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汽车排气系统的属性分析与标准

概要
本文主要总结了汽车排气系统的属性并为排气系统的设计，分析和研发提供指引。汽车的排气系统具有多种属性，除了与汽车接合界面的排放之外还包括振动、声学或者噪声、热分布与耐热性、流动损失和功率损失等。本文对以上各属性及相对应的表现进行了描述，并定义了各属性的评价标准，同时也对排气系统与发动机和车身结构之间的结合面进行了描述。
引言
排气系统定义为从排气岐管到排气尾管间的结构，是由V型发动机的一个Y型管、排气管、催化转换器、谐振器、消声器和排气尾管等组成，如图1所示。排气系统的根本目的是保证发动机产生的废气进入指定的通路排除同时防止废气进入驾驶室。

图1 排气系统
排气系统与发动机，车身和环境之间有接合界面，通过接合面发动机产生的机械振动从震源传递到排气系统，接着被传递到车身结构。为减小振动的程度，传输途径是彼此独立的；过渡弯管的作用是减小从发动机传递到排气系统的振动，后排气管隔离装置则是被用于减小振动从排气系统向车身的转移。过渡弯管和后排气尾管隔离装置的敏感性对于总噪声、振动和舒适性（NVH）是非常重要的。
发动机之外的气体流动是流入消声器经排气尾管流出进入环境，这一过程将产生排气噪声和尾气污染。排气系统是由几个壳单元结构和辐射噪声的管机构组成。排气噪声会增加汽车内饰的整体噪声同时也会对环境造成影响。而排气噪声与壳体所辐射出的噪声的程度是对排气性能进行评价的重要标志。废气中的所有成分被认为是出于湍流状态，由此产生的结果是在排气管壁处产生的干扰将增加压力降所产生的功率损耗。弯曲的排气管结构和内部管道同样会限制废气的流动并产生压力降，从而导致功率损失。功率损耗会影响发动机的性能，因此排气功率损耗被看作是排气消声器的一项关键性指标。