汽车排气系统金属挠性节也称为波纹管或柔性节,是汽车排气系统很重要的连接部件,起到降振降噪、补偿热胀冷缩变形量,保护排气系统其它零部件等作用。挠性节总成结构如图1所示:其中1是金属外网,2是波纹管,3是伸缩节。挠性节在汽车排气系统安装位置简图见图2所示。
图1_挠性节
图2_汽车排气系统简图
二、挠性节分类:
1.非承载式挠性节:
—— 主要应用在前驱横置发动机乘用车上
图3_非承载式挠性节
2.承载式挠性节:
—— 主要应用在后驱纵置发动机乘用车上
图4_承载式挠性节
Ø 非承载式挠性节与承载式挠性节从结构上最大的区别就是金属外网不同:
非承载式挠性节使用的金属外网是钩针网结构,承载式挠性节则使用的金属外网是编织网结构,详见图2和图3所示。
三、 挠性节主要性能指标/作用:
1.密封连接,不允许泄漏——一旦发生气体泄漏,或外界空混入,会影响氧传感器测量精度,从而降低三元催化器净化有害气体作用,排出有害气体,污染空气;
2.隔离噪声与振动——主要由于发动机点火过程中产生的振动,例如4缸四冲程汽油发动机的振动频率大约为(20~200)Hz范围,发动机振动频率f=(n/60)*(发动机缸数/2),n=发动机每分钟的转数;
3.隔离大位移——这就要求挠性节有足够的相对位移量,才能实现柔性连接
影响位移量的大小的因素主要有:1)发动机的摆角;2)挠性节与发动机
旋转轴的相对位置决定。
四、挠性节所面临的主要问题:
1.相对位移力——系统载荷所传递给挠性节的激励形式主要为挠性节进气口端的运动量所主导,汽车在前进、后退运动中,势必会引起发动机机体的俯仰运动,从而导致与歧管相连的挠性节进、出气口端的相对运动,而大得相对位移量容易使挠性节局部发生应力集中,应力集中会影响挠性节的疲劳寿命。在这里将挠性节假设为弹簧模型,F=K*X(F为由于挠性节发生相对位移量产生的作用力,K为刚度,X为相对位移量)。即X=F/K,当相对位移量X一定时,K越小,F也越小,从而挠性节产生的应力也就越小。也就是说,挠性节越软,产生的力小,疲劳寿命也会随之提高!但事实的真相真的会如此吗?别忘了,当挠性节刚度发生变化时,自身的固有频率也会降低,那么就很容易产生低频共振。所以第二个挠性节要面临的问题就是:
2.振动(共振);
3.高温——发动机排出的高温气体温度至少800°以上;
4.腐蚀——来自雨水等物质的腐蚀。
Ø 针对以上挠性节所面临的问题,那么挠性节又是如何解决的呢?让我们一起从它的结构构成来剖析一下吧。
四、挠性节的零部件作用及技术要求:
1.金属外网:挠性节的金属外网主要有两种,一是钩针网,它的作用主要起到限位、防止发生共振,解决了挠性节刚度小容易产生共振的问题;二是编制网,它的作用主要是起到限位作用。总之无论是钩针网还是编织网,都起到保护波纹管的作用,防止大位移量拉伸波纹管直接损坏,丧失功能;
2.伸缩节:伸缩节有伸缩性,有拉压、弯曲自由度,比较灵活,因与蛇相似,又叫蛇皮管,它起到防止高温气流冲击波纹管,保护波纹管,降低噪音,同时也起到拉压限位作用,保护波纹管;
3.波纹管:波纹管的端面结构成波浪形状,故叫波纹管,一般有双层薄壁不锈钢材料通过液压成型制成,挠性节的刚度主要由波纹管刚度决定。波纹
管的内层主要选用耐高温的材料,如SUS304;外层主要选用防腐蚀的材料,如SUS321等。
Ø 最后所有部件装配在一起,两端通过卡环凸焊定位在一起形成成品—挠性节。
五、总结:
以上便是我对汽车排气系统挠性节的粗浅理解,希望大家能够提出宝贵意见,指出错误,共同成长!