发动机紧耦式排气歧管结构设计(3)
混合后排出，容易造成排气干涉现象的发生。但借鉴赛车系统开发的排气歧管的
结合部为球状室结构，可以使各歧管排气的废气均匀稳定的排出，防止了排气干
涉现象的发生，大大提高排气效率。以四缸发动机为例，四合一（四根排气歧管
直接汇总成一条排气歧管的管路设计）的设计会较适合高转速时的废气波排出速
率，有助于提升马力，而四分二合一（两根排气歧管先汇总成一管，再与另两歧
管汇总成的一管汇总成最终的一条排气管）的设计有利于低转速时的扭力输出，
较合适日常行车之用[2]。
1．2 国内外研究现状
排气歧管的设计必须满足的要求有：较高的约束频率、较大的刚度和强度、
较大的等效塑性能力，同时还应较大的抗疲劳能力和抗氧化能力，排气歧管的设
计还必须考虑其空间因素、载荷因素、材料因素、功能因素、安全因素和工艺因素[3]。
目前典型的结构类型有多支管连接排气歧管，涡轮排气歧管，催化转换器排
气歧管。
多支管连接排气歧管是最基本的与发动机联接方式，在这种联接中，多支
管分别连接发动机两侧的燃烧室缸盖接口处，发动机燃烧的废气被集聚到总管，
从而被导入带催化器的排气总成中去。见图1.1[3]。
涡轮排气歧管是支管连接排气歧管的变种见图1.2。涡轮机壳是涡轮增压器
的重要零件。见图1.3。这种整体结构的涡轮排气歧管，是将排气歧管与涡轮机
壳设计在一起，形成的单一零件。涡轮增压器在排气系统中位于排气歧管下游。
发动机燃烧产生的高温废气，经排气歧管流向涡轮机，推动涡轮机工作。高温废
气在流过涡轮机时迅速膨胀，推动与压缩机驱动轴相连的涡轮旋转。压缩机叶轮的旋转将冷空气吸入压缩机并用高压注入进气管(增压)。由于涡轮增压器提高了
进气压力与密度，发动机在排量不变的情况下，能产生更大的动力，使得汽车能
选用更小、更轻的发动机。这不仅改善了汽车性能，而且还降低了燃料消耗与排
放。这种合二为一的集成产品，尤其适用于安装空间受到限制的车辆。它的另一
个优点，是节省了排气歧管与涡轮增压器的组装过程，同时还杜绝了零件之间可
能产生的泄漏。涡轮排气歧管还为优化捧气歧管设计、改善涡轮增压器性能提供许多方便[1,4]。
催化转换器捧气歧管是把催化转换器和普通排气歧管直接整合在一起的一
种连接歧管。见图1.4。催化转换嚣也就是(“催化罐”)是封装催化剂载体的容
器．位于废气流过的位置。见图1.5。催化剂载体周围包裹着泡沫垫装入催化罐。
载体上涂有具有催化功能的贵金属多孔涂层。废气流过时，产生化学反应，减少
有害排放物。为提高转化效率、同时又能承受废气高温，催化剂载体是用陶瓷材
料做成的、极薄的筛网结构．此零件极易破碎，需要有一个精准可靠的外壳，来
保证其在长期使用中不会被损坏。很多情况下，为缩短催化剂“点燃”时问，催
化转换嚣直接装在排气歧管上。排气歧管与催化转换器壳铸为一体。这一产品已
用在尼桑3．5升V6发动机上。 目前，为了满足排放法规的要求，国内外的汽车厂商都在积极研制与发动
机配套的催化转化器产品，图1．6为东安发动机公司用于实验测试的紧耦合式排
气歧管。关于排气系统振动的研究目前大多采用现场测试的方法，通过现场采集
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