪 50 年代，但却踯躅 于 60 年代，徘徊在 70 年代，直到改革开放我国政府提出把汽车工业作为支柱性产业重点发展，才开始快速发展。正是由于这些曲折和波折，使我国汽车业的设计、制造、应用等各领域的技术水平均大幅落后于其他发达国家 ， 汽车试验领域也是没有例外。 改 革开放以来，受政策的支持和资金的扶持，以及各厂家和相关单位及院校的共同努力，我国的汽车工业大踏步向前发展，取得了不小的进步，我国的汽车产量在 2003年已经跃居世界第 5 位，我国的技术水平也相应取得了飞速的发展，我国汽车的大量出口已指日可待。作为汽车技术一部分的汽车试验领域也取得了一些显著成果。由于一直紧跟国外先进汽车的试验研究方法，从理论上也达到了较高的水平，基本上达到了世界的平均水平，但是受到技术和成本的限制，尚未普遍应用于科研、教学和生产部门。 汽车零部件试验在汽车设计和制造领域占据重要的地位，因此试验台 的种类也很多，有的结构简单，但耗费较高，有的现代化程度高 ， 适合规模大、效益高的大型试验部门使用，但造价昂贵。而一些小型科研单位以及高等院校受资金、场地、人员、环境等的影响，不可能采用上述那些要求较高的试验台。本课题在于研究一种经济实用而且经久耐用，便于操作，占地较小，适合于室内安装的试验台，以供那些条件有限的单位使用。 汽车 排气装置是 使用条件复杂 ，受环境影响较大， 可靠性要求高的重要部件，因此从产品开发到生产 直至 使用都要对其进行大量的试验，以确定其各种性能参数，为汽车的生产、销售 以及 维修单位 和 汽车的使用者提供 可靠的参考，防止出现重大的事故。在此领域各国都在潜心研究，以不断提高试验的准确性，从而提供更可靠的试验数据，为社会服务。 车试 验装置的发展概况 十九世纪下半叶 ,德国的戴姆勒 国的标致公司、美国的福特公司、意大利的菲亚特公司等先后生产出了第一辆汽车。随着科学技术的发展，汽车结构 不断黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 完善，汽车性能也不断提高。由于汽车工业与其他工业、农业、国防和人民的日常生活密切相关，汽车质量引起人们的广泛重视。二十世纪初期，美国人亨利 福特创立了流水线作业的生产形式，使生产效率大幅提高，生产成本下降，使用 范围急剧扩大，汽车的可靠性、寿命和性能方面的问题突出出来，要求开展试验研究工作。 汽车试验的发展历史经历了大致如下三个阶段：第一个阶段从十九世纪末到第二次世界大战结束，是汽车 试验 的逐步建立，主要包括基本试验台的建立，基本试验规范和标准的形成；第二个阶段从第二次世界大战结束到上世纪七十年代，由于相邻工业的发展，相邻学科的发展和渗透，使汽车试验理论、试验设备、试验标准和规范有了长足的发展和进步；第三个阶段的主要标志是电子计算机在汽车试验中的应用和标准法规的完善。 车排气装置性能试验台国内外发展概况 排 气装置研究涉及流体力学、传热、振动声学等多门学科且消声器排气噪声频带较宽，具有一定的复杂性。由于排气温度较高，因此其排气消声器大都用抗性消声器。传统的抗性消声器一般都是由扩张室、内插管、穿孔管、穿孔板和其它由这些消声器单元派生出来的单元组合而成。 西方发达国家在消声理论方面研究起步较早，发展也较快，早在上个世纪 20 年代，美国的 将声学滤波器的原理用于抗性消声器的研究。 50 年代 人根据截面突变处声压和体积速度连续的原理。采用一维波动方程计算了简单扩张腔，多级膨胀腔及旁通共振腔的消声特性 。此后，研究人员采用声电类比的方法，根据电学中的四端网络法，于 50 年代后期发展了不考虑气流及温度梯度的声传递矩阵法，为排气消声器的设计开创了新的方法，且一直沿用至今。 60 年代以后，对于消声器的理论研究越来越深入，逐步解决了气流与声波的相互作用，如何考虑温度梯度的影响等问题。许多人员如日本的福田基一等在噪声控制技术方面做了大量的理论和试验研究，为设计和改进消声器提供了大量的数据及理论基础 进入 20 世纪末，消声器理论研究又进入了一个新的高峰。 1995 年， 究了各种轴向部分穿孔插入管消声器的一维 传递矩阵理论模型，计算了它的传声损失，此模型对于消声器的设计具有指导作用。同年， 究了穿孔插入式消声器的数值计算，克服了在管道开口端边界条件难于确定的困难，进行了不同插入方式空气平均流量和穿孔率等消声器的消声量计算。 1996 年，王诗恩和高宋英用存在声源及气流时的一维波动方程描述了抗性消声器中噪声的传播过程，建立了抗性消声器插入损失模型， 1998 年，胡立臣用传递矩阵法模拟计算消声器的插入损失，用以评价黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 包括源阻抗及尾管辐射阻抗在内的整个排气系统的声学特性，推导出六种消声单元的传递矩阵， 并应用于插入损失计算之中，同年 出了一种用于分析反流，三通道和开口端开有小孔的消声器的频域理论分析模型，推导出一维传递矩阵。2000 年，唐永琪等在消声器功能计算过程中考虑了气流和温度梯度的影响，并采用三维滤图方法研究气流对消声器消声性能的影响。 以上的一维平面波模型是对消声器内部声场的近似理论分析，当消声器截面几何尺寸较小，且噪声频率不太高 ( 1000情况下，这种分析方法是适用的。但当噪声频率提高，实验结果与理论分析均表明，在消声器腔内存在高次模式波，这时平面波与线性化 假设便不再适用，而应采取更加精确的二维理论方法来进行分析，其方法包括：有限差分法、有限元法和边界单元法等。 对消声器的消声性能和空气动力性能进行试验和评价也是重要的内容之一。目前消声器实验方法通常包括两种，即实验室模拟试验和实际现场试验。实验室模拟试验装置通常由鼓风机、噪声发生装置，加热装置，气流流速及温度控制装置等组成，用来模拟发动机的实际排气，并在消声器的入口和出口端测试声压级及气流压力。得到消声器的插入损失和压力损失用来评价消声器的消声性能和排气阻力性能。例如：山东大学的刘丽萍利用试验室方法研究了消声 器内气体流速对消声量的影响，证明了气体流速是影响消声特性的重要因素，试验室方法较为方便，特别是可代替发动机台架试验来验证排气阻力。 消声器的实际现场试验是在汽油机上做消声器的性能试验，噪声通常测试对比装与不装消声器时的耳旁噪声或最大加速环境噪声（ 4760学消声器测量方法。 14365学机动车辆噪声测量方法）。排气阻力性能通常做发动机台架试验来评价，如测试负荷特性、比油耗或调速性能。为了提高试验效率，有人采用正交试验法等技术，福建农业大学的翁红林利用正交试验法，对汽油 机排气消声器进行试验，用较少试验次数采集多因素，多水平的试验数据，从试验数据的分析中得出各因素对消声性能的影响程度及范围，得出各主要结构参数对消声器性能的影响程度。华东船舶工业学院的郁飞用正交试验方法研究了排气噪声和相关影响参数之间的关系。 课题研究内容及主要工作 北方冬季，环境温度较低，汽车尾气中的水蒸汽就会在排气管壁冷凝成水滴，并且随排气流至路面，尤其针对使用乙醇汽油的车辆。乙醇汽油作为一种车用清洁燃料，其富含氧元素，但乙醇汽油燃烧的排放物中生成的水分也较多，受周围的环境温度以黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 及排气降噪能量转 换的影响，汽车的排气管会向外滴水，这是一个很普遍的现象。 基于乙醇汽油燃烧特点，车辆 使用乙醇汽油导致路面结冰，在公交站台、上坡路段、十字路口等处 ，尤其在在一些拥挤路段，冬季更容易形成冰层， 大多路段都 是 难清理的薄冰 。这不仅 减缓了车速， 造成冬季拥挤市区行车的不便， 延长了车在路面的时间，更 增 加 燃油消耗 ，而且增加了有害物质的排放， 减少制动距离，使 刮碰等事故不断，不但没有达到节能减排的目的，还增加了大量人力、时间和物质成本。 因此，针对东北寒冷的冬季，在尽量少的影响原有排气系统下，如何改进排气系统以减少或消除汽车燃烧 乙醇汽油所排除的水分导致的路面结冰问题，对乙醇汽油在寒冷地区的应用，及道路的交通拥挤问题的缓解有着重大而深远的意义。 本文设计了两种方案：一种是实车来进行测试，分析水蒸气在排气管内凝结成水滴的位置。第二种是设计实验台来模拟实车试验， 具有较强的演示功能，可以 确定怠速下排气管内部的温度变化， 实现 不同车型排气装置 工况演示 。 可以进行 排气装置性能测试 ，使学生能够直观看到 不同排气装置 的各种工况，并对不同的演示现象进行必要的分析。 并在消声器的入口和出口端测试声压级及气流压力。得到消声器的插入损失和压力损失用来评价消声器的 消声性能和排气阻力性能。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 第 2 章 汽车排气装置的组成和工作原理 车排气装置 的作用和组成 汽车排气装置 的作用：它的作用是将从排气门排出的废气进行信息反馈（由氧传感器完成）和净化有害气体（由三元催化器完成）及消音（由消音器完成）后排出车外。 汽车排气装置 的组成： 汽车排气装置一般由排气歧管、排气管、催化转换器、排气温度传感器、消音器和排气尾管等组成 如图 示。 图 气装置组成示意图 车排气装置的工作原理 排气歧管：排气歧管的形状十分重要。为了防 止各缸排气相互干扰和排气倒流，并利用排气惯性降低排气阻力，应将排气歧管做得长些，且各缸支管应相互独立，长度相等。还有用不锈钢制造的排气歧管，其优点是质量轻，耐久性好，内壁光滑，排气阻力小如图 示。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 图 达汽车排气歧管示意图 排气净化装置：汽车在使用过程中，发动机所排废气中含有一氧化碳（ 碳氢化合物（ 氮氧化合物（ 微粒及硫化物等有害物质，对环境造成污染，危害人类健康，所以必须对发动机排气进行净化。 催化转化器：催化转化器是利用催化剂的作用将排气中的 化 成对人体无害气体的一种排气净化装置，又称为催化净化转化器。 催化转换器有氧化催化转换器和三元催化转换器两种类型。氧化催化转化器在金属铂、钯或铑等催化剂的作用下，可将排气中的 化成 此这种催化转换器也称做二元催化转换器，使用时须向氧化催化转换器供给二次空气作为氧化剂才能使其有效地工作。三元催化转换器可同时减少 排放。它以排气中的 为还原剂，把 原为氮（ 氧 ( 还原反应中被氧化为 同时采用两种转换器时，常把两者放 在同一个转换器内如图 示。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 图 元催化转换器示意图 消音器：汽车的排气噪声是行车噪声的主要组成部分，世界各国对各种车辆产生的噪声极限值都有严格的规定，如欧共体规定，轿车为 77货汽车为 84此需减小排气噪声。排气消音器的功用就是降低排气噪声并消除废气中的火星及火焰。根据干涉原理，排气消音器有吸收、反射两种基本消声方式。在吸收式消声器上通过的废气在玻璃纤维、钢纤维和石棉等吸声材料上的摩擦而减小其能量。反射式消声器则由多个串联的谐调腔与不同长度的多孔反射管相互连接在一起。废气在其中经 过多次反射、碰撞、膨胀、冷却而降低其压力，减轻了震动如图 示。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 图 车消声器剖面图 车排气装置相关资料 由于汽车尾气净化及汽车轻量化降低油耗的社会要求日益高涨，不锈钢在汽车中的使用近十年增加 4 倍。起初是以铁铬钦不诱钢为主，而后各种高性能不诱钢开始使用 管、催化剂金属载体及消声器所组成的排气系统所用材料。美国 60 年代就开始将铁铬钦不锈钢用于排气系统。日本 70 年代对排气标准作了规定迫使汽车制造厂商在汽车排气系统中安装三元催化净化装置。 系统 1989 年日本要求汽车制造厂商保证排气系统部件能够使用三年或行驶六万 一规定加速不锈钢替换镀铝钢板的进程。如今美国和日本轿车的排气系统已全部采用不锈钢制造，每辆轿车排气系统不锈钢用量因轿车型号而异 ,但最近由于采用了改善汽车燃烧的措施使得排气岐管的使用温度提高，为此排气岐管材料改用耐高温及耐腐蚀的铁素体不锈钢，以降低噪声为目的软管采用耐高温及耐盐类腐蚀的不锈钢制造，在美国和欧洲所用材料则是在基础上增加质量分数使之获得更好的性能，欧洲的高档轿车上其排气系统使用奥氏体不锈钢为了提高消声器的耐腐蚀寿命。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 章小结 本章设计内容主要针对汽车排气装置结构、工作原理进行阐述，分析不同汽车排气装置结构与特性，分析了不同汽车排气装置的原理及未来汽车排气装置的发展趋势，为设计排气装置实验台及对不同的排气装置改进设计提供理论基础。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 第 3 章 燃乙醇汽油车排气管内部温度与滴水量测定试验方案设计 近年来，由于国际石油资源的匮乏，新型绿 色清洁燃料能源乙醇汽油加入了汽车能源行列。作为可再生、原料来源广泛的清洁能源，乙醇汽油不仅使我国石油资源紧缺的问题得到缓解，改善了汽车有害废气造成的环境污染。总体认为乙醇汽油在我国完全适用。然而乙醇中碳氢比高，燃烧时产生的水蒸气相对较多，导致汽车尾气含水量较高。由于我国黄河以北的大部分地区冬季气温较低，造成乙醇汽油燃烧状况较差，在以乙醇汽油为燃料的机动车辆排气管中，有水分随尾气一起排放，这些水分遇低温凝结成薄冰，覆盖在路面上，使车辆的制动距离增加，给行车带来不便，特别是在破路地段和交叉路口极易引发交通事故。 验方案 为了研究燃乙醇汽油车排气管内部温度以及汽车排气管末端滴水量随不同的大气环境温度及汽车行驶速度而发生变化的情况，本设计以黑龙江省哈尔滨市为试验地点。测量时，根据试验地区哈尔滨市的气温状况设定为两个阶段：冬季试验和春季试验，每个阶段的试验测试包括怠速、低速工况（ 2030km/h）、中速工况（ 6070km/h）、高速工况（ 8090lm/h）试验四个环节，其中怠速试验又分为平地怠速与坡道怠速试验两部分。 试验方案分为实车试验和试验台试验两种，平地怠速试验可以用试验台来进行试验分析，坡道怠速试 验、低速工况、中速工况、高速工况可以选用实车来进行试验。 验装置 试验使用的车型选为捷达王（排量 试验仪器如下：捷达汽车排气装置性能试验台、 数显温度传感器六个、摄像机一部、温度计一支、量筒一个、接水装置一组。 为了进行排气管内部温度测定实验，试验前在排气管上选取六个测试点安装温度传感器， 数显温度传感器固定装置如图 示。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 显温度传感器固定装置 温度传感器是一种接触式温度仪，其操作简便，测量时通过被测介质与测温元件进行充分的热交 换而达到测温目的，试验时数据采集方便简洁。试验测量时，传感器的探针可以伸入排气管内部测试温度，所得试验数据相对准确。 在进行温度测量试验时，将温度传感器通过固定装置安装在汽车排气管上。传感器的数据线经过车窗进入驾驶室内，测试人员可以在车内对试验数据进行录制及观测。六个温度传感器分别布置在避开主、副消音器的排气管前段、中段和末段的弯管上，从排气管入口至出口方向，六个传感器依次编号为从一号至六号，一号测试点距离排气歧管聚合处大约 1 M，六号测点在排气尾管末端附近，其余各点的设计安装位置的分布情况如图 示。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 图 显温度传感器在排气管上的安装位置 实际进行试验仪器安装时，由于受到排气管周围的实际环境条件的限制，温度传感器的安装位置需要根据实际情况确定， 为了进行排气尾管滴水量的测定，试验之前在排气的排气尾管末端布置了接水装置。接水装置由矿泉水瓶、铁丝和螺钉构成。首先在排气管末端焊接两个螺钉作为固定耳，在矿泉水瓶靠上位置剪出一个与排气管直径大小相应的洞，保证能够将排气管伸入矿泉水瓶中，然后用铁丝将它们固定在排气尾管的末端，这样便可以保证在每个阶段的试验过程中，汽车尾气中的水分可以全部流入接水装置。 待 各个环节的试验结束后，再将矿泉水瓶中的水分倒入量筒，即可得到该试验阶段排气管末端的滴水量。 气管内部温度变化的测定 速试验 在怠速试验中，针对排气管内部温度的测定试验包括平地怠速和坡道怠速（坡道怠速约 15）两部分。 地怠速试验 平地怠速试验分为冬季试验和春季试验 试验台试验环境如图 黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 图 验台试验环境图 （ 1）冬季试验 冬季平地怠速试验时，先用温度计测出环境温度，进行试验时，保持试验台在水平路面上静止，试验台启动后处于怠速工况下暖车一段时间，等待温度传 感器的数据不再有明显上升趋势后，读取传感器 幕所显示的数据，共测试三次，每次试验约持续 15到排气管内部六点位置温度分布数据表 3示。找到出现 100的区域在哪个测试点，即是水蒸气液化的临界温度。 表 3季平地怠速试验排气管内部温度 单位： 测试时间 1 2 3 4 5 6 1555龙江工程学院本科生毕业设计 14 （ 2）春季试验 春季平地怠速试验时，用温度计测试出环境温度。保持汽车在水平路面上静止，汽车启动后处于怠速工况下一段时间，待温度传感器的数据不再有上升趋势后，读取传感器 幕所显示的数据，共测试三次，每次试验约持续 15到排气管内部六点位置温度分布数据表 3示，从而来分析水蒸气液化的临界区域出现在几号测试点来确定水蒸气产生的位置。 表 3季平地怠速试验排气管内部温度 单位： 测试时间 1 2 3 4 5 6 1555过对比分析来确定冬季、春季随着外界环境温度的变化，排气管内部温度的波动变化，水蒸气液化形成水滴的区域，并能得出排气管内部温度受外界环境温度的影响的变化。 道怠速试验 （ 1）冬季试验 进行冬季坡道怠速试验时，用温度计测试出室外环境温度，试验时保持汽车在角度约 15的坡道路面上静止，汽车启动后处于怠速工况下，暖车一段时间，等待温度传感器的数据不再有上升趋势，读取传感器 幕所显示的数据，共测二次，每次试验约持续 15到排气管内部六点位置温度分布数据如表 3示。从而来分析水蒸气液化的临界区域出现在几号测试点。 表 3季坡道怠速试验排气管内部温度 单位： 测试时间 1 2 3 4 5 6 黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 （ 2）春季试验 进行春季坡道怠速试验时，用温度计测出环境温度，试验时保持汽车在角度约15的坡道路面上静止，汽车启动后处 于怠速工况下一段时间，待温度传感器的数据不再有上升趋势，然后读取传感器 幕所显示的数据，共测二次，每次试验约持续 15到排气管内部六点位置温度分布数据如表 3示。 表 3季坡道怠速试验排气管内部温度 单位： 测试时间 1 2 3 4 5 6 通过对比分析来确定冬季、春季随着外界环境温度的变化，行驶
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