車輛工程專業初稿畢業設計

● 畢業設計(**)列印格式樣板(供理工類專業用) （a4紙型）

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畢業設計說明書

作者： xx 學號： ******

學院： ***xx

系(專業)：車輛工程

題目： cbr600發動機排氣系統設計分析

指導者 (姓名專業技術職務)

評閱者 (姓名專業技術職務)

2013 年 5 月 21 日

畢業設計（**）中文摘要

畢業設計（**）外文摘要

（空2行）

目錄（4號黑體，居中）

1 引言（或緒論）（作為正文第1章，小4號宋體，行距18磅，下同）………… 1

2正文第2章y

2.1正文第2章第1條y

2.2正文第2章第2條y

×××××× （正文第2章第x條y

3 ×××××（正文第3章y

略）x ×××××（正文第x章y

結論y參考文獻y

致謝y附錄a ××××（必要時y

附錄b ××××（必要時y

圖1 ×××××（必要時y

圖2 ×××××（必要時y

表1 ×××××（必要時y

表2 ×××××（必要時

目錄1 引言 - 1 -

1.3.1國外fsae發展背景 - 6 -

1.3.2中國fsae背景 - 7 -

2 發動機排氣原理 - 8 -

計算的流體力學基礎 - 9 -

3.1.1 連續介質 - 9 -

3.1.2 流體的粘性 - 9 -

3.1.3 流體的導熱性 - 10 -

3.1.4 可壓流體與不可壓流體 - 10 -

3.1.5 層流流動與湍流流動 - 10 -

3.2.1質量守恆方程 - 10 -

3.2.2 動量守恆方程 - 11 -

3.2.3 能量守恆方程 - 12 -

3.2.5 尤拉方程 - 13 -

4 對排氣系統計算分析 - 13 -

4.3.1邊界條件的施加及速度分布分析 - 16 -

4.3.2內部壓力分布分析 - 19 -

結論 - 21 -

參考文獻 - 22 -

致謝 - 24 -

排氣系統主要由排氣歧管，排氣管，催化轉換器，排氣溫度感測器，汽車消聲器和排氣尾管等組成,不僅影響汽車的燃油經濟性和行駛動力性，更是是汽車減排降噪的重要組成部分。

1.1研究方程式賽車排氣系統的目的及意義

示意圖汽車排氣系統是指收集並且排放廢氣的系統，一般由排氣歧管，排氣管，催化轉換器，排氣溫度感測器，汽車消聲器和排氣尾管等組成。汽車排氣系統是主要是排放發動機工作所排出的廢氣，同時使排出的廢氣汙染減小，噪音減小。汽車排氣系統主要用於輕型車、微型車和客車，電單車等機動車輛[1]。

排氣系統最基本的功能就是引導發動機做功時所產生的廢氣排出車外，由於排氣系統對發動機換氣的影響和排氣雜訊的存在，排氣系統在設計的最大目標就是優化排氣過程提高發動機的換氣效率以及減少排氣雜訊。

fsae賽車排氣系統與民用車的效能取向有一定的區別，fase賽車或者說大多數高效能的賽車的排氣系統和民用車排氣管在效能取向來說是非常不一樣的。排氣管最基本的作用就是引導發動機廢氣，隔絕排氣高溫。民用車為了控制成本，往往使用易於大量生產的工藝和材料製造，而且在設計的時候往往也是為了能夠儘量減少成本，沒有在排氣系統如何優化發動機表現上面多下功夫。

而賽車排氣管則是相反，由於賽車產量少，追求高效能表現，對成本控制要求低。所以往往用不易於量產的工藝和材料。

而在設計上差別更是巨大，由於可以使用比較費時的工藝，在排氣系統的設計上受到的束縛很少，可以做更多有利於發動機效能的設計。而更重要的賽車的設計完全是為了競速，所以在總布置上面的給排氣系統留下足夠的空間，這樣排氣系統就可以使用一些在民用車上做不了的設計。例如利用汽車的震動和慣性讓排氣系統在排氣門附近的壓力降低，這樣排氣更加順暢，提高發動機的充量係數。

從而獲得了更大的扭矩和功率。

具體的就是優化設計排氣歧管，讓排氣初段相互獨立，互相不干擾，而且排氣順暢，計算好合適的排氣歧管初段長度，保證每個汽缸的排氣歧管長度等長，最後又讓各缸排氣歧管相會一處排出廢氣。

排氣系統的另外乙個重要的功能就是降低發動機的排氣雜訊，在這點上賽車雖然降噪的要求比較低，然而fsae並不是專業的競速賽事，但考慮到賽事的安全性等，也有一定的雜訊要求【2】。

1.2、賽事規則的限制【3】

規則中對於賽車的排氣系統做了以下要求：

賽車排氣系統必須安***裝置，用以使雜訊達到允許程度。

尾氣出口設定必須要合理。使賽車以任何速度行駛時車手都不會受到尾氣汙染。排氣口不得處在後軸中心線後60cm之後的位置，距離地面不得高於60cm。

如果排氣系統的零部件從車身兩側延到主環以前，那麼這些零部件必須有護照遮蓋，防止車手或其他人員燙傷。

雜訊等級上限為110db

排氣管和車手以及油箱要有一定的距離，即便有隔熱裝置額存在，如果離得太近也是會讓裁判覺得不安全

排氣系統要合理的固定在車架上，不能有不牢靠的固定方式

排氣系統消聲的相關發展與研究

消聲器是一種既可以有效降低雜訊又能使氣流順利通過的裝置。經過聲學工作者們幾十年的長期研究，消聲器的計算方法和結構形式都得到了不斷完善和發展。

最早出現的是無源消聲器，包括阻性消聲器、抗性消聲器及阻抗複合式消聲器等。其中抗性消聲器又發展為擴張式消聲器、共振式消聲器、無源干涉式消聲器以及微穿孔板消聲器等。二十世紀五十年代，國際上提出了有源消聲器的概念【4】。

這種消聲器是通過人為的產生乙個與聲源幅值相同、相位相反的聲波來控制聲源的發聲特性，使雜訊源輻射的可聽聲的聲功率降低，從而達到消聲的目的。隨著現代數字訊號處理技術的發展以及電子控制裝置效能的提高，有源消聲器也得到了進一步的發展。但在我國應用最多的還是無源消聲器。

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