某轎車(chē)橫置二級(jí)消聲器可見(jiàn)度優(yōu)化的研究

袁浩 吳光淮

摘 要：橫置二級(jí)消聲器可以節(jié)約底盤(pán)布置空間，并且便于實(shí)現(xiàn)雙排氣管的造型效果，因此在轎車(chē)設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛。但是橫置二級(jí)消聲器存在隱蔽性較差的缺點(diǎn)，在某些情況下影響整車(chē)后部視覺(jué)效果。因此如何更好地隱藏二消，是底盤(pán)布置和車(chē)身布置的重要考慮因素。文章結(jié)合某車(chē)型現(xiàn)狀，提出若干優(yōu)化方案，并分析評(píng)價(jià)可行性和效果。

關(guān)鍵詞：二級(jí)消聲器;可見(jiàn)性;優(yōu)化方案

中圖分類(lèi)號(hào)：TU112.59+7 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）16-101-03

Abstract： The crosswise exhaust muffler can save space of chassis. And facilitate the realization of double exhaust pipe molding effect. Therefore， it is widely used in car design. However， the horizontal two-stage muffler has the disadvantage of poor concealment， in some cases， the rear image of the vehicle effect. Therefore， how to better hide the secondary muffler is an important consideration for chassis layout and boay layout. Combined with the status quo of a certain vehicle， this paper proposes several optimization schemes， analyzes and evaluates the feasibility and effect.

Keywords： Secondary exhaust muffler; Visibility; Optimum proposal

CLC NO.： TU112.59+7 ?Document Code： B ?Article ID： 1671-7988（2020）16-101-03

引言

二級(jí)消聲器（下文簡(jiǎn)稱(chēng)二消）是排氣系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)整個(gè)排氣系統(tǒng)的NVH等性能有重要影響。因此二消的體積和排量關(guān)系密切，無(wú)論橫置二消還是縱置二消都有體積的要求。同時(shí)二消因?yàn)轶w積較大，對(duì)和車(chē)體連接的吊耳數(shù)量和位置也有要求，在保證強(qiáng)度、晃動(dòng)量的情況下，還要整車(chē)美觀(guān)度的要求。因此二消的布置非常重要。

1 周邊結(jié)構(gòu)

1.1 二消橫置的輸入

二消的選擇一般由整車(chē)需求確定，即在開(kāi)發(fā)階段，確定發(fā)動(dòng)機(jī)排量，確定二消的容積;在造型階段，造型師確定排氣管的狀態(tài)：（1）是隱藏還是可視;（2）是單邊還是雙邊，更細(xì)化可分為單邊單出，單邊雙出，雙邊單出，雙邊雙出等;（3）排氣口是朝后還是朝下。

某轎車(chē)在造型階段確定了雙邊單出，排氣管朝后的造型方案，因此左右兩根排氣口都應(yīng)當(dāng)從后方可視，此時(shí)橫置二消更方便布置和固定，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。

1.2 周邊相鄰結(jié)構(gòu)

二消大多布置在后副車(chē)架后面，針對(duì)橫置二消，其上方結(jié)構(gòu)有后車(chē)體、備胎或其他相關(guān)件，前方有后副車(chē)架，后方有后保險(xiǎn)杠，左右分別是輪胎輪罩等實(shí)體零部件，如圖1底盤(pán)視圖所示。同時(shí)橫置二消還要滿(mǎn)足車(chē)輛的離去角和后方可見(jiàn)性，如圖2Y0斷面所示。

①車(chē)后500mm，高800mm的視野線(xiàn);②車(chē)后2500mm，高1560mm的視野線(xiàn);③車(chē)后6000mm，高1150mm的視野線(xiàn);④15°離去角。由圖2可以看出，視野線(xiàn)③可以看見(jiàn)二消，經(jīng)過(guò)數(shù)模測(cè)量，可見(jiàn)高度為80mm。

1.3 相鄰結(jié)構(gòu)的限制

（1）X方向上，X正方向受后保杠熱害限制，X負(fù)方向受后副車(chē)架熱害限制和二消吊耳布置空間限制。

（2）Y方向上，受吊耳布置空間限制。

（3）Z方向上，受到離去角、車(chē)身后地板限制。其中后地板上方需要評(píng)價(jià)備胎、備胎蓋板、后備箱容積等的布置空間。

2 后方可視性的評(píng)價(jià)方法

由圖2可見(jiàn)，我們使用的評(píng)價(jià)方法為評(píng)價(jià)者在車(chē)后的三個(gè)不同位置，分別是：

①車(chē)后500mm，高800mm的視野線(xiàn)——對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)者蹲在車(chē)后較近位置。

②車(chē)后2500mm，高1560mm的視野線(xiàn)——對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)者站在車(chē)后賞車(chē)位置。

③車(chē)后6000mm，高1150mm的視野線(xiàn)——對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)者駕駛車(chē)輛跟車(chē)位置。

該轎車(chē)的主要問(wèn)題是在條件③跟車(chē)情景下，可以看見(jiàn)80mm的二消本體，影響整車(chē)的后方美觀(guān)性。

3 優(yōu)化方案

結(jié)合車(chē)輛后方整體結(jié)構(gòu)，給出以下五個(gè)優(yōu)化二消可見(jiàn)的方案。

3.1 二消上移隱藏

如圖3車(chē)輛后備箱Y0剖面所示，從下往上依次是二消本體、后地板、備胎、備胎蓋板、行李箱蓋板、頂棚、頂蓋。其中車(chē)輛備胎蓋板、備胎、后地板的Z向尺寸確定，備胎蓋板上方后備箱空間直接關(guān)系到車(chē)輛的使用性。為了保證更大的后備箱空間，不能上抬后地板。二消本體和后地板之間需要一定的Z向間隙隔熱。因此二消上移方案不可行。

3.2 后保下延遮擋

后保在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要受到離去角的約束，即后保不能超出離去角。參考圖4所示的斷面，方案①后保下端前移，對(duì)二消可見(jiàn)無(wú)改善;方案②后保下端下移，對(duì)二消可見(jiàn)有優(yōu)化，但超出離去角;方案③后保下端沿著離去角斜向前下方延伸，對(duì)二消可見(jiàn)有改善，但后保本體強(qiáng)度減弱。綜合以上三點(diǎn)，調(diào)整后保險(xiǎn)杠或者增加擋條方案不可行。

3.3 二消前移隱藏

二消前移的主要影響因素是二消本體前方的吊耳結(jié)構(gòu)，為了確保二消的穩(wěn)定性，減小晃動(dòng)量，在二消周?chē)贾昧巳齻€(gè)吊耳，其中二消左右兩側(cè)各一個(gè)吊耳，二消前方有一個(gè)吊耳。二消前方的吊耳為X向固定，因此占用空間大，可以修改成Y向固定，以節(jié)約空間。

如圖6所示，將吊耳安裝方向修改為Y向，可以節(jié)約X向空間80mm，該方案可行。

3.4 二消減薄隱藏

二消自身有容積要求，需要滿(mǎn)足和排量一定的比例要求。如果二級(jí)消聲器本體X向尺寸和Y向尺寸不改動(dòng)，只減小Z向尺寸，會(huì)直接導(dǎo)致二消本體容積變小，易造成噪音加大的結(jié)果。若X向尺寸加大，二消前方和副車(chē)架間隙小，無(wú)法布置二消進(jìn)氣管;二消后方會(huì)超出離去角。若Y向尺寸加大，二消兩側(cè)吊耳無(wú)法固定在縱梁上，影響吊耳強(qiáng)度。

另一方面，考慮到成本，改動(dòng)二消本體會(huì)增加零部件開(kāi)發(fā)費(fèi)用。

因此二消減薄的方案不可行。

3.5 二消旋轉(zhuǎn)隱藏

二消前端下降，后端上移，通過(guò)這種旋轉(zhuǎn)，使原來(lái)視野看到二消后面的接縫處，優(yōu)化至二消下表面。而下表面不易反光，視覺(jué)效果更優(yōu)。如圖7所示。

由圖7可見(jiàn)，水平放置的二消可見(jiàn)接縫處，而通過(guò)旋轉(zhuǎn)可以適當(dāng)隱藏接縫處。同時(shí)由視野看到的面曲率較大，二消反光更差，視覺(jué)效果更好。

4 結(jié)果對(duì)比

現(xiàn)在同時(shí)采用方案三和方案五，進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比結(jié)果如下表1所示：

雖然數(shù)據(jù)上在L=6m，H1=1.15m的視野下，可見(jiàn)區(qū)域僅優(yōu)化了32mm。但是由于二消本體前移，加上適當(dāng)旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致二消所處的環(huán)境光線(xiàn)更弱，二消反射的光線(xiàn)更弱，所以視覺(jué)效果更佳。

5 結(jié)論

在傳統(tǒng)布置中，二消因?yàn)閷儆诘妆P(pán)件，在位置放置時(shí)容易只考慮自身的消音、散熱、振動(dòng)等性能的影響，而忽略對(duì)整車(chē)外觀(guān)的影響。本車(chē)二消可見(jiàn)區(qū)域過(guò)多即為前期未充分考慮，導(dǎo)致影響實(shí)車(chē)外觀(guān)。在實(shí)物裝車(chē)后再整改該問(wèn)題，需要重新分析二消的周邊零部件，為更好地隱藏二消，提出多種方案，與不同分組開(kāi)展對(duì)接分析，較為耗時(shí)耗力。最終的解決方案是修改二消前方吊耳的朝向，讓出二消前移的空間，同時(shí)二消旋轉(zhuǎn)。涉及到修改的零部件有二消本體，二消前吊耳，二消兩側(cè)吊耳，二消排氣管，車(chē)體吊耳，隔熱罩等。

由于二消的特殊性：二消布置方式多，有單邊縱置，雙邊縱置，橫置單出，橫置雙出等，二消本體被看到的可能性很大。因此在后續(xù)車(chē)型的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)檢查二消的可見(jiàn)性問(wèn)題，在二消在三種視野情況下均不能完全隱藏的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)開(kāi)展模型評(píng)審，在實(shí)物模型上組織主觀(guān)性評(píng)價(jià)，確定現(xiàn)狀態(tài)是否可以接受。

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