吴涛
长城汽车股份有限公司排气系统事业部，河北保定 071000
摘要：随着人们生活水平的提高，人们对生活质量的要求日益提高。汽车的噪声不仅是影响其舒适性指标的重要因素，而且也是评价其性能指标的重要指标之一。在汽车开发设计时，若能降低汽车的噪声，不仅可以提高汽车乘坐的舒适性，而且可以提高产品竞争力。对用户而言，可以更好的享受汽车带来的舒适。本文将对汽车排气系统的降噪进行研究。首先介绍了噪声的危害及现有排气系统的国内外发展状况。
关键词：汽车排气系统；噪声和震动；分析和控制；高职学校
中图分类号：U491.91 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)60-0097-02
1 导言
对汽车排气系统及其主要零件的腐蚀问题进行了分析，包括腐蚀坑深度与冷凝液pH值、Cl－、SO2－4离子浓度的关系，并主要介绍了一种新型国产不锈钢409材料在汽车排气系统的应用。结果表明：该材料具有耐腐蚀性能良好、低成本的优点。
2 高职汽车运用与维修专业教学现状
高职学校的最为明显的特就是培养与市场发展及需求相一致的职业技术人才。随着我国汽车行业的发展，高职汽车运用与维修专业也得到了一定的发展，但是这种势头并没有持续多久，教学过程中开始暴露出许多传统模式的漏洞和问题，严重阻碍着高职汽车运用与维修专业教学质量的提升。
2.1 传统模式占据主导
汽车运用与维修是一门较为注重理论知识培养与实践操作相结合的专业，教学中有许多概念性的理论知识，针对理论知识部分，一般采取的都是理论教学为主、学生自主探究与学习为辅的模式。这一模式中，教师居于整个课程教学的主导位置，学生的学习状态普遍较为被动。新时期条件下课程标准明确指出，应重新确立学生在教学中的主导地位，通过发挥学生的主观能动性以及学生自主学习的热情来带动整个课程教学的发展以及教学质量的提升，从而提升学生自身的知识获取能力和应用能力。这一标准客观要求汽车运用与维修专业教学模式的转变。但是从目前汽车运用与维修专业的教学现状来看，教育工作者们在一段时间里的确进行了大量的摸索和探究，但传统教学模式依旧占据着主要地位。
2.2 教学模式单一化现象严重
除教学模式存在问题外，现阶段汽车运用与维修专业教学还面临的另外一个较为严重的问题就是教学手
段单一。传统教学模式中，教师们普遍存在一个误区：转换教学模式是浪费有限课时的表现。在这样一种权衡下，大多数教师在进行教学的过程中，都会倾向于整个教学过程采用一种教学手段。在这样一个误区的影响下，将会直接导致整个课程教学的死板与僵硬，学生学习无激情，提不起学习的兴趣与积极性，通过教学主题就能预知下一环节的教学内容。这样平淡无奇、毫无新意的教学模式只会收到诸多负面效果，激发不了学生潜意识里的挑战欲望以及挑战激情。
2.3 实践操作合理性不足
实践操作课程是汽车运用与维修专业课程教学的重要途径，同时也是提升学生汽车运用与维修综合素养的有效措施，及时巩固学生理论知识基础的同时，帮助学生完善知识体系，填补知识层次中的不足。从汽车运用与维修专业教学现状来看，只是一味的按照教学目标实施理论教学计划，对学生知识的实际掌握情况以及学生的具体吸收情况及学生应用理论知识的能力一概不知，在实践操作教学中也只是进行简单的动作示范教学，对提升学生知识连贯性与融通性的重要性没有引起足够的重视。
3 B409M与SUH409L材料腐蚀分析
腐蚀现象本质上具有概率的特性，尤其是孔蚀、缝隙腐蚀以及应力腐蚀破裂等局部腐蚀。汽车消音器的寿命并不取决于腐蚀的平均程度，点腐蚀的最大深度才是消音器寿命的最重要标志，消音器不同部位的点蚀深度分布可按照极值（Gumbel）进行分析，抽样中最大点蚀深度的概率S（x）可表述如下：
S（x）=exp{-exp［（x-u）/b］}，-∞式中：x为最大点蚀深度自变量；u为分布的位置参数，概率密度最大的点蚀深度；b为形状参数，物理意义为点蚀深度的平均值。由一定周期加速腐蚀试验中的各20个抽样中的最大点蚀深度事件，可确定出S（x）函数，并依此确定实际消音器面积下的最大点蚀深度。
对排气系统售后失效件分析研究表明，零件腐蚀的原因主要是：发动机废气在排气系统冷端温度降低液化形成冷凝液，含有氯离子、硫离子及硝酸根等成分，具有较强腐蚀性，造成零件从内部腐蚀甚至锈穿。图1所示为排气系统零件典型腐蚀表面。本文对4个地区（上海、南京、济南、潍坊）排气系统零件冷凝液进行采样，分析了B409M与409DG两种材料腐蚀深度与冷凝液pH值、Cl－离子、SO2－4离子浓度的关系。
图1 排气系统零件典型腐蚀表面
3.1 腐蚀深度与冷凝液Cl－浓度的关系
对不锈钢而言，Cl－离子的点蚀作用对其钝化膜破坏的影响很大，通常被认为是消音器壳体腐蚀锈穿的主要原因。然而，冷凝水中Cl－离子浓度与腐蚀坑深度也未呈现关联性；腐蚀深度未出现随Cl－离子浓度升高而增大的情况，即使在Cl－离子浓度很低的情况下，也有腐蚀穿孔问题发生。
3.2 腐蚀深度与冷凝液SO2－4 浓度的关系
燃油中硫含量也是影响排气系统环境腐蚀性的关键因素，腐蚀冷凝液中SO2－4 浓度与腐蚀深度无关联性，分布也较为随机，但是与409DG相比，B409M在4个地区的数据点均多分布在腐蚀深度相对较小的区域。
4 消声器优化设计与评价
4.1 DoE开发流程
DoE技术是一门以应用数学知识、统计学理论、计算机辅助建模为基础的“基于模型的优化”的前沿学科。通过科学安排试验方案，正确分析试验结果，快速获得优化方案。
（下转第 99 页）
形及扭曲现象；
3.4.3 装配平衡管
在平衡管的喇叭口处及另一端的密封圈处涂冷冻油，固定螺母与平衡管接触处涂润滑油，先将膨胀阀端固定紧（使用双扳手），再将回气管端固定紧（使用双扳手），固定时注意用力均匀，以免损伤密封圈及内外螺纹，正常安装后的平衡管应保证固定美观，无破损、死弯及明显的扭曲现象，不得与芯体端板过管孔镀锌板产生不良干涉现象；
3.4.4 装配干燥瓶（无干燥瓶的产品除外）
在视液镜与干燥瓶的接触面及密封圈上涂冷冻油，然后使用双扳手拧紧，正确装配的干燥瓶应保证流向正确（按瓶体流向箭头方向），方向正确（保证贴有标签的方向朝上），接口无泄漏。
3.5 蒸发风机的安装
3.5.1 将领取的蒸发风机拆封
检查风机外壳有无破损、风机叶轮有无开裂、调速电阻块有无松动、电源及搭铁插件有无脱落、档位线插件是否有缺损等不良现象；
3.5.2 切割底面密封海绵
用美工刀片切割密封海绵，具体尺寸因风机种类而定，一般单边应超过风机底面最大边缘尺寸约3~5mm，要求切割整齐，基本无毛边、破损、撕裂等不良现象。
3.5.3 固定蒸发风机
用圆头不锈钢螺栓（M4³25mm）加平垫、弹垫后固定，固定时注意用力适中，确保风机固定架上的出风口与风机上的出风口基本对齐，固定完成后风机外壳不得有不良变形、风机安装孔破裂等影响产品质量的现象。风机固定完成后所有不锈钢螺栓不得有松动现象，平垫与弹垫不得有错位或挤出现象，螺栓十字槽不得有破坏性损坏；特别注意在风机固定过程中要严格禁止杂物（如螺栓、自攻螺丝、平垫弹垫、扎带头、刀片等）滞留在风机腔内，以免对风机部件（叶轮、电机等）造成破坏性损害；
3.6 冷凝风机的安装
3.6.1 将领取到的冷凝风机拆封，检查风机外壳、风机叶片、电源线等是否有破
损或缺陷，用手指拨动叶轮看风机电机是否有卡死现象；
3.6.2 安装冷凝风机
对于抽风式风机（6米、6米公交、7米公交、8米客车空调、9米客车空调使用），除6米空调（SL14D）、7米公交（包括6730）、8米客车、9米客车外，其余有预埋螺母。对于有固定预埋的壳体，固定冷凝风机的螺栓为每台4条M6³25mm，公交壳体为3条M6³25mm，其中1条M6³40mm用于固定风机线。对于没有固定预埋的空调壳体，每台风机用3条M6³30mm，一条M6³40mm的螺栓加平垫及弹垫后固定风机及风机线，螺母用防松螺母以防止脱落。风机固定后要求螺栓、螺母无松动现象，风机线固定无脱落及松动现象，以防线束磨损，及防止风机线磨穿芯体。
4 结论
汽车空调的作用已是众所周知的，尤其是随着地球表面气温的日益变暖，人们对空调质量的要求越来越高了，不仅轿车和客车装有空调，现在不少工程车和卡车上也装有空调装置。在此，本文对汽车空调工作原理及装配技术要求进行探讨分析。
参考文献
[1]林钢.汽车空调原理及维修[M].北京：北京大学出版社，2008.8.
[2]徐淼.现代自动空调系统的原理与检修[M].北京：电子工业出版社，2000.
[3]刘飞.离散制造业制造执行系统研究应用现状与发展趋「R].2006中国制造执行系统（MES)技术高级研
讨会.海南，2006,12.
消声器DoE开发流程如图2所示。
图2 消声器DoE开发流程
4.2 优化指标
从排气流动上看，催化器和消声器的排放转化和消声效果越好，排气压力就越大，流动越不顺畅，发动机进气量（充气系数）越小，对动力性和经济性影响越大。排气流动与排放、噪声之间，排气过程与进气过程之间都存在着矛盾关系。
本文以消声器为例，依据消声器台架试验测试标准（GB/T 4759―2009），从图1中选择尾管噪声tn和排
气压力Δp2为消声器的优化指标，选择充气系数ηv为发动机的优化指标。
汽车消音器4.3 基于DoE的结构优化与评价
4.3.1 试验设计
按照DoE开发流程，对设计参数进行敏感性分析，结果表明仅有D1和D2对优化指标有明显影响，其余参数可以忽略。对D1和D2进行试验方案设计，建立RBF数学模型，并基于数学模型选用NSEA+算法获得200组Pareto最优解集。
4.3.2 设计要求及优化方案
对Pareto解集进行分析，得出以下结论：降低消声器排气阻力，充气系数并没有明显变化；而在常用转速（中、低转速）范围内（1 200～3 200 r/min），则可较大程度地降低尾管噪声。因而在中、低转速下消声器优化的方向应该是降低排气噪声。
降低噪声以增加排气压力为代价，而排气压力增大又会降低充气系数。因此，必须协调噪声与流动的相互关系。本文中，以在3 200 r/min下充气系数ηv降低2%为限，每隔0.5%的变化幅度选择相应尾管噪声值最小的方案，共4组优化方案进行评价，见表3。
5 结论
汽车排气系统位于车辆底部，连接发动机出气端与大气，主要作用是排放发动机产生的废气、净化废气、降低噪音。其主要零件包括支架、排气管、挠性节、中消音器、后消音器、吊钩、吊耳、尾管等。排气系统关系到整车的动力、排放、振动噪声、舒适度等性能。
参考文献
[1]毕洪运，潘国强，李鑫. 宝钢汽车排气系统用铁素体不
锈钢产品开发［J］. 宝钢技术，2011，（2）: 6-11
[2]陈良元.卷烟生产工艺技术[M].郑州：河南科技出版社，2003.
[3]贾会星. 基于专项技能认证的高职汽车运用与维修专业
课程体系的思考[J]. 科技信息，2013，22：39-40.
发布评论