康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

史博

摘 要 汽車(chē)行業(yè)發(fā)展在減少地球溫室效應(yīng)背景下，柴油替代能源普及率低、相關(guān)設(shè)施不完善的情況，全球都在期盼著一款動(dòng)力大、油耗少、排放低、運(yùn)行安靜的發(fā)動(dòng)機(jī)，康明斯ISF2.8S5129T完全符合這些要求，它的這些特點(diǎn)讓用戶贊不絕口。目前ISF2.8升發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)成功通過(guò)國(guó)Ⅳ排放法規(guī)認(rèn)證，相當(dāng)于歐Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證，充分滿足國(guó)內(nèi)外主機(jī)廠對(duì)高端環(huán)保動(dòng)力的需求。排氣系設(shè)計(jì)是整車(chē)設(shè)計(jì)中的重中之重，康明斯獨(dú)特優(yōu)勢(shì)就在于后處理的控制系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一體集成，極大地保證了發(fā)動(dòng)機(jī)和后處理協(xié)同作業(yè)，實(shí)現(xiàn)完美匹配，功能更加強(qiáng)大的后處理系統(tǒng)，更加精準(zhǔn)的燃燒優(yōu)化系統(tǒng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放減少，燃油經(jīng)濟(jì)性提高。

關(guān)鍵詞 康明斯 排氣 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：U464.172 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1巴西出口車(chē)排氣系相關(guān)配置及發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系安裝說(shuō)明

本款輕型載貨汽車(chē)采用，康明斯ISF2.8S5129T歐五發(fā)動(dòng)機(jī)（額定功率/轉(zhuǎn)數(shù)：163/3200，最大扭矩/轉(zhuǎn)數(shù)：360/1800，缸徑&沖程：3.7x3.94 in. [94x100 mm]，排量：2.8 升，進(jìn)氣方式：增壓/中冷，型式：直列四缸，后處理：DOC和消聲器一體式），后單胎，3350軸距，12V，機(jī)械翻轉(zhuǎn)。

康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系的安裝許可：

（1）由排氣管路和消聲器產(chǎn)生的排氣阻力必須小于數(shù)據(jù)表上列出的最大背壓值。

（2）排氣系統(tǒng)排出的廢氣應(yīng)不能影響進(jìn)氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)或車(chē)輛駕駛員。

（3）使用可變截面式渦輪增壓器 （VGT）的發(fā)動(dòng)機(jī)，不允許使用排氣制動(dòng)器和渦輪鼓風(fēng)機(jī)。

（4）確保排氣制動(dòng)器（限流型）在開(kāi)啟的狀態(tài)下，排氣系統(tǒng)的背壓不得超出數(shù)據(jù)表規(guī)定的極限值。當(dāng)排氣制動(dòng)器工作時(shí)，排氣背壓不得超出規(guī)定的極限值。

（5）排氣制動(dòng)器和排氣系統(tǒng)的安裝不得向發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器施加過(guò)大的彎矩，從而超出發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)表上規(guī)定的彎矩。

2確定排氣歧管連接方式

馬蒙連接，全式馬蒙連接，如圖1，馬蒙連接經(jīng)常被用到排氣系統(tǒng)中，以使排氣泄露最小。全式馬蒙連接是具有兩個(gè)20度角接觸面的法蘭形式。為與渦輪增壓器出口處的全式馬蒙法蘭連接。OEM可以選用擴(kuò)口的管子活加工一個(gè)插入式的過(guò)渡管。圖2中列出了典型的擴(kuò)口管子的尺寸。當(dāng)具體確定馬蒙法蘭規(guī)格時(shí)，有時(shí)通過(guò)法蘭的外徑來(lái)定義，有時(shí)通過(guò)所選管路的名義直徑來(lái)定義，這樣很容易混淆。所以當(dāng)要確認(rèn)與康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)連接的具體幾何尺寸時(shí)應(yīng)該參考GCE中相關(guān)的機(jī)械技術(shù)接口AEB或CAD圖紙。

綜上所述，再根據(jù)后處理器尺寸，吊架位于車(chē)架下平面可布置空間尺寸，確定前排氣管總成尾端（X、Y、Z）坐標(biāo)；形狀根據(jù)三維數(shù)模確定，離合器位于左側(cè)，排氣歧管位于右側(cè)，所以只需要考慮與鋼板彈簧和變速箱不干涉。

經(jīng)過(guò)多次嘗試，采用直徑79mm的波紋管，增加100-130mm長(zhǎng)的撓性節(jié)，彎曲半徑為120mm。

排氣管總成與發(fā)動(dòng)機(jī)連接示意圖3和4：

3總結(jié)

目前，康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)排氣設(shè)計(jì)（圖5）是三維數(shù)模和二維出圖階段，有待一輪試制→整頓、二輪試制→整頓、三輪試制→整頓（視整頓情況定），很多情況需要在試制中裝車(chē)而定，排氣尾氣測(cè)試數(shù)據(jù)是其中非常重要的一項(xiàng)參照指標(biāo)。