汽車排氣系統(tǒng)設計,汽車,排氣,系統(tǒng),設計 畢業(yè)設計開題報告 題 目： 汽車排氣系統(tǒng)設計 學生姓名： 學 號： 專 業(yè)： 指導教師： 年 月 畢業(yè)設計（論文）開題報告 1 課題的背景 隨著我國城市現(xiàn)代化的建設與發(fā)展, 汽車數(shù)量正以遠高于國民經(jīng)濟發(fā)展的速度增長。據(jù)統(tǒng)計, 我國1997 年年底汽車保有量已超過1200 萬輛, 北京市汽車數(shù)量年均增長率為13%左右, 1998 年9 月超過140 萬輛。汽車數(shù)量的增長使汽車排放的污染物總量增多,汽車排氣占空氣污染源比例日益增加,環(huán)境遭破壞程度日趨嚴重。有資料表明,汽車是城市的主要噪聲污染源, 而發(fā)動機排氣噪聲是汽車最主要的噪聲源。距排氣口 0. 5 m 處噪聲可高達 116~ 128 dB( A) , 其頻率從幾十赫茲到一萬赫茲以上。目前對噪聲的控制已成為汽車生產(chǎn)的一項重要質量指標,將直接影響產(chǎn)品在市場上的競爭力。因此, 設計一種性能良好的排氣消聲器將會使汽車的噪聲大幅度下降。 與此同時汽車排放的污染物主要有一氧化碳CO、 碳氫化合物HC、 氮氧化合物N OX、 二氧化硫SO2、顆粒物(鉛化物、黑煙和油霧) 及臭氣(甲醛或丙烯醛) 等。北京市大氣中CO 的63. 4%、HC 的73. 5%和NOX 的46%來自汽車排放。 汽車排氣污染已經(jīng)成為城市繼煤煙污染之后主要的污染源。汽車排氣污染及凈化問題引起各國政府和市民的高度重視, 控制汽車排放污染也一直是各國競相研究的重要課題。控制汽車排放污染的方法和手段已有多種, 如使用電動汽車、采用代用燃料、燃油添加劑、安裝附加裝置、改善發(fā)動機、機內(nèi)凈化或機外凈化等, 其中采用催化劑技術進行汽車排氣后處理是目前減少汽車排放污染的主要措施。其原理是通過凈化器中催化劑的催化作用, 使排氣中的主要污染物CO、HC 和NOX 轉化為無害的CO2、H2O和N2 后再排出。 2 國內(nèi)外研究狀況 國內(nèi)外對于消聲器的設計進行了比較多的研究, 主要集中在試驗總結和傳統(tǒng)理論分析上。利用聲傳遞矩陣法, 并借助于 CFD軟件進行性能分析, 對消聲器進行優(yōu)化設計。利用試驗的方法研究了消聲器結構對氣流再生噪聲及其對消聲量的影響, 得出了消聲器的結構是影響氣流再生噪聲, 乃至消聲量的一個重要因素； 同時汽車排氣催化劑的應用是20 世紀70 年代中期從美國開始的, 80年代中期日本在新車上安裝催化轉化器, 歐洲則是到90年代初才正式開始使用催化轉化器。目前, 車用催化劑在數(shù)量上僅次于石油裂化催化劑, 但在銷售額上已居首位。 自20世紀80 年代以來, 全世界已安裝五億多個催化轉化器。90 年代中期以來, 年需求量已增至5 000 萬個左右, 其中絕大部分是由美國的 Engelhard、Allied Signal、Johnson Mat they 及德國的Deg ussa 公司生產(chǎn)的。汽車排氣催化劑的研究可追溯到本世紀20 年代。 美國是汽車大國, 也是治理汽車排氣最早、技術最先進的國家, 日本、德國等西方國家次之。20世紀60 年代末到70 年代中期, 由于汽車排放法規(guī)只要求控制CO 和HC 的排放, 出現(xiàn)了氧化型催化劑, 活性組分以貴金屬鉑或鈀為主。 鉑/ 銠雙金屬催化劑出現(xiàn)于70 年代末, 此時美國環(huán)保署提出對NOX 的控制, 雙床催化劑及三效催化劑應運而生。到80年代中期, Pt / Rh/ Pd 三金屬催化劑作為新一代三效催化劑出現(xiàn)。由于貴金屬資源有限、價格高昂, 減少貴金屬用量成為汽車排氣催化劑的發(fā)展趨勢。三效鈀催化劑就是為滿足這一要求而出現(xiàn)的。90 年代的催化劑功能涉及更廣, 除了通常工況下的三效催化功能外, 還能夠解決汽車冷起動時的污染控制, 以及克服富氧氣氛下NOX 的還原問題等。自1985 年我國頒布專利法以來, 國外公司已在中國申請多項有關汽車排氣催化技術的專利； 3 選題的目的和意義 通過了解國內(nèi)外的發(fā)展趨勢可知道，排氣系統(tǒng)是任何一輛汽車中重要的一個部分，同時排氣系統(tǒng)的發(fā)展也是衡量其國家工業(yè)水平發(fā)展的一個重要依據(jù)。如今電子技術、新型材料、新能源、環(huán)保形勢的發(fā)展也推動了排氣系統(tǒng)的進步。而目前普通轎車應用較多、較為常見的是傳統(tǒng)的消聲器及三元催化器，其性能穩(wěn)定，適用性強，能夠滿足現(xiàn)代汽車的需求。 本課題是輕型小汽車的基本參數(shù)，利用所學的專業(yè)知識和現(xiàn)代化的設計方法對其排氣系統(tǒng)進行設計，通過查閱資料、確定方案、繪制圖紙、模型建立、試驗驗證等步驟，可以鞏固所學的知識，培養(yǎng)運用所學專業(yè)理論知識解決實際問題的方法，一次很好的理論和實踐相結合的鍛煉機會。同時可以掌握汽車排氣系統(tǒng)的設計步驟和方法，對于我們今后從事實際技術工作有很大的幫助，以后的工作打下堅實的基礎。 4 設計方案及預期的結果 4.1 汽車排氣消聲器的主要技術要求 1) 消聲性能好,消聲量頻率特性盡可能與必需的消聲量頻率特性一致； 2) 對排氣氣流的阻力盡可能小,從而不致影響發(fā)動機的動力性能及經(jīng)濟性能； 3) 具有合理的空氣動力性能, 在高溫高速脈沖性排氣氣流作用下不產(chǎn)生任何形式的再生噪聲； 4) 具有一定的強度、 剛度和較長的使用壽命； 5) 結構緊湊,體積小, 重量輕,工藝性好, 成本低。 4.2 預期的結果 通過查閱相關文獻資料，完成開題報告和外文翻譯。運用CAXA、CATIA等軟件，按照測繪和資料中的數(shù)據(jù)繪制二維圖紙，建立主要三維模型，并撰寫主要技術要求。在這個過程中，可以鞏固以往所學的理論知識，熟悉排氣系統(tǒng)工作原理，掌握排氣系統(tǒng)的設計方法。同時可以進一步熟練CAXA、CATIA 等軟件的運用，提高動手能力，為將來從事具體的技術工作打下良好的基礎。 5 設計工作進度安排 周次 工作進度 1～5周 1、調(diào)研 2、收集、查閱有關設計資料 3、熟悉設計任務 4、完成外文翻譯 5、完成開題報告 6～8周 1、完成汽車排氣系統(tǒng)各部件的調(diào)研，并進行測繪。 2、完善中期檢查的各項資料。 9～11周 完成設計總裝配圖1張A0圖紙，消聲器1張A1圖紙，三元催化器1張A1圖紙，主要零部件圖紙數(shù)張 12～15周 1、 完成排氣系統(tǒng)主要技術要求及技術條件 2、 對零部件進行試驗方式驗證 3、編制畢業(yè)設計論文 16周 答辯及整理資料 參考文獻 1.黎志勤, 黎蘇.汽車排氣系統(tǒng)噪聲與消聲器設計[M].中國環(huán)境科學出版社, 1991. 2.鐘紹華, 金國棟, 張選國, 章鴻.消聲器優(yōu)化設計及其性能分析方法的研究[J].2005. 3.葛蘊珊, 張宏波.基于發(fā)動機熱力過程的汽車排氣消聲器設計.汽車工程，2004. 4. Long- Jyi, Ying- Chun.Min- Chie Chiu,Gaung- Jer Lai.GA optimization on multi - segments muffler under space constraints.AppliedAcoustics, 2005, 5.林輝江.內(nèi)燃機排氣消聲器主要參數(shù)的選擇[J] .內(nèi)燃機, 2001. 6.阮登芳, 鄧兆祥, 陳大勇, 張振良.內(nèi)燃機消聲器特性試驗裝置的研制及應用[J].內(nèi)燃機工程, 2004, 7. 韋承東.發(fā)動機排氣系統(tǒng)零部件優(yōu)化設計，裝備制造技術2009. 8. 徐慶華，任家權排氣系統(tǒng)設計中的幾點要求，叉車技術，2007. 畢業(yè)設計（論文）開題報告 指導教師意見： 指導教師： 年 月 日