汽车发动机排气歧管开裂

昙花一现

排气歧管开裂我是一名汽车公司的新手，现负责开发一款四缸发动机排气歧管，为了达到国家排放要求，采用紧耦合形式，但在发动机最大转速满负荷的耐久试验中在四支管汇聚得地方出现焊缝开焊、材料开裂得问题，初步确定为生产材料和焊接工艺方面得问题，现在材料全部采用不锈钢SUS 441的，焊接也没有问题了，但还是出现开裂。
于是做了歧管在发动机台架上得模态及震动试验，初步判定在发动机最大转速时，排气歧管与发动机存在共振。但是不能确定，现有两大问题请教，谢谢了~~急！！！
1、一般四缸汽油发动机得最大加速度是多大？我们通过做试验测量达到了50g以上，对此数据很怀疑

2、通过改变什么可以改变排气歧管得固有频率？
如果需要什么资料和数据我能提供的都可以提供。请此方面得专家多多帮忙！

jfyy

我负责的一款四缸发动机排气歧管也同样出现汇聚管出现开裂的现象，441是常用的不锈钢，我手里也只有关于材料方面的信息，发给你看看有什么帮助没有，我还没有进行振动试验，关于改变歧管的固有频率，我认为结构有变化，固有频率应该也相应变化吧，还是等专家看看

无边丝雨

一般发动机装在车上模拟计算时，我们参照AVL公司经验计算取最大加速度为10g，同时安全系数在1.4以上，采用50g个人感觉太大了，不可接受。这样条件下，不但采用钢管焊接排气歧管的，我想即使采用铸铁排气歧管的也得开裂。另外，为满足国IV排放法规的钢管焊接排气歧管类在本体上必须加支架固定，这是最女解决其开裂的方法。同时，改变其固定频率方法就是加强排气歧管的刚度。
我们一般在台架上用200小时冷热裂试验来测试排气歧管的设计耐久性。

无边丝雨

设计排气歧管支架可以参考昌河浪迪K14B后驱发动机及大发ATRAI7车型所配发动机用排气歧管支架，就是一简单的钢板冲压件固定于排气出口法兰处。如需要照片，可回我。

jfyy

照片能发给我看看吗？你不是说的固定排气歧管隔热板的支架吧？

无边丝雨

是排气歧管支架，支撑排气歧管的，不是固定隔热罩。其主要安装在排气歧管出口法兰处，为悬臂结构增加一支承。照片我建新贴上传。

shenlang

靠,为什么老是提示我
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shenlang

两个原因:
1.振动,则需要改变歧管频率,

shenlang

如 3楼家 所言,在歧管出气法兰处增加一个较强的支架是较好的办法.

shenlang

一端焊接在歧管上,一端可螺栓固定在进气法兰上或者发动机本体上.
2.热变形. 歧管一般温度较高,最高可达800-900度,因此应该采用CAE分析,判断是否存在受热变形导致开裂.然后根据分析结果优化歧管设计,比如圆滑过渡,增大倒角,改善焊接等.
441是歧管最常用材料,实在不行可以稍微增加歧管厚度.
另:你的歧管是不是半壳式的?发个图片上来

shenlang

终于知道是那个词敏感了."DA 法兰",去掉"大"字就OK了,无语!

shenlang

最近正好在做这种类型的歧管,很高兴有机会和大家一起探讨.

yamoyo

很高兴终于找到搞排气歧管的了。虽说这个铁疙瘩看上去没啥高科技含量，可要是把试验全解决了还真是不容易。
不锈钢管焊接式的没搞过，就不废话了。
有一点供大家参考一下：
试验台架以及试验步骤的合理性。我们公司之前出过几起，同样的零件，在国内台架上无法通过，发到国外台架上就通过了。
台架的振动、风扇冷却，程序的时间设置等等都很重要。
其中比较重要的是排气歧管下方排气管的连接及承重。一定要使排气歧管不受到过多的外力干扰。

另，版主的200h冷热裂试验是专门针对排气歧管的吗？
我们公司的试验循环要多一些：冷热冲击的核算下来大概1500h左右；全负荷的高低速试验500小时左右。

yamoyo

另外，关于发动机振动，lz的振动加速度也是太大了些。
附件是一款1.4L汽油机的振动情况。测的是进气歧管（排气歧管温度太高，传感器用不了）。
上图是全油门的振动情况，从怠速开始到最高转速（6000转）。
下图是加速度在频域上的分布。
可见最大也不过20g。

dxpqgc

实验时可以用热像仪拍下各部位的温度场分布,进行分析有助于分析解决开裂问题