汽車發(fā)動機(jī)尾氣排放異常故障診斷分析

畢業(yè)設(shè)計設(shè)計題目汽車發(fā)動機(jī)尾氣排放異常故障診斷分析專業(yè)汽車電子技術(shù)班級學(xué)號姓名指導(dǎo)教師起止日期畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目：汽車發(fā)動機(jī)尾氣排放異常故障診斷分析二、原始依據(jù)（選題背景）本課題主要研究汽車發(fā)動機(jī)尾氣排放異常的故障現(xiàn)象、故障原因，探索汽車發(fā)動機(jī)尾氣排放異常的故障排除方法和維修方法，正確認(rèn)識汽車發(fā)動機(jī)尾氣排放異常故障。本課題研究的方法和手段是主要從常用故障診斷的方法入手，研究汽車發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)尾氣排放異常故障診斷與維修，通過汽車發(fā)動機(jī)尾氣排放異常故障實(shí)例分析產(chǎn)生故障的原因，然后采取相應(yīng)的維修措施，排除故障。三、畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容：本課題對汽車發(fā)動機(jī)空氣供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、類型及工作原理，及汽車發(fā)動機(jī)的燃燒過程與工作原理進(jìn)行闡述，然后對汽車發(fā)動機(jī)尾氣排放異常的常見故障、故障現(xiàn)象、故障原因、故障檢測分析、故障排除進(jìn)行分析，提出降低汽車發(fā)動機(jī)尾氣排放的控制方法與措施，提出優(yōu)化設(shè)計改進(jìn)建議，以致減少汽車發(fā)動機(jī)尾氣排放異常的故障率，最后對畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行總結(jié)。汽車發(fā)動機(jī)空氣供給系統(tǒng)的概述汽車發(fā)動機(jī)的燃燒過程與工作原理進(jìn)行闡述；（三）汽車發(fā)動機(jī)尾氣排放異常故障分析：1.常見故障；2.故障現(xiàn)象；3.故障原因；4.故障檢測診斷；5.故障排除。（四）汽車發(fā)動機(jī)尾氣排放異常故障維護(hù)保養(yǎng)建議（五）汽車發(fā)動機(jī)尾氣排放異常優(yōu)化設(shè)計改進(jìn)（六）總結(jié)四、畢業(yè)設(shè)計論文撰寫內(nèi)容、格式、字?jǐn)?shù)的要求：畢業(yè)設(shè)計（論文）的內(nèi)容為：封面、首頁、中文摘要和關(guān)鍵詞、目錄、前言、正文、結(jié)論、致謝、參考文獻(xiàn)、附錄等。字?jǐn)?shù)不少于10000字。目錄頁正文格式：四號，宋體兩端對齊。論文正文格式：一級標(biāo)題為小三、黑體字，序號為漢語數(shù)字，如“一”、“二”等，序號和標(biāo)題之間加頓號；二級標(biāo)題為小四、宋體，序號為“（一）”、“（二）”等，序號和標(biāo)題之間不加符號；三級標(biāo)題為小四、宋體，序號為“1”、“2”等，序號和標(biāo)題之間不加符號；正文字體為小四，宋體，首行縮進(jìn)2字符，1.5倍行距，兩端對齊；頁邊距采用默認(rèn)頁邊距，即上2.54厘米，下2.54厘米，左3.17厘米，右3.17厘米；裝訂線為左邊1厘米。五、畢業(yè)（課程）設(shè)計時間期限：2022年9月29日至2022年12月10日摘要機(jī)動車尾氣的主要污染物是碳?xì)浠衔?、氧氮化物、一氧化碳、二氧化硫、鉛化合物、苯并芘和固體顆粒；這些污染物對人類的身心健康和生態(tài)環(huán)境造成極大的污染。對于生態(tài)環(huán)境而言，汽油燃燒過程中釋放的氮氧化物等污染物是全球變暖的罪魁禍?zhǔn)祝粚τ谌祟惗?，在身心健康方面，長期吸入機(jī)動車排放的污染物會對人體細(xì)胞造成傷害，降低人體免疫力，容易引起呼吸道和心血管疾病，在某些情況下，機(jī)動車排放的污染物很容易轉(zhuǎn)換。它是一種致癌物質(zhì)；目前，汽車尾氣控制和處理已成為世界上一個重要問題。歐盟環(huán)保專家認(rèn)為，減少汽車污染對城市環(huán)境的危害，有效措施是調(diào)整城市交通政策，大幅減少私家車數(shù)量，優(yōu)先發(fā)展公共交通，促進(jìn)自行車運(yùn)輸。交通。同時，應(yīng)加快開發(fā)流行的環(huán)保車輛，減少對化石燃料的依賴。在發(fā)達(dá)國家，汽車整體技術(shù)相對先進(jìn)，汽車尾氣控制技術(shù)也比較先進(jìn)。目前，已取得重要進(jìn)展，超低污染排放和零排放正在推進(jìn)。然而，中國在這方面起步較晚，許多控制技術(shù)正處于探索和試用階段；利用相關(guān)技術(shù)手段監(jiān)測汽車尾氣，可為環(huán)境污染管理提供大量數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)。環(huán)境科學(xué)研究城市交通等領(lǐng)域。目前，國家非常重視汽車尾氣的檢查。目錄TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 6一、發(fā)動機(jī)排氣管簡介 8（一）排氣管的基本機(jī)構(gòu) 11（二）排氣管的常見類型 12（三）尾氣排放的工作原理 13二、發(fā)動機(jī)尾氣排放的常見故障及其現(xiàn)象和故障原因 14（一）尾氣排放故障檢測與診斷,故障排除 15三、發(fā)動機(jī)尾氣排放故障實(shí)例分析 16四、發(fā)動機(jī)尾氣排放的維護(hù)與保養(yǎng) 21五、發(fā)動機(jī)尾氣排放的優(yōu)化設(shè)計 22六、參考文獻(xiàn) 24七、總結(jié)與致謝 30一、發(fā)動機(jī)排氣管簡介汽車排氣管是發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)的一部分，排氣系統(tǒng)主要包括排氣歧管、排氣管和消音器，一般為控制發(fā)動機(jī)污染物排放的三校催化器也安裝在排氣系統(tǒng)中，排氣管一般包括前排氣管和后排氣管。圖1發(fā)動機(jī)尾氣排放示意圖(一)、發(fā)動機(jī)排氣管的基本結(jié)構(gòu)汽車排氣波紋管又稱汽車排氣管軟管，它安裝于發(fā)動機(jī)排氣支管和消聲器之間的排氣管中，使整個排氣系統(tǒng)呈撓性聯(lián)接，從而起到減振降噪、方便安裝和延長排氣消聲系統(tǒng)壽命的作用。它主要用于輕型車、微型車和客車，其結(jié)構(gòu)是雙層波紋管外覆鋼絲網(wǎng)套，兩端直邊段外套卡環(huán)的結(jié)構(gòu)，為使消聲效果更佳，波紋管內(nèi)部可配伸縮節(jié)或網(wǎng)套。材質(zhì):主要材質(zhì)是不銹鋼SUS304，卡套和接管材質(zhì)可為不銹鋼或鍍鋁鋼。（二）排氣管的常見類型

排氣管安裝于發(fā)動機(jī)排氣岐管和消聲器之間，使整個排氣系統(tǒng)呈撓性聯(lián)接，從而起到減振降噪、方便安裝和延長排氣消聲系統(tǒng)壽命的作用。排氣管主要用于輕型車、微型車和客車，摩托車，排氣管結(jié)構(gòu)是雙層波紋管外覆鋼絲網(wǎng)套，兩端直邊段外套卡環(huán)的結(jié)構(gòu)，為使消聲效果更佳，波紋管內(nèi)部可配伸縮節(jié)或網(wǎng)套。排氣管的主要材質(zhì)是不銹鋼，卡套和接管材質(zhì)可為不銹鋼或鍍鋁鋼。汽車排氣管有M鼓、S鼓、內(nèi)回壓鼓、Y型鼓、扣邊內(nèi)S鼓、街鼓、HKS型鼓。1、S鼓，提升中低轉(zhuǎn)速扭力，起步快。爬坡有力。聲音低沉，在90分貝左右，不會犧牲高轉(zhuǎn)速的馬力，主要延長三廢的形成達(dá)成動力提升的作用。（缺點(diǎn)：高轉(zhuǎn)速時有共振聲，對高轉(zhuǎn)速馬力沒多大的提升），S鼓用于2.0以下排量的發(fā)動機(jī)。2、內(nèi)回壓鼓，根據(jù)本身車的特性專用設(shè)計的。提升中低轉(zhuǎn)速扭力，聲音不吵。無共振聲。在高轉(zhuǎn)速時沒有共振聲的，而且提速快。（聲音與S鼓差不多，有些車型不能裝S鼓，只能裝內(nèi)回壓）。3、Y型鼓，提升中低轉(zhuǎn)速扭力。聲音吵。95分貝左右。(三)尾氣排放的工作原理1.進(jìn)氣活塞在頂部開始，進(jìn)氣閥打開，活塞往下運(yùn)動，吸入油氣混合氣

2.壓縮活塞往頂部運(yùn)動來壓縮油氣混合氣，使得爆炸更有威力

3.做功當(dāng)活塞到達(dá)頂部時，火花塞放出火花來點(diǎn)燃油氣混合氣，爆炸使得活塞再次向下運(yùn)動（壓縮做功時進(jìn)氣閥排氣閥都是關(guān)閉的）

4.排氣活塞到達(dá)底部，排氣閥打開，活塞往上運(yùn)動，尾氣從汽缸由排氣管排出二、發(fā)動機(jī)尾氣排放的常見故障及其現(xiàn)象和故障原因1、如果故障燈亮起后，車輛熄火不能啟動，這種通常是由于燃油泵或點(diǎn)火裝置故障所致，需要更換新的燃油泵或者是點(diǎn)火線圈以及火花塞等配件；要是繼續(xù)駕駛，車輛會出現(xiàn)嚴(yán)重抖動、加速無力等癥狀，這樣不僅可以防止進(jìn)一步損壞發(fā)動機(jī)，還能保障到駕駛員以及乘客的人身安全；2、發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)故障燈亮大多是由于國內(nèi)油品質(zhì)量造成的。三元催化系統(tǒng)中的氧傳感器損壞或三元催化器中毒所導(dǎo)致，如果在行車中該燈亮起請立即減速，并行駛到最近的維修服務(wù)站進(jìn)行檢修；3、發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)故障燈亮，是由于節(jié)氣門或發(fā)動機(jī)內(nèi)部的積碳過多，造成混合氣比例失調(diào)，那么當(dāng)發(fā)動機(jī)電腦監(jiān)測到有一些影響到排放要求的信號時，就會出現(xiàn)故障燈亮的現(xiàn)象；需要對車輛進(jìn)行積碳的清洗或者是更換節(jié)氣門。(一)尾氣排放故障檢測與診斷,故障排除汽車發(fā)動機(jī)通過排氣管排放的產(chǎn)物主要是二氧化碳和水，其次還有一些污染物：一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化合物、硫化物以及碳煙、鉛氧化物等微顆粒。如果發(fā)動機(jī)排放超標(biāo)，可以通過以下方式進(jìn)行故障的診斷與排除。三發(fā)動機(jī)尾氣排放故障實(shí)例分析案例1：部分點(diǎn)火線圈短路，使發(fā)動機(jī)啟動困難、加速無力，排氣管冒黑煙故障現(xiàn)象：一輛奔馳300E型轎車，發(fā)動機(jī)啟動困難，加速無力，排氣管冒黑煙，同時油耗急劇增加。

故障分析：造成發(fā)動機(jī)啟動困難的原因有混合氣過稀或過濃及點(diǎn)火能量不足?；旌蠚膺^稀會造成發(fā)動機(jī)啟動困難，加速無力，但不會造成排氣管冒黑煙，更不會造成油耗增加；混合氣過濃會造成發(fā)動機(jī)啟動困難，排氣管冒黑煙，同時油耗急劇增加，但不會造成加速無力。所以基本上可排除混合氣過稀或過濃的可能性，應(yīng)重點(diǎn)檢查點(diǎn)火系統(tǒng)。造成點(diǎn)火能量不足的原因有點(diǎn)火初級繞組或次級繞組短路，高壓阻尼線短路或斷路，火花塞短路或被污染。

故障診斷：奔馳300E型轎車發(fā)動機(jī)的兩個同位缸用同一個點(diǎn)火線圈，1缸與6缸、2缸與5缸、3缸與4缸分別為同位缸。如果有一個點(diǎn)火線圈短路或斷路，會造成兩個同位缸不工作或點(diǎn)火能量不足。1缸與6缸為同位缸，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)點(diǎn)火線圈初級電線短路，導(dǎo)致1缸與6缸點(diǎn)火能量嚴(yán)重不足，進(jìn)而使兩個氣缸不能正常工作，這是造成上述故障的主要原因。同時，點(diǎn)火線圈短路還會導(dǎo)致點(diǎn)火電流過大，造成電磁干擾，破壞噴油器的正常噴油量，造成噴油量不穩(wěn)定，進(jìn)一步加劇故障。

故障排除：更換短路的點(diǎn)火線圈，然后清除控制單元存儲的故障碼，最后啟動發(fā)動機(jī)試車，可正常啟動，并且加速強(qiáng)勁，燃油消耗恢復(fù)正常，故障排除。應(yīng)避免熱車狀態(tài)下洗車，因為在熱車狀態(tài)下洗車極易造成電氣元件短路。

案例2：油箱加得過滿造成啟動困難、加速發(fā)闖、急加速時排氣管冒黑煙或發(fā)動機(jī)熄火故障現(xiàn)象：個別車型的汽車加完油后會啟動正常、加速發(fā)闖、急加速時排氣管冒黑煙或發(fā)動機(jī)熄火，使用一段時間后基本恢復(fù)正常。在維修實(shí)踐中偶爾會遇到啟動困難，急加速時排氣管冒黑煙，尾氣中有較濃的硫黃味（未燃燒的汽油味）的情況。車輛稍停片刻，在炭罐位置下方的地上就會有油印。

故障分析：該故障和加油有關(guān)，只要把油箱加滿，故障就會出現(xiàn)，所以與點(diǎn)火系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)沒有關(guān)系。在炭罐位置下方有油印，說明燃油以液態(tài)的形式進(jìn)入炭罐。加油時按規(guī)定應(yīng)把油槍插到底，廠家規(guī)定的燃油箱的容量是以插到底的油槍能觸到液面為準(zhǔn)。油加得過滿后，在行駛中一部分燃油就會晃到EVAP內(nèi)。啟動時因CANP沒有開啟，所以EVAP內(nèi)的汽油不會進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)，因此發(fā)動機(jī)啟動正常。行駛中因CANP的開啟時間和次數(shù)受控制單元的控制，而且每次開啟時控制單元都要減少噴油脈寬，所以溫和地踩加速踏板時CANP不開啟，排氣管并無異常；急加速時，CANP混合氣本身就較濃，再加上CANP開啟，EVAP內(nèi)就會急加速熄火。

個別車型的油箱內(nèi)HC蒸發(fā)管的高度設(shè)置得過低，炭罐在車身的位置設(shè)置得也過低，油槍能夠著液面時蒸發(fā)管的進(jìn)氣口就已經(jīng)非常接近液面了，行駛中一部分燃油就會晃到EVAP內(nèi)，每次急加速時排氣管都冒黑煙，嚴(yán)重時只要急加速就熄火。

如果CANP因過臟而卡滯在開啟位置，熱天燃油蒸發(fā)量大，車輛停放一夜后整個進(jìn)氣道和發(fā)動機(jī)燃燒室內(nèi)都充滿了燃油蒸氣，所以每天初次啟動時，需要連續(xù)啟動3次以上才能著車，即需要先將進(jìn)氣道和發(fā)動機(jī)燃燒室內(nèi)過量的燃油蒸氣驅(qū)趕出去才能著車。

故障診斷：拆下火花塞檢查，可以發(fā)現(xiàn)每個火花塞電極都發(fā)黑，說明上述故障的根源就是混合氣過濃。炭罐電磁閥的工作條件為發(fā)動機(jī)冷卻液溫度在75℃以上，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在1500r/min以上，每次開啟時間不超過90s。發(fā)動機(jī)冷卻液溫度在75℃以上時，拔下炭罐電磁閥通往炭罐上方的真空軟管，在怠速時用手指堵住，應(yīng)感覺不到有真空吸力，在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min時應(yīng)感覺到有真空吸力。如果怠速時有真空吸力，則說明炭罐電磁閥因過臟而卡滯在開啟位置；如果在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min時沒有真空吸力，則說明炭罐電磁閥因過臟而卡滯在關(guān)閉位置。

故障排除：插到底的油槍能觸到液面后會自動關(guān)閉，此時就不要再加油了。個別燃油箱蒸發(fā)系統(tǒng)設(shè)計上不合理，應(yīng)積極改進(jìn)設(shè)計，如把油箱內(nèi)HC蒸發(fā)管的高度設(shè)置得高一些，使其接近油箱頂部，炭罐的位置必須高于HC蒸發(fā)管進(jìn)氣口的高度。炭罐電磁閥無論卡滯在關(guān)閉位置還是卡滯在開啟位置，都必須更換。

案例3：別克轎車信號電壓高、排氣管冒黑煙、溫控風(fēng)扇不轉(zhuǎn)故障現(xiàn)象：一輛別克轎車發(fā)動機(jī)工作不良，排氣管冒黑煙，故障碼顯示氧傳感器信號電壓過高，可是氧傳感器信號電壓、電阻和工作頻率均正常。故障分析：控制單元根據(jù)閉環(huán)控制氧傳感器信號將噴油脈寬已經(jīng)修正到極限，而閉環(huán)控制的氧傳感器還繼續(xù)要求修正，控制單元就會認(rèn)為閉環(huán)控制傳感器有問題。所以，遇到此類故障時，應(yīng)先從那些會造成混合氣過濃的因素入手。導(dǎo)致混合氣過濃的主要原因有空氣流量傳感器信號過高，進(jìn)氣溫度傳感器短路，冷卻液溫度傳感器斷路或接地線接觸不良，噴油器滴漏，空氣濾清器濾芯過密。

故障診斷：①空氣濾清器濾芯過密時，汽車沒有高速，自動變速器沒有超速擋，而該車既有高速，又有超速擋，并且由進(jìn)氣阻力大造成的混合氣過濃不會使排氣管在氧傳感器信號調(diào)整到上限時還冒黑煙，所以可以排除空氣濾清器濾芯過密的可能性。②讀取空氣流量傳感器怠速空氣流量，數(shù)據(jù)流顯示為5g/s，而別克轎車設(shè)計的怠速空氣流量為4~6g/s，所以可以排除空氣流量傳感器信號過高的可能性。③拆下噴油器，外觀檢查噴油器不發(fā)黑，所以噴油器滴漏的可能性不大。④將進(jìn)氣溫度傳感器放在點(diǎn)亮的車前照燈旁邊，用萬用表檢測電阻，隨著溫度的升高，傳感器電阻值逐漸下降，所以進(jìn)氣溫度傳感器短路的可能性也被排除。進(jìn)氣溫度傳感器即使短路，造成的混合氣過濃也不會使排氣管在氧傳感器信號調(diào)整到上限時還冒黑煙。⑤用萬用表檢測冷卻液溫度傳感器的電阻值，常溫下基本正常，但將其放在熱水杯中加熱后其電阻值不發(fā)生變化，說明冷卻液溫度傳感器斷路。

故障排除：更換冷卻液溫度傳感器，消除故障碼，試車，一切恢復(fù)正常，故障排除案例拓展冷卻液溫度傳感器斷路或接地線接觸不良時，數(shù)據(jù)流會顯示異常低溫，所以會造成混合氣過濃。另外，數(shù)據(jù)流顯示發(fā)動機(jī)異常低溫也是該發(fā)動機(jī)溫控風(fēng)扇始終不轉(zhuǎn)的原因。

四發(fā)動機(jī)尾氣排放的維護(hù)與保養(yǎng)汽車排氣管對汽車機(jī)身的作用而言,起到減震降噪,延長排氣消聲系統(tǒng)壽命的作用。排氣管的主要材質(zhì)是不銹鋼。對于一般的汽車而言,由于汽車的廢氣離開引擎時壓力很大,其產(chǎn)生的噪音可能會讓人感覺到發(fā)狂,這時起到主要消音的作用就是汽車的排氣管,在其內(nèi)部安裝消音器,大大的降低了汽車的噪音。而其主要工作原理是通過多通道使氣流分流,這些分流只見互相摩擦撞擊使得氣流的流速逐漸降低,如此反復(fù)循環(huán),最終使得廢氣通過汽車的排氣管排放流出,使得噪音降低!從而達(dá)到日常汽車降低噪音的效果。首先應(yīng)注意的是要防止消聲器內(nèi)部進(jìn)水。當(dāng)在深水路面行駛或洗車時,應(yīng)防止消聲器內(nèi)部進(jìn)水。如果不小心進(jìn)水,應(yīng)當(dāng)啟動發(fā)動機(jī)進(jìn)行怠速熱車至少10分鐘,盡量把內(nèi)部的積水排出。并在消聲器內(nèi)部加涂防銹油,在這里要強(qiáng)調(diào)一下加油的具體做法:拆下消聲器,消聲器中部最低位置的排水孔堵好,然后從消聲器與發(fā)動機(jī)相連處加入防銹油,搖動消聲器讓防銹油均勻進(jìn)入筒體,之后裝上消聲器,由于消聲器溫度逐漸上升,防銹油受熱后發(fā)生揮發(fā),消聲器尾部會冒藍(lán)煙。但藍(lán)煙會在行駛大約20公里之后消失。藍(lán)煙消失后,取下排水孔的堵塞物即可。這里還建議新車在上牌后進(jìn)行一次加油維護(hù),平時按每半年進(jìn)行一次加油維護(hù)。當(dāng)汽車遇到難以啟動的情況時,首先應(yīng)該關(guān)閉阻風(fēng)門啟動發(fā)動機(jī),并注意將阻風(fēng)門及時打開。千萬不能在關(guān)閉阻風(fēng)門狀態(tài)下長時間高速、低檔位行駛,這對發(fā)動機(jī)及消聲器都會造成損害;其次要注意不能長時間原地高轉(zhuǎn)速轟油門,因為當(dāng)消聲器表面有油污時,著車后會使其表面顏色變色發(fā)黃。另外,當(dāng)消聲器表面粘有大量泥土等污物時,也一定要及時清理,以免影響其散熱功能。雖然排氣管不是汽車內(nèi)部的精密部件,而且裸露在外,許多人就會覺得它一定是個耐用的部件。因此即便上面布滿污垢也會被認(rèn)為是正常。但很重要的一點(diǎn)便是排氣管能夠?qū)⑼饨缥镔|(zhì)與汽車內(nèi)部相連接,其主要作用是將汽車內(nèi)部廢氣排出。但如果駕駛不當(dāng)則會使那些對汽車內(nèi)部有害的物質(zhì)通過排氣管進(jìn)入到車內(nèi)。因此,對于排氣管的保養(yǎng)從種種意義上來說便是對汽車內(nèi)部的保養(yǎng)。五、發(fā)動機(jī)尾氣排放的優(yōu)化設(shè)計汽車排氣系統(tǒng)對發(fā)動機(jī)性能影響很大,繼而影響整車的動力性及經(jīng)濟(jì)性。“以已有動力總成為基礎(chǔ)和對標(biāo)車為目標(biāo)的汽車開發(fā)模式”存在對標(biāo)車型底盤與現(xiàn)有發(fā)動機(jī)匹配差的問題,故而設(shè)計時需要對發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)、懸置系統(tǒng)等子系統(tǒng)進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整。為保證新開發(fā)車型的動力性和經(jīng)濟(jì)性以及排放性能,對這類產(chǎn)品發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)性能進(jìn)行分析與改進(jìn)設(shè)計具有非常重要的工程意義。論文以企業(yè)某SUV為對象,起初搭載A發(fā)動機(jī),根據(jù)系列化要求,升級改用與A發(fā)動機(jī)同平臺不同排量的B發(fā)動機(jī),整車期望排氣管路基本沿用,這樣整車改動量最小。要求排氣系統(tǒng)滿足發(fā)動機(jī)性能要求,即排氣背壓值不能大于目標(biāo)值。為此,運(yùn)用CFD和FEA方法,對排氣岐管進(jìn)行分析設(shè)計,最后通過試驗驗證,解決了企業(yè)實(shí)際問題,為企業(yè)提供一種快速有效的優(yōu)化分析方法。本文主要內(nèi)容如下:1.首先根據(jù)借用A發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)三維模型,提取內(nèi)部流道,建立與B發(fā)動機(jī)相配的CFD分析模型,排氣背壓的CFD分析值與試驗值分別為60.5kPa和60.9kPa,數(shù)據(jù)一致性較好,但均高于55kPa的設(shè)計目標(biāo),表明該CFD模型可行,但不能將A發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)簡單移植到B發(fā)動機(jī)上。然后,利用該CFD模型在STARCCM+中分析了排氣歧管的穩(wěn)態(tài)內(nèi)流場,得到了排氣歧管內(nèi)流場和歧管內(nèi)表面溫度和換熱系數(shù),結(jié)果發(fā)現(xiàn)該排氣歧管前端速度均勻性差、氣流吹覆面積低、氧傳感器速度差異性大;利用ABQUAS對排氣歧管進(jìn)行流固耦合的FEA熱分析,獲得歧管溫度場分布、熱應(yīng)力、熱變形、熱模態(tài)以及熱塑性特性,結(jié)果排氣歧管最高熱應(yīng)力超過材料屈服極限,表明排氣歧管結(jié)構(gòu)存在優(yōu)化空間。2.基于CFD和FEA分析結(jié)果,排氣背壓高于55kPa的設(shè)計指標(biāo),結(jié)合整車布置及相關(guān)設(shè)計要求,對排氣歧管進(jìn)行了合理的結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計,并將改進(jìn)前后的歧管進(jìn)行對比分析,結(jié)果表明,改進(jìn)后的排氣歧管各方面性能指標(biāo)較原方案好,排氣系統(tǒng)背壓分析結(jié)果為52.2kPa,滿足理論設(shè)計要求。3.對結(jié)構(gòu)改進(jìn)后的排氣系統(tǒng)先后進(jìn)行了臺架試驗和整車試驗等實(shí)際工程試驗。試驗結(jié)果排氣背壓53.2kPa,較原方案降低了7-8kPa,且排氣歧管未出現(xiàn)裂紋、斷裂等現(xiàn)象。驗證了CFD分析和FEA分析結(jié)果的正確性,表明理論分析方法可行,能指導(dǎo)實(shí)際工程問題。六、設(shè)計總結(jié)（致謝）汽車運(yùn)動的起源：“賽車”一詞來自法文（GrandPrix），意思是大獎賽。在國外，汽車比賽幾乎與汽車具有同樣長的歷史。今天，各式各樣的汽車比賽被統(tǒng)稱為現(xiàn)代汽車運(yùn)動，它是世界范圍內(nèi)一項影響較大的體育運(yùn)動。多姿多彩的汽車運(yùn)動使這一冷冰冰的鋼鐵機(jī)器充滿了柔情蜜意，同時，汽車運(yùn)動的激烈、驚險、浪漫、刺激，不僅僅使成千上萬的觀眾為之癡迷，而且還使世界汽車技術(shù)的發(fā)展日新月異。

汽車運(yùn)動是指汽車在封閉場地內(nèi)、道路上或野外比賽速度、駕駛技術(shù)和性能的一種運(yùn)動項目。19世紀(jì)80年代，歐洲大陸出現(xiàn)了最早的汽車。汽車運(yùn)動也隨著汽車工業(yè)的發(fā)展而興起。從第一輛汽車被生產(chǎn)出來到第一次汽車比賽的舉行只不過十年的時間。起初，汽車比賽的目的只是汽車生產(chǎn)廠家為了檢查車輛的性能，宣傳使用汽車的安全性和可靠性，因此汽車生產(chǎn)廠家積極資助，推銷其產(chǎn)品。1894年，LePetit日報的PierreGifard組織了世界上第一次汽車比賽，線路由巴黎到魯昂（Rouen），共80英里。這次比賽遠(yuǎn)不及今天大獎賽扣人心弦，引用當(dāng)時的話說“withoutdanger,easytohandleandcheaptorun!”。

汽車運(yùn)動的魅力：與通常的體育運(yùn)動相比，汽車運(yùn)動不僅是車手個人技藝、意志和膽量的競爭，而且是汽車設(shè)計、產(chǎn)品質(zhì)量的角逐，這種獨(dú)具特色的雙重性運(yùn)動，更能體現(xiàn)人類精英與高新科技最完美的結(jié)合，體現(xiàn)人類對自然的征服能力。有了具有高科技產(chǎn)品的汽車公司做后盾，有了擁有雄厚經(jīng)濟(jì)實(shí)力的大企業(yè)集團(tuán)的資助，再加之熱心汽車運(yùn)動的人們的積極參與，這就是汽車運(yùn)動能夠經(jīng)久不衰的關(guān)鍵所在。汽車比賽不斷推動著世界和各國汽車工業(yè)的技術(shù)革命，而汽車工業(yè)的日新月異的變革又推動了汽車運(yùn)動水平的不斷提高。汽車運(yùn)動自始至終圍繞交通車和專門特制賽車這兩大類車種發(fā)展。有錢人駕著剛剛問世不久的汽車，炫耀他們的“紳士派頭”已成為歷史。如今汽車甲級賽（即F1）駕駛員，他們身穿類似潛水員潛水服的長袖防火服，頭盔和宇航員戴的差不多。

現(xiàn)在的汽車賽已完全成為一種職業(yè)活動，出現(xiàn)了空前繁榮的局面。在賽車場，那些五彩繽紛的賽車，隨著一聲令下，竟相出發(fā)，開足馬力沖向前方。車手門你追我趕的爭先表演，賽車如萬馬奔騰一瀉千里而過的彩場面非常壯觀，這對20～30萬的現(xiàn)場觀眾和數(shù)以億計的電視觀眾來說極豐富刺激。

汽車運(yùn)動的魅力可以表現(xiàn)為以下幾個方面：有助于改善汽車的性能;是強(qiáng)化的道路實(shí)驗；動態(tài)車展最佳廣告；促進(jìn)汽車大眾化。

汽車賽是集人與車為一體的綜合較量。與通常的體育運(yùn)動相比，汽車運(yùn)動不僅是車手個人技藝、意志和膽量的競爭，而且是汽車設(shè)計，產(chǎn)品質(zhì)量的角逐。這種獨(dú)具特色的雙重性運(yùn)動，更能體現(xiàn)人類精英與高新科技最完美的結(jié)合，體現(xiàn)人類對自然的征服能力。

作為一項群眾性體育活動，賽車不僅體現(xiàn)著技術(shù)革新的步伐，也體現(xiàn)出人類駕馭自然的能力。它壯觀而激烈，充滿著冒險的情趣，因而激起越來越多人的狂熱。每次大獎賽到來，總有成千上萬的愛好者趨之若鶩。英國以每張1500美元的往返機(jī)票組織人們前往巴西觀看汽車大賽；葡萄牙人和意大利人則成群結(jié)隊地乘火車奔奧地利觀看比賽。聯(lián)邦德國、英國和南非，是甲級賽車的會聚之地，每次都有不下10萬人前往觀看。

汽車賽是車戰(zhàn)？商戰(zhàn)？金融戰(zhàn)還是科技戰(zhàn)？誰也無法說清。它那豐富而又復(fù)雜的內(nèi)涵超過了世界上任何一項體育運(yùn)動?？傊?，有了具有高科技產(chǎn)品的汽車公司做后盾，有了擁有雄厚經(jīng)濟(jì)實(shí)力的企業(yè)集團(tuán)的資助，再加上熱心汽車運(yùn)動的人們的積極參與，這就是汽車運(yùn)動能夠經(jīng)久不衰的關(guān)鍵所在。

隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，人們對汽車的理解和認(rèn)識也在逐步加深，作為汽車產(chǎn)業(yè)鏈的下游環(huán)節(jié)，汽車運(yùn)動產(chǎn)業(yè)近年來開始在國內(nèi)落地生根?！盁嶂杂谄囘\(yùn)動的人越來越多，除了喜歡觀看汽車賽事外，中國職業(yè)車手的隊伍也在迅速壯大，他們已經(jīng)開始出現(xiàn)在國際頂級汽車賽事中。”中國汽車運(yùn)動聯(lián)合會有關(guān)人士表示，汽車運(yùn)動已經(jīng)成為一部分中國老百姓文化生活的重要組成部分，觀看各類汽車賽事更是成了都市時尚人群的生活方式。

記者從中國汽車運(yùn)動聯(lián)合會了解到，隨著F1、GT這樣的世界頂級汽車賽事相繼落戶中國，中國國內(nèi)的各項汽車賽事近年來也風(fēng)起云涌，諸如全國汽車?yán)﹀\標(biāo)賽、全國汽車場地越野錦標(biāo)賽、全國卡丁車錦標(biāo)賽等一系列賽車運(yùn)動，已經(jīng)在中國汽車運(yùn)動聯(lián)合會的年度賽程上被排得滿滿當(dāng)當(dāng)。

尤其值得一提的是，2005年8月23日國產(chǎn)汽車品牌吉利與中國汽車運(yùn)動聯(lián)合會握手，成為亞洲吉利方程式國際公開賽的汽車贊助商，為大賽提供車輛贊助。目前，亞洲吉利方程式國際公開賽是國際汽聯(lián)認(rèn)可的國際方程式賽事，并成為中國最高級別的方程式賽事。

國際上的汽車賽事已經(jīng)形成了成熟而完整的商業(yè)價值鏈，其所帶來的市場回報相當(dāng)誘人。以F1為例，據(jù)歷年來的保守統(tǒng)計，國際標(biāo)準(zhǔn)的F1賽車場每年僅車賽就可吸引數(shù)以萬計的人從世界各地匯聚而來，每場比賽現(xiàn)場觀眾可達(dá)到20萬到30萬人，而每張入場券的價格通常在100美元到2000美元間不等。其次，F(xiàn)1大賽向全球200多個國家和地區(qū)轉(zhuǎn)播，世界各大報刊都報道每場比賽賽況，其所吸引的觀眾和讀者可高達(dá)60億人次。F1歷年經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)表明，企業(yè)躋身賽車運(yùn)動，利用賽事推廣的市場回報率遠(yuǎn)高于其他的市場推廣方式。

隨著中國汽車市場景氣的提升，加之外來汽車文化的強(qiáng)力沖擊，有報告預(yù)測，如果在我國大力發(fā)展汽車運(yùn)動產(chǎn)業(yè)，由此會帶動整個中國的汽車產(chǎn)業(yè)，并將最終為我國GDP增長做出重要貢獻(xiàn)。汽車運(yùn)動的直接效應(yīng)體現(xiàn)在汽車銷售、零配件銷售、駕駛培訓(xùn)等領(lǐng)域，間接效應(yīng)體現(xiàn)在因賽事而產(chǎn)生的媒體直播、旅游等，所涉及的行業(yè)不下數(shù)十個。

盡管國內(nèi)的汽車運(yùn)動正在如火如荼地開展，但應(yīng)該清醒地看到，目前我國的汽車運(yùn)動還處于起步階段，經(jīng)濟(jì)回報十分有限。原中國汽車運(yùn)動聯(lián)合會主席石天曙認(rèn)為，以目前國內(nèi)注冊的30家俱樂部，400多輛賽車，以及每年四站汽車?yán)﹀\標(biāo)賽、五站卡丁車賽的基礎(chǔ)，還無法形成產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的實(shí)質(zhì)意義。

我們更應(yīng)該看到中國賽車運(yùn)動的軟肋所在：資金、技術(shù)、人才這三方面的缺一不可。

資金是關(guān)鍵既然賽車運(yùn)動被稱為“燒錢”運(yùn)動，勿需質(zhì)疑，資金成為賽車運(yùn)動發(fā)展的最大瓶頸。無論是F1這樣的國際賽事，還是AGF、CCC等亞洲賽事，是否有足夠的贊助商和贊助金額是一支車隊生存壯大，賽事順利進(jìn)行，推廣達(dá)到預(yù)期效果的關(guān)鍵所在。

技術(shù)是保障一個沒有自身核心技術(shù)的車隊或者廠商，是無法在賽車世界里覓得一席之地；同樣，一個在汽車行業(yè)沒有自主研發(fā)能力的國家，也是無法成為真正意義上的賽車大國。從這個角度來看，中國賽車運(yùn)動較發(fā)達(dá)國家相比，一開始就多少有些“先天不足”，不具明顯優(yōu)勢的核心技術(shù)已經(jīng)成為制約中國賽車運(yùn)動發(fā)展的最大障礙，且這種軟肋并不能單純依靠市場推廣和商業(yè)運(yùn)作來彌補(bǔ)。

人才是持續(xù)性發(fā)展的前提對于賽車運(yùn)動而言，最為稀缺的是車手資源，據(jù)不完全統(tǒng)計，每年獲得國際汽聯(lián)超級駕駛執(zhí)照的人，全世界恐怕就只有10多人，且多數(shù)是來自歐美、日本等汽車運(yùn)動發(fā)展較為發(fā)達(dá)的國家。雖然中國的賽車運(yùn)動還存在資金、技術(shù)、人才等軟肋，但是06的AGF、CCC等賽事已經(jīng)向全世界證明了國人在賽車運(yùn)動方面無可限量的潛力，正是這些潛力將使得中國賽車運(yùn)動“錢途”光明，最終會躋身于世界賽事之列我國汽車市場的發(fā)展歷史可分為探索、發(fā)展、成熟三個階段。

探索:

1958年內(nèi)地第一輛自制轎車誕生。新中國剛一成立就決定發(fā)展自己的汽車工業(yè)。1950年，毛主席訪問蘇聯(lián)期間，中蘇雙方商定，由蘇聯(lián)援助中國建設(shè)第一個載重汽車廠。1953年，第一汽車制造廠在長春破土動工，這是中國有史以來第一次建設(shè)自己的汽車廠。1956年7月13日，在長春第一汽車制造廠，被毛主席命名為“解放”牌首批12輛汽車試制成功。這12輛解放牌汽車的下線，結(jié)束了中國不能批量制造汽車的歷史。

1958年5月5日，中國第一輛自己制造的轎車——“東風(fēng)”在一汽誕生，從而開啟我國民族轎車工業(yè)的新篇章。6月，北京第一汽車廠附件廠試制成功井岡山牌轎車。8月，一汽又設(shè)計試制成功第一輛紅旗牌高級轎車，9月上海汽車配件廠試制成功第一輛鳳凰牌轎車。新中國自力更生制造出的轎車填補(bǔ)了中國工業(yè)的空白。

發(fā)展:

1985年內(nèi)地第一家合資廠出現(xiàn)。

1985年，內(nèi)地第一