汽車排氣管的改裝設計

丁超英

摘 要：汽車的設計與生產涉及到許多領域，其獨有的安全性，經濟性，舒適性等眾多指標，也對設計提出了更高的要求。汽車排氣系統是汽車行駛的一個重要的主動安全系統，其性能的好壞對汽車的行駛安全有著重要影響。

關鍵詞：新能源 汽車排氣系統 發展現狀 趨勢研究

Modification of the Design of Automobile Exhaust Pipe

Ding Chaoying

Abstract：The design and production of automobiles involves many fields，and its unique safety，economy，comfort and many other indicators also put forward higher requirements for design. Automobile exhaust system is an important active safety system for automobile driving，and its performance has an important influence on automobile driving safety.

Key words：new energy，automobile exhaust system，development status，trend research

隨著汽車的行駛速度和路面情況復雜的提高，更加需要高性能、長壽命的排氣系統。其性能的好壞對汽車的行駛安全也有著重要影響，如果此系統不能正常工作，車上的駕駛員和乘客將會受到車禍的傷害。汽車是現代交通工具中用得最多、最普遍、也是運用得最方便的交通工具。

1 汽車排氣系統簡介

1.1 排氣系統分類

汽車排氣系統是隨著新能源汽車發展從而衍生出的充電設施，其在新能源汽車的發展過程中具有重要地位。但隨著新能源汽車發展節奏加快，排氣系統開始暴露出許多不足。例如：因排氣系統安裝地點存在問題，從而導致用戶無法及時充電，嚴重影響日常活動進程。在此基礎上，用戶逐漸舍棄新能源汽車，并重新使用充能更為便捷的燃油汽車。該點對我國建設環保事業極為不利，因此改善排氣系統問題具有必要性。但是，在著手改進排氣系統時，首先需對其具有一定了解。

目前國際上新能源汽車主流排氣系統分為兩種類型：其一，交流排氣系統（如圖1所示）。此類排氣系統能夠為帶有車載充電機的汽車充電，但其無法進行調節輸出，難以實現為新能源汽車進行快速充電;其二，直流排氣系統（如圖2所示）。直流排氣系統是目前使用率最高的汽車排氣系統，其不僅能夠調節輸出電壓，而且能夠實現為新能源汽車快速充電。

1.2 直流排氣系統各種類優缺點

此類排氣系統可劃分為四種類型：其一，單槍充電。此類直流排氣系統的結構與實際操作較為簡單，且投入成本較低，但其不僅無法為充電功率較大的新能源汽車進行充電，而且局限性過高，單次僅能為一輛電動汽車充電。此外，在夜晚使用該種排氣系統時，需要人力對車輛進行相應調整，否則將導致電能浪費;其二，雙槍輪充排氣系統。該種排氣系統無法同時為新能源汽車進行充電，并且會對汽車電池使用壽命產生影響;其三，雙槍同充排氣系統。此類排氣系統可以實現同時充電，但投入成本極高，在特定條件下需人工干預;其四，一拖四普通群充。此類排氣系統能夠同時為多輛新能源汽車進行充電，但其無法合理分配用電功率。

1.3 排氣系統的選型

直流排氣系統因自身特點，所以其可以建設在高檔小區，供居住在該小區的新能源汽車用戶使用。目前直流排氣系統的市場價格約為30萬元，單次充電時間僅需一個小時。而交流排氣系統則可以選擇建設在普通小區，供居住在該小區的新能源汽車用戶使用[2]。目前交流排氣系統的市場價格約為4萬元，雖然價格低廉，但其單次充電時間長達6～8小時。現今，我國新能源汽車排氣系統大多為小型直流排氣系統，在針對該種排氣系統進行選型時，有關人員需根據小區實際情況謹慎選擇，確保能夠為新能源汽車用戶提供基本保障。例如：經過調查，發現小區內僅有少量住戶在使用新能源汽車，且小區內可以安裝直流排氣系統的范圍有限。在該種情況下，安裝人員即可為該小區安裝雙槍同充式排氣系統。此類排氣系統不僅能夠增加電能利用率，而且還能同時進行充電，可以顯著增加用戶體驗感;若經過調查，發現小區內有大量住戶在使用新能源汽車，有關人員即可選擇為該小區安裝一拖四普通群充式排氣系統。該種排氣系統能夠實現多輛新能源汽車同時進行充電，可以有效減少用戶的等待時間。而此類直流排氣系統的功率分配工作有關人員應選擇在夜晚進行。其主要原因是：夜晚是排氣系統充電低峰期，因此在此時對功率進行分配，不會對用戶正常使用產生影響。

1.4 排氣系統的安裝

在直流排氣系統的實際安裝過程中，安裝人員必須對汽車與排氣系統之間的距離給予高度重視。例如：若新能源汽車側面朝向排氣系統，安裝人員應確保排氣系統不會對車門正常開關產生影響。經過實際調查，可發現在該種情況下，汽車與排氣系統之間的最小距離為0.4米左右;若排氣系統位置在汽車尾部，則安裝人員應確保汽車與排氣系統之間的距離大于0.5米。此外，安裝人員應為排氣系統與地面建筑間留有安全距離，并在安裝結束后，為其余人員預留檢修空間，避免位置與標準不符，卻無法在不損失利益的情況下對排氣系統進行調整。

此外，在正式安裝排氣系統時，工作人員不僅需要注意自身安全，而且還要對多方面因素進行綜合考慮。例如：在安裝過程中，為避免排氣系統受到雨水侵蝕，工作人員可以選擇建設防雨棚。在成功安裝排氣系統后，工作人員應定期對其進行維護，以此為排氣系統質量提供基本保障。針對該點，相關企業可以選擇推出相關制度，規范檢修人員工作行為，并定期對其進行培訓，使其形成良好的責任意識。而在安裝工作結束后，相關企業應向新能源汽車用戶普及排氣系統使用知識，例如：利用新媒體平臺或其他手段，告知新能源汽車車主，汽車充電時間不宜超過10小時等。若實際操作與要求不符，不僅將造成電能浪費，而且還將對新能源汽車使用壽命造成嚴重影響。

2 新能源汽車排氣機的選擇

新能源汽車排氣機種類眾多，從不同角度進行分類，可以分為多種形式。

從輸入能量角度來看，可以分成幾類：

1）一次新能源汽車排氣機

此類新能源汽車排氣機主要是把自然界中存在的能源轉換為新能源汽車能，這種類型的新能源汽車排氣機在生活中較為常見。

2）二次新能源汽車排氣機

此類新能源汽車排氣機主要是由發電能所產生的能量轉換為新能源汽車能，需要有相關設備作為支撐，工作人員在操作時會花費一定的時間，像液汽缸等。

就新能源汽車排氣機來說，其對應的輸出形式主要表現為三種：

1）具有轉動特征，像排氣機等。

2）具有往復移動的特征，像液壓缸等。

3）具有往復擺動的特征，像擺動氣缸等。

在針對新能源汽車展開設計工作的過程中，需要相關人員將現場能源問題進行考慮。對經濟成本、工作環境進行充分考慮，這樣不但能夠確保設計的合理性，還能使整個操作順利進行。首先，要選擇合適的新能源汽車排氣機，這樣才能發揮出新能源汽車排氣機的優勢，提高工作效率。

首先，需要對排氣機的型號進行選擇，這一工作過程的實現，需要在對排氣機的工作特性進行考慮的基礎上，嚴格尊姓工作制度原則，對排氣機的起動、調速、過載和轉運平穩性等要求進行實現。

在對排氣機型號進行選擇時，要對其新能源汽車特性進行充分考慮，使其與排氣機的工作狀態相匹配，并且還要加強對運轉平穩性的重視，這樣不但能夠確保排氣機型號與實際情況相吻合，還能確保型號的合理性，進而提高對排氣機的利用率。

排氣機容量對于排氣機工作有著重要影響，如果選擇的容量合適，能夠提高排氣機工作效率，相反，如果容量較小，不僅無法使排氣機正常運行，還會降低排氣機的使用期限，給企業帶來較大的損失;如果容量較大，一方面會使排氣機的價格也逐漸提高，并且能量無法得到充分利用，另一方面會使得排氣機工作效率較低，導致資源浪費。

排氣機容量主要由排氣機運行時的發熱情況所決定，而其工作情況對于發熱有著較大影響，一般情況下，根據排氣機工作情況可以分為幾類：

1）用于長時間運轉、荷載變化較小、能夠在常溫下進行工作的排氣機，在對此類排氣機容量進行選擇時，要確保排氣機荷載小于額定值，這樣不會使排氣機產生較大熱量。

2）用于變載荷下能夠長時間工作的排氣機、短時間正常工作的排氣機、重復短時間工作的排氣機，在對容量進行選擇時，要以等效率法進行計算，并對過載能力進行校核，然后對其啟動轉速。

在實際的運行過程中，受到平壓模切機電機轉速的影響，其對應的數據為，轉速：1450r/min，輸出功率：Pw=Pd/y，Pd=FV/1000yKW。

其中所涉及到的F為工作阻力，對應的單位為N。

V則為工作機線的速度，使用單位M/S

而Y則為工作機的工作有效效率。

因此，將電機轉速和輸出效率進行應用計算，可以得出，我們的設計中應選Y160M—4三項異步排氣機。其對應的額定功率為4KW，相應的轉速為1440r/min。

結束語：對于額定功率相同的排氣機，可以選擇不同的轉速，這就需要根據實際情況進行合理選擇。如果排氣機轉速較高，意味著磁極較少，重量相對較少，一般情況下，此種類型的排氣機價格較低。相反，如果選擇轉速較高的排氣機，一旦工作新能源汽車處于低速時，會使得總排氣大大增加，與此同時，重量也會增大，使得排氣裝置所需要的成本也會不斷增加。

參考文獻：

[1]宋海清. 新能源汽車補貼政策研究[D].北京理工大學，2015.

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