某轎車橫置二級消聲器可見度優化的研究

袁浩 吳光淮

摘 要：橫置二級消聲器可以節約底盤布置空間，并且便于實現雙排氣管的造型效果，因此在轎車設計中應用廣泛。但是橫置二級消聲器存在隱蔽性較差的缺點，在某些情況下影響整車后部視覺效果。因此如何更好地隱藏二消，是底盤布置和車身布置的重要考慮因素。文章結合某車型現狀，提出若干優化方案，并分析評價可行性和效果。

關鍵詞：二級消聲器;可見性;優化方案

中圖分類號：TU112.59+7 ?文獻標識碼：B ?文章編號：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

二級消聲器（下文簡稱二消）是排氣系統的重要組成部分，對整個排氣系統的NVH等性能有重要影響。因此二消的體積和排量關系密切，無論橫置二消還是縱置二消都有體積的要求。同時二消因為體積較大，對和車體連接的吊耳數量和位置也有要求，在保證強度、晃動量的情況下，還要整車美觀度的要求。因此二消的布置非常重要。

1 周邊結構

1.1 二消橫置的輸入

二消的選擇一般由整車需求確定，即在開發階段，確定發動機排量，確定二消的容積;在造型階段，造型師確定排氣管的狀態：（1）是隱藏還是可視;（2）是單邊還是雙邊，更細化可分為單邊單出，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當從后方可視，此時橫置二消更方便布置和固定，同時結構簡單，成本較低。

1.2 周邊相鄰結構

二消大多布置在后副車架后面，針對橫置二消，其上方結構有后車體、備胎或其他相關件，前方有后副車架，后方有后保險杠，左右分別是輪胎輪罩等實體零部件，如圖1底盤視圖所示。同時橫置二消還要滿足車輛的離去角和后方可見性，如圖2Y0斷面所示。

①車后500mm，高800mm的視野線;②車后2500mm，高1560mm的視野線;③車后6000mm，高1150mm的視野線;④15°離去角。由圖2可以看出，視野線③可以看見二消，經過數模測量，可見高度為80mm。

1.3 相鄰結構的限制

（1）X方向上，X正方向受后保杠熱害限制，X負方向受后副車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、車身后地板限制。其中后地板上方需要評價備胎、備胎蓋板、后備箱容積等的布置空間。

2 后方可視性的評價方法

由圖2可見，我們使用的評價方法為評價者在車后的三個不同位置，分別是：

①車后500mm，高800mm的視野線——對應評價者蹲在車后較近位置。

②車后2500mm，高1560mm的視野線——對應評價者站在車后賞車位置。

③車后6000mm，高1150mm的視野線——對應評價者駕駛車輛跟車位置。

該轎車的主要問題是在條件③跟車情景下，可以看見80mm的二消本體，影響整車的后方美觀性。

3 優化方案

結合車輛后方整體結構，給出以下五個優化二消可見的方案。

3.1 二消上移隱藏

如圖3車輛后備箱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系到車輛的使用性。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

后保在結構設計時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，對二消可見無改善;方案②后保下端下移，對二消可見有優化，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，對二消可見有改善，但后保本體強度減弱。綜合以上三點，調整后保險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構，為了確保二消的穩定性，減小晃動量，在二消周圍布置了三個吊耳，其中二消左右兩側各一個吊耳，二消前方有一個吊耳。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，以節約空間。

如圖6所示，將吊耳安裝方向修改為Y向，可以節約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，需要滿足和排量一定的比例要求。如果二級消聲器本體X向尺寸和Y向尺寸不改動，只減小Z向尺寸，會直接導致二消本體容積變小，易造成噪音加大的結果。若X向尺寸加大，二消前方和副車架間隙小，無法布置二消進氣管;二消后方會超出離去角。若Y向尺寸加大，二消兩側吊耳無法固定在縱梁上，影響吊耳強度。

另一方面，考慮到成本，改動二消本體會增加零部件開發費用。

因此二消減薄的方案不可行。

3.5 二消旋轉隱藏

二消前端下降，后端上移，通過這種旋轉，使原來視野看到二消后面的接縫處，優化至二消下表面。而下表面不易反光，視覺效果更優。如圖7所示。

由圖7可見，水平放置的二消可見接縫處，而通過旋轉可以適當隱藏接縫處。同時由視野看到的面曲率較大，二消反光更差，視覺效果更好。

4 結果對比

現在同時采用方案三和方案五，進行對比，對比結果如下表1所示：

雖然數據上在L=6m，H1=1.15m的視野下，可見區域僅優化了32mm。但是由于二消本體前移，加上適當旋轉，導致二消所處的環境光線更弱，二消反射的光線更弱，所以視覺效果更佳。

5 結論

在傳統布置中，二消因為屬于底盤件，在位置放置時容易只考慮自身的消音、散熱、振動等性能的影響，而忽略對整車外觀的影響。本車二消可見區域過多即為前期未充分考慮，導致影響實車外觀。在實物裝車后再整改該問題，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，與不同分組開展對接分析，較為耗時耗力。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，同時二消旋轉。涉及到修改的零部件有二消本體，二消前吊耳，二消兩側吊耳，二消排氣管，車體吊耳，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。因此在后續車型的開發過程中，應當重點檢查二消的可見性問題，在二消在三種視野情況下均不能完全隱藏的時候，應當開展模型評審，在實物模型上組織主觀性評價，確定現狀態是否可以接受。

參考文獻

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