序言：專業知識共享，提升專業技能。 系統概述：排氣系統由排氣管、三元催化器、消聲器等部分組成，其作用是降低排氣噪音、防止排氣漏氣、保持正常排氣、降低有害物質的排放，從而達到汽車正常運行，保護環境。

　　排氣系統的組成

　　主要組成：

　　排氣歧管、排氣淨化裝置（催化轉化器）、消聲器（前後消聲器）、消聲器隔熱闆

　　作用：

　　降低排氣噪音、防止排氣漏氣、保持正常排氣、降低有害物質的排放，從而達到汽車正常運行，保護環境

　　工作原理：

　　發動機氣缸中的燃燒廢氣經排氣門進入排氣歧管，再由排氣歧管進入排氣管、催化轉換器和消聲器，最後由排氣尾管排到大氣中

　　（一）、排氣岐管

　　1、作用：

　　将各缸的廢氣彙集到淨化裝置的排氣管内。

　　2、分類：

　　鑄鐵排氣歧管、不鏽鋼排氣歧管。

　　3、制作要求：

　　為不使各缸排氣相互幹擾、不出現擾流現象，盡可能利用排氣慣性，将排氣歧管做的盡可能長，且各缸歧管相互獨立，長度相等。

　　（二）、催化轉化器

　　汽車的排放污染物：

　　汽油車主要排放污染物：CO、HC、NOX

　　柴油車主要排放污染物：CO、HC、NOX、顆粒物(PM）

　　1、催化轉化器的作用：

　　将發動機燃燒後排出的有害氣體轉化成無害氣體後排往大氣。催化轉化器中的催化劑可以促進碳氫化合物（HC）和一氧化碳（CO）的氧化反應，将其分别轉化成水蒸氣（H2O）和二氧化碳（CO2）；同時把氮氧化物（NOX）還原反應成為氮氣（N2）。

　　2、催化轉化器的分類：

　　汽油車 ：三元催化轉化器

　　哈弗歐Ⅳ三元催化器：

　　前級，80 × 60，400/4.3，100g/ft3 ，Pt:Pd:Rh 比 0:19:1

　　後級 ，101.6 × 152.4， 400/6.5 ，20g/ft3,， Pt:Pd:Rh比 0:3:1

　　柴油車：氧催化轉化器（DOC）、顆粒捕捉器（POC）

　　哈弗柴油氧催化轉化器：:0

　　90 ×90， 90g/ft3， 250目，Pt:Pd:Rh比1：0：0

　　哈弗柴油顆粒捕捉器：

　　118×152，330目， Pt:Pd:Rh比 1：0：0 ，貴金屬鉑0.41g。

　　3、催化轉化器的組成：

　　三元催化器宏觀上看由殼體，隔熱減振層，載體（含催化劑）構成。

　　氧化催化轉化器宏觀上看由殼體，載體（含催化劑）構成

　　顆粒捕捉器宏觀上看由殼體，載體（含催化劑）構成。

　　4、三元催化器工作的原理：

　　氧化器轉換型：将CO、HC轉化成H2O 、 CO2

　　三效催化轉化器：将 CO、HC、NOX轉化成H2O 、CO2 、N2。

　　氧化反應：2CO O2=2CO2、2H2 O2 =2H2O

　　還原反應：2NO 2CO=2CO2 N2

　　水煤氣反映：CO H2O= CO2 H2

　　5、三元催化器對汽油機的作用：

　　指安裝在汽油車排氣系統中，通過催化劑進行還原和氧化反應，能同時

　　降低排氣中CO、HC和NOx排放

　　量的催化轉化裝置。

　　A、殼體

　　殼體一般用奧氏體耐高溫不鏽剛制造；殼體形狀和體積根據發動機排量及總布置要求決定；

　　殼體兩端一般具有與排氣管路對接的錐體，為使氣流在催化器載體内平均分布，最大限度利用催化體積，殼體的錐度有一定的設計要求；

　　殼體表面一般需要加裝隔熱裝置，一方面防止催化器高溫對周邊零部件形成不利影響，另一方面防止高溫殼體受到路面積水飛濺形成冷激損壞或機械撞擊損壞.。

　　B、減振隔熱層作用：

　　a.保持載體在殼體内的位置牢固，防止因振動而損壞，或在氣流沖擊下産生位移；

　　b.補償陶瓷載體與金屬殼體之間的熱膨脹差别，保證載體周圍的氣密性；

　　c.保溫隔熱，加快起燃溫度，減小熱輻射。

　　減振隔熱層成分:

　　現在廣泛采用的是複合耐熱材料，由膨脹雲母（45%-60%）和矽酸鋁陶瓷纖維（30%-45%）用丙烯晴粘接而成。襯層的端面用玻璃纖維絞線加強，以免被高溫排氣氣流沖壞。

　　C、催化劑載體：

　　具有以下性質：

　　a.微觀表面積：載體必須具有多孔性及足夠大的微觀表面積，保證活性性能很好的分散，并且保證足夠快的傳質，能使氣體反應物很快擴散，又能使催化劑很好的分散；

　　b.形狀及體積：載體必須使氣體能順利通過，防止排氣背壓太大，要求催化劑載體有足夠大的橫截面積，同時催化劑載體必須有足夠的長度，有足夠長的反應時間；

　　c.力學性能：載體要可靠地承受封裝的預應力和随車的震動；

　　d.耐熱性：載體要有效抵抗發動機排氣的高溫，尤其是變工況時的熱沖擊．

　　e.低膨脹系數：載體在受熱後熱膨脹要盡可能的小，減小熱膨脹産生的應力，減小激冷破碎機率；

　　f.低熱容量：載體的熱容量要盡可能小，減少預熱工況階段的排放量

　　D、三元催化劑材料：

　　a.主要是貴金屬鉑（Pt）、铑(Rh) 、钯(Pd)。

　　b.其它催化劑材料（Cu、Mn、Co）等氧化物、複合金屬氧化物（鈣钛礦型，尖晶石型等），一般與微量貴金屬共同使用，但活性與貴金屬有一定差距，尤其是低溫型差。

　　c.某些活性纖維對NOX也有還原作用。

　　E、整體蜂窩陶瓷型載體材料：

　　由多孔堇青石（2MgO2ALO35SiO2）材料經擠壓成型再經燒結而成。

　　堇青石材料的特點：熱膨脹系數低，在溫度劇烈變化的條件産生的熱應力較小。

　　由于蜂窩陶瓷型載體具有多孔性，表面積的氧化鋁塗層能牢固地塗敷在其表面。

　　F、三元催化器的使用條件：

　　a.隻能使用無鉛汽油；

　　b.當溫度超過350℃時才起催化作用；

　　c.向發動機供給理論混合比的混合氣；

　　d.氧傳感器采集到電壓信号。

　　6、氧化催化轉化器特征：

　　a.将CO和HC氧化成無害的氧化物；

　　b.氧化顆粒中可以揮發的部分，使催化器上無微粒堆積。

　　7、顆粒捕捉器：

　　a.用于收集廢氣中的微粒；

　　b.顆粒捕捉器裡的灰分被NO2氧化 ；

　　c.顆粒捕捉器裡的塗層可以幫助載體中的活性物質再生，不使排氣系統背壓升高。

　　工作特性：

　　起燃溫度和起燃時間評價的内容不完全相同:起燃溫度主要取決于

　　催化劑的配方,它評價催化劑的低溫活性;起燃時間除與催化劑配方有關

　　外,主要取決于催化轉化器的系統熱容量,絕熱程度及流動傳熱傳質過程,

　　影響因素更複雜,但更使用。按GB18352-2001的Ⅰ型試驗用測試循環的

　　失去測試循環試驗時，開始120s内（總長約820s）排放了整個工況循

　　環中90%的CO,80%的CH和60%的NOX。因此提高催化劑的活化速度

　　非常重要。

　　工作特性：

　　空速特性（SV）

　　流質在催化器内部空間速度分布特性

　　SV=qv/V

　　空速的大小實際上表示了反應氣體在催化劑中停留時間。 空速SV越高，反應氣體在催化劑中停留時間越短，會使轉化效率越低，但同時由于反應氣體流速提高，湍流強度加大，有利于反應氣體向催化劑表面的擴散以及反應産物的脫附。因此，在一定範圍内，轉化效率對空速的變化不敏感。

　　工作特性：

　　流動特性：

　　催化淨化器的增加，對排氣形成了阻力，不利于發動機工作。

　　為減少排氣背壓，同時保證合适的SV，采用粗而短的載體有利，但從整車布置上來講有困難，而且粗的載體對氣流平均分布不利，容易造成載體不均勻老化和熱應力産生。

　　從均勻氣流分布來講，圓形截面載體最好，而且直角錐角的殼體過渡部分是最好的設計。

　　工作特性：

　　耐久性：

　　催化劑正常使用條件下，失活主要由熱力因素和化學因素造成的，機械損壞較小。

　　熱失活主要是貴金屬顆粒在高溫下發生燒結，聚結成較大顆粒，有效催化面積減少,同時活性塗層主要的材料γ-Al2O3在1000℃高溫下易轉變為α-Al2O3，總表面積能減少90%甚至更多。

　　（三）、消聲器

　　主要作用：

　　降低發動機排氣噪聲，使高溫廢氣能安全有效的排出。消聲器作為排氣管道的一部分，應保證其排氣暢通，阻力小及足夠強度。消聲器要

　　經受500-700℃高溫排氣，保證汽車規定形式裡程内，不損壞，不失去消聲作用。

　　我國汽車消聲器行業标準中規定：中型車、重型車消聲器壽命不低

　　于45000Km或2年；輕型車不低于60000 Km或2年；轎車不低于75000 Km

　　或3年。其插入損失不得減少6dB（A）以上，功率損失比不得增加3%以上。

　　噪聲産生的原理：

　　噪聲的産生：發動機的排氣壓力為0.3-0.5Mpa，溫度約500-700 ℃ 。

　　若由發動機直接排放到大氣中，産生強烈、頻譜複雜的噪聲，頻率從幾十到幾萬赫以上。

　　功用：

　　消耗廢氣流的能量,并平衡氣流的壓力波動,從

　　而最終降低排氣噪聲。

　　消聲原理：

　　多次地變動氣流方向；重複地使氣流通過收縮而又擴大的斷面；将氣流分割為很多小的支流并沿着不的平面流動；将氣流冷卻。

　　阻性消聲原理：

　　在内部排氣通過的管道周圍填充吸聲材料來吸收聲能量達到消聲目的的消聲器。對中高頻消聲效果好，單純用汽車排氣消聲器較少，通常與抗性消聲器組合起來使用。

　　B、 抗性消聲器結構

　　抗性消聲器是在内部通過管道、隔闆等部件組成擴張室、共振室等各種消聲單元消聲器。當聲波通過這些消聲單元時，聲波在傳播中發生反射和幹涉，降低聲能量達到消聲目的。抗性消聲器消聲頻帶有限，通常對低、中頻帶消聲效果好，高頻消聲效果差，貨車多采用抗性消聲器。

　　C、阻抗複合消聲結構

　　對中、高頻噪聲的消聲效果好，而抗性消聲器則适于消除低、中頻噪聲。将阻性、抗性兩種結構的消聲器複合起來使用獲得寬頻帶的降噪效果。不同方式的組合，可設計出不同結構形式的阻抗複合消聲器。一般情況下，是抗性部分放在前面(入口端)，阻性部分放在後面。

　　設計原則：

　　A、盡量分離氣流通道與消聲通道；

　　B、優化傳統聲學元件的設計；

　　C、發展和應用新的聲學元件。

　　性能要求：

　　A、消聲量大小以消聲器的插入損失來評價。插入損失是

　　指裝消聲器前後在消聲器出口某一固定點測量的排氣聲壓

　　之差值。

　　D=L1-L2

　　式中：D—插入損失，dB；

　　L1—安裝消聲器前在某點測量的排氣聲壓級，dB；

　　L2—安裝消聲器後在某點測量的排氣聲壓級，dB

　　結構強度：

　　主要是指抗振性，密封性，抗回火性等。抗振性用振動試驗評價，将消聲器按實際使用狀态或接近實際使用狀态，安裝在振動實驗台上，依次施加上下，左右及前後的正交方向振動。

　　消聲器密封性用密封性試驗台評價。将消聲器安裝在氣密性試驗台上，消聲器内保持壓力30kpa時，漏氣量不大于80L/min。

　　小米點評：專業知識共享，提升專業技能。希望可以幫助到大家。

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