汽車排氣系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)工程規(guī)范

年4月19日汽車排氣系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)工程規(guī)范文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請聯(lián)系改正。長城汽車股份有限公司發(fā)布20xx-xx-xx實(shí)施20xx-xx-xx發(fā)布汽車排氣系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)ExhaustSystemDesign&DeveloppingQ/CCXXXXX—2長城汽車股份有限公司發(fā)布20xx-xx-xx實(shí)施20xx-xx-xx發(fā)布汽車排氣系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)ExhaustSystemDesign&DeveloppingQ/CCXXXXX—201XQ/CC長城汽車股份有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TOC\o"1-2"\h\z\u前言 II1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語 14一般要求 25項目實(shí)施內(nèi)容及程序 36設(shè)計開發(fā)主要工具與試驗/測試設(shè)備要求 47坐標(biāo)系與有限元幾何結(jié)構(gòu) 58排氣系統(tǒng)CAE結(jié)構(gòu)分析 69系統(tǒng)試驗方法與要求 6附錄A排氣系統(tǒng)正向設(shè)計開發(fā)程序流程圖 7附錄B排氣系統(tǒng)逆向設(shè)計開發(fā)程序流程圖 8附錄C排氣系統(tǒng)主要試驗/測試設(shè)備/儀器要求 9附錄D排氣系統(tǒng)開發(fā)資料準(zhǔn)備清單 10前言為規(guī)范汽車排氣系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)，特制定本標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)起草時主要參考了國內(nèi)外主要汽車生產(chǎn)企業(yè)和排氣系統(tǒng)企業(yè)的最新相關(guān)工程規(guī)范。本規(guī)范由長城汽車股份有限公司提出。本規(guī)范由長城汽車股份有限公司歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：長城汽車股份有限公司。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：。 汽車排氣系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)工程規(guī)范范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了汽車排氣系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)的基本內(nèi)容與要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于M類和N類機(jī)動車輛用的排氣系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)。規(guī)范性引用文件下列文件中的條款經(jīng)過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。GB18352.3輕型汽車排氣污染物排放限值與試驗方法（中國Ⅲ、Ⅳ階段）GB1495汽車加速行駛車外噪聲限值與試驗方法GB16170汽車定置噪聲限值GB/T14365車輛定置噪聲測試方法QC/T631汽車消聲器總成技術(shù)條件與試驗方法GB/T15089機(jī)動車輛及掛車分類GB/T18297汽車發(fā)動機(jī)性能試驗方法Q/CCJT003汽車消聲器技術(shù)條件術(shù)語汽車排氣系統(tǒng)安裝在車輛底盤上，用于控制車輛排氣污染和排氣噪聲的裝置。它由歧管、排氣后處理裝置（含汽油車催化轉(zhuǎn)化器、柴油車后處理裝置等）、消聲器、排氣管總成、柔性管和懸掛總成等零部件組成。排氣消聲器將發(fā)動機(jī)燃燒后的廢氣向大氣排出裝置中可有效降低排氣氣流噪聲的整體部件。排氣消聲器一般包括從消聲器進(jìn)氣口到出氣口的整個消聲器部件，不包括發(fā)動機(jī)排氣歧管和排氣管。排氣后處理裝置安裝在排氣系統(tǒng)上，能經(jīng)過各種理化作用來降低排氣中污染物排放量的裝置。正向設(shè)計開發(fā)指與車輛/或發(fā)動機(jī)同步開發(fā)，按項目設(shè)計任務(wù)書/或技術(shù)協(xié)議（含附件）提供的技術(shù)參數(shù)，并按本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的內(nèi)容、程序和要求達(dá)到客戶所滿意的產(chǎn)品性能和質(zhì)量（包括可靠性和生產(chǎn)一致性）的過程。逆向設(shè)計開發(fā)指車輛/或發(fā)動機(jī)已定型且有原型車/或原型機(jī)配置的排氣系統(tǒng)，按項目設(shè)計任務(wù)書/或技術(shù)協(xié)議（含附件）提供的技術(shù)參數(shù)，并按本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的內(nèi)容、程序和要求進(jìn)行優(yōu)化達(dá)到客戶所滿意的產(chǎn)品性能和質(zhì)量（包括可靠性和生產(chǎn)一致性）的過程。計算機(jī)輔助分析（CAE）CAE分析是基于有限元法的理論，利用計算機(jī)建立計算模型并進(jìn)行模擬仿真分析，對產(chǎn)品進(jìn)行性能和安全可靠性分析，及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的不足，預(yù)測產(chǎn)品可能出現(xiàn)的缺陷，及早進(jìn)行預(yù)防和改進(jìn)設(shè)計。設(shè)計驗證（DV）指應(yīng)用本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗/或測試方法、試驗設(shè)備/或儀器，經(jīng)過實(shí)際評測獲得數(shù)據(jù)，以此來驗證設(shè)計開發(fā)方案準(zhǔn)確性的一種過程。產(chǎn)品驗證（PV）指應(yīng)用本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗/或測試方法、試驗設(shè)備/或儀器，經(jīng)過實(shí)際評測獲得數(shù)據(jù)，以此來驗證產(chǎn)品工藝可靠性和一致性的一種過程。白噪聲指功率譜密度在整個頻域內(nèi)均勻分布的噪聲。一般要求基本要求4.1.1排氣系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)應(yīng)符合本規(guī)范的規(guī)定，并按照經(jīng)規(guī)定程序批準(zhǔn)的設(shè)計開發(fā)任務(wù)書/或按照供需雙方會簽的技術(shù)文件（含技術(shù)圖樣/或?qū)嵨铮┻M(jìn)行正向/或逆向設(shè)計和開發(fā)。4.1.2排氣系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)(特別是逆向開發(fā))前必須完成下列工作：4.1.1.1排氣系統(tǒng)整車裝配生產(chǎn)線實(shí)地可裝配性測試；4.1.1.2排氣系統(tǒng)技術(shù)資料準(zhǔn)備（詳見附錄D）.項目組組成及職責(zé)排氣系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)由項目組負(fù)責(zé)，實(shí)行項目組長負(fù)責(zé)制。4.2.1項目組長：由主管技術(shù)的企業(yè)最高領(lǐng)導(dǎo)（技術(shù)總監(jiān)/或總工？）擔(dān)任，負(fù)責(zé)項目總計劃和技術(shù)方案的審批、技術(shù)資源的調(diào)配、設(shè)計開發(fā)節(jié)點(diǎn)控制、項目費(fèi)用預(yù)算計劃制定和費(fèi)用支付審批，以及對外技術(shù)交往（如與主機(jī)廠/或客戶開展的技術(shù)方案論證會等）。4.2.2項目組副組長：負(fù)責(zé)項目總計劃和技術(shù)方案的制定和落實(shí)。4.2.3項目組主要構(gòu)成須包括企業(yè)內(nèi)所有職能部門（技術(shù)中心、質(zhì)量部、財務(wù)部、工藝部門、采購部等），并由該部門的主要領(lǐng)導(dǎo)/或由該部門領(lǐng)導(dǎo)直接委派的項目工程師擔(dān)任項目組員。負(fù)責(zé)本業(yè)務(wù)領(lǐng)域里所有工作任務(wù)的落實(shí)。項目例會制度項目設(shè)計開發(fā)實(shí)行項目例會制度，其主要內(nèi)容包括技術(shù)方案（含方案配置、試驗/測試計劃等）的討論和論證、項目計劃實(shí)施中存在的問題及解決辦法等。4.3.2項目例會每周舉行一次，由項目組長/或副組長主持。項目組應(yīng)利用每日早會報告前一天項目進(jìn)展情況和須項目組協(xié)調(diào)的事宜，以便及時發(fā)現(xiàn)、及時解決問題。項目報告制度4.4.1項目報告按企業(yè)報告相關(guān)制度執(zhí)行。4.4.2項目報告由各項目成員在完成各階段任務(wù)后撰寫，并上交項目組領(lǐng)導(dǎo)審批：4.4.2.1項目概念設(shè)計和預(yù)工程分析技術(shù)方案報告由技術(shù)中心負(fù)責(zé)撰寫，它包括：結(jié)構(gòu)計算/或分析（CAE）報告消聲性能（NVH）計算/或分析報告樣件（包括排氣系統(tǒng)、催化器和消聲器）性能評測報告（逆向設(shè)計開發(fā)時）DFEMA和質(zhì)量體系報告試驗/測試報告等4.4.2.2項目概念設(shè)計和預(yù)工程分析工藝文件報告（包括產(chǎn)品工藝流程圖、生產(chǎn)工時、材料消耗、設(shè)備折舊、模具工裝準(zhǔn)備等）由工藝部門撰寫。4.4.2.3項目概念設(shè)計和預(yù)工程分析財務(wù)報告由財務(wù)部負(fù)責(zé)撰寫。4.4.2.4項目概念設(shè)計和預(yù)工程分析總報告由項目組撰寫。4.4.3項目報告（包括書面、電子文檔等）由技術(shù)中心技術(shù)情報室按企業(yè)文件管理辦法和保密規(guī)定統(tǒng)一管理。項目實(shí)施內(nèi)容及程序項目實(shí)施分為概念設(shè)計、預(yù)工程分析及方案評審階段、項目實(shí)施準(zhǔn)備階段、項目實(shí)施和設(shè)計驗證（DV）階段和產(chǎn)品驗證（PV）階段四大階段。概念設(shè)計、預(yù)工程分析及方案評審階段內(nèi)容5.2.1正向設(shè)計與開發(fā)CAD三維模型設(shè)計GT-power消聲器預(yù)設(shè)計與分析催化器/或柴油車后處理裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計CAE系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計與預(yù)工程分析CAD三維模型和二維圖紙制作產(chǎn)品設(shè)計驗證試驗/或測試計劃（ADV）產(chǎn)品預(yù)工程工藝流程圖產(chǎn)品預(yù)報價材料DFEMA文件項目節(jié)點(diǎn)計劃概念設(shè)計、預(yù)工程分析及預(yù)工程方案報告編制與審核概念設(shè)計、預(yù)工程方案評審5.2.2逆向設(shè)計與開發(fā)樣件型架制作消聲器性能（包括定置噪聲、車外加速噪聲、插入損失、排氣背壓等）測試樣件測繪CAD三維模型設(shè)計GT-power消聲器優(yōu)化預(yù)設(shè)計與分析催化器/或柴油車后處理裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計CAE系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計與預(yù)工程分析產(chǎn)品設(shè)計驗證試驗/或測試計劃（ADV）產(chǎn)品預(yù)工程工藝流程圖產(chǎn)品預(yù)報價材料DFEMA文件項目節(jié)點(diǎn)計劃概念設(shè)計與預(yù)工程分析及預(yù)工程方案報告編制與審核概念設(shè)計與預(yù)工程方案評審預(yù)工程方案評審概念設(shè)計與預(yù)工程分析及預(yù)工程方案評審階段實(shí)施程序5.3.1正向設(shè)計與開發(fā)按附錄A執(zhí)行。5.3.2逆向設(shè)計與開發(fā)按附錄B執(zhí)行。項目實(shí)施準(zhǔn)備階段包括：技術(shù)資料須按附錄D要求準(zhǔn)備齊全CAD三維數(shù)模和二維圖紙繪制與審核二級供應(yīng)商（包括催化劑載體、襯墊、原材料、柔性管、懸掛件等）考察和定點(diǎn)工藝文件編制模具、工裝準(zhǔn)備產(chǎn)品正式報價材料項目實(shí)施和設(shè)計驗證（DV）階段5.5.1內(nèi)容各輪樣件制作消聲器調(diào)音建議CAD三維數(shù)模和二維圖紙更新消聲器GT-power模擬計算手工樣件測評比對試驗（逆向設(shè)計開發(fā)時）系統(tǒng)和消聲器各輪方案優(yōu)化程序?qū)嵤┫到y(tǒng)和消聲器各輪方案評審模具、工裝外協(xié)加工各輪樣件評測與送樣評審5.5.2系統(tǒng)和消聲器各輪方案優(yōu)化程序?qū)嵤┎坏蒙儆谌啠ê?.5.3系統(tǒng)和消聲器各輪方案優(yōu)化程序包括：CAD三維數(shù)模和二維圖紙制作/或更新柔性管和懸掛器動態(tài)剛度、疲勞和動敏性、模態(tài)設(shè)計驗證（DV）測試系統(tǒng)和消聲器背壓、擴(kuò)散噪聲、定置噪聲、車外加速噪聲和噪聲主觀評價設(shè)計驗證（DV）測試5.5.4產(chǎn)品設(shè)計驗證（DV）測試內(nèi)容應(yīng)以設(shè)計開發(fā)任務(wù)書/或技術(shù)協(xié)議規(guī)定的內(nèi)容為準(zhǔn)。5.6項目產(chǎn)品驗證（PV）階段5.6.1內(nèi)容產(chǎn)品驗證測試（PV）和樣件制作系統(tǒng)模態(tài)測試系統(tǒng)試驗場數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)CAE試驗場針對模擬和動態(tài)疲勞測試程序載荷譜制作、消聲器和懸掛桿動態(tài)疲勞測試產(chǎn)品測試報告和分析報告撰寫及審核項目總結(jié)報告撰寫及審核5.6.2產(chǎn)品驗證（PV）測試內(nèi)容應(yīng)以設(shè)計開發(fā)任務(wù)書/或技術(shù)協(xié)議規(guī)定的內(nèi)容為準(zhǔn)。設(shè)計開發(fā)主要工具與試驗/測試設(shè)備要求軟件工具功能軟件名稱應(yīng)用類別CADAutoCAD、UG、Catia2D、3D振動疲勞Nastran,Hyperworks,Ansys,I-deas,n-Code,Abaqus,andRLDA靜態(tài)、模態(tài)、頻率和瞬態(tài)響應(yīng)、動態(tài)疲勞、噪音振動、熱效應(yīng)、板殼成形、優(yōu)化設(shè)計、機(jī)動性、程序載荷譜、部件和焊接件的SN疲勞特性等振動噪聲Lamps,GT-Power,Wave,ABAQUS消聲器調(diào)音、排氣系統(tǒng)聲學(xué)、輻射性噪音、系統(tǒng)急促噪音、回響共振、振動靈敏性等動態(tài)流體Lamps,GT-Power,Wave,Star-CD,Ansys流體背壓、流體壓降、流體均勻性、流體損失、流體溫度等熱效應(yīng)TMG,Abaqus,Nastran熱傳導(dǎo)、熱輻射、熱傳遞，及其熱應(yīng)力和熱疲勞等主要試驗/測試設(shè)備見附錄C。坐標(biāo)系與有限元幾何結(jié)構(gòu)坐標(biāo)系坐標(biāo)系原點(diǎn)在前軸的中心。方向是：X軸：后軸；y軸：車輛右側(cè)；Z軸：車輛頂端一側(cè)有限元幾何結(jié)構(gòu)面單元（shell)網(wǎng)格值指南：翹曲￡≤15°在三角形的角度：20°≤φ≤140°在四邊性的角度：30°≤φ≤150°一般45°≤φ≤135°高應(yīng)力梯度區(qū)域即支架雅可比≥0.5各種區(qū)域的邊緣長度：低負(fù)荷或平滑拓?fù)洌?0-15高負(fù)荷或曲線拓?fù)洌?-4-連接管道和錐體，錐體表面4至6毫米-錐體4至6毫米-曲線拓?fù)鋮^(qū)域的表面4至6毫米-平滑拓?fù)鋮^(qū)域的表面8至10毫米-支架，托架1至3毫米-歧管約3毫米-管：按照本指南，光滑區(qū)域：在圓周上24單元曲線或有深刻印象區(qū)域：加倍（可能3倍）的單元數(shù)重要位置的前面幾行做細(xì)化，并在在一步進(jìn)行。一般的網(wǎng)格應(yīng)該是均勻的以適應(yīng)拓?fù)涠翌A(yù)計高應(yīng)力的區(qū)域的網(wǎng)格應(yīng)該細(xì)化。三角要素應(yīng)避免以及沒有任何理由變化網(wǎng)格的密度。在預(yù)計高應(yīng)力區(qū)域（個別高塑性應(yīng)變區(qū)域），三角形是不允許的。在特殊情況下，網(wǎng)格必須進(jìn)行調(diào)整在計算以后。三角形的比例￡2.0％在整個排氣系統(tǒng)表面朝向要一致。面單元絕不能有一個偏移量（在bulk文件）。建議使用中間面畫網(wǎng)格。7.2.2多點(diǎn)約束單元（MPC）多點(diǎn)約束單元（RBE2單元除外）應(yīng)該慎重應(yīng)用，因為檢查錯誤困難，建議不用。7.2.3.非結(jié)構(gòu)質(zhì)量塊（mass）非結(jié)構(gòu)質(zhì)量塊應(yīng)慎用因為可能導(dǎo)致混亂的結(jié)果。排氣系統(tǒng)CAE結(jié)構(gòu)分析CAE分析內(nèi)容懸掛器和軟管的剛度分析：剛度設(shè)計及其論證懸掛桿的設(shè)計分析： 動態(tài)剛度、靈敏性、模態(tài)、疲勞消聲器的設(shè)計分析： 局部模態(tài)、疲勞系統(tǒng)靜態(tài)分析： 位移、應(yīng)力、支反力、懸掛優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)動包絡(luò)面分析： 最大位移和應(yīng)力系統(tǒng)模態(tài)分析： 懸掛位置和數(shù)目、怠速噪聲避免系統(tǒng)頻率、系統(tǒng)振型、關(guān)鍵區(qū)域系統(tǒng)動態(tài)支座反力分析： 系統(tǒng)對底盤的振動共鳴、怠速范圍內(nèi)的系統(tǒng)模態(tài)的重要性系統(tǒng)動態(tài)疲勞分析： 垂直方向3G的隨機(jī)振動CAE分析輸入要求理論單位加速度試驗場實(shí)測加速度振動平臺的加速度加速的白噪聲發(fā)動機(jī)的振動激勵CAE分析判別標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)主機(jī)廠/或客戶給定要求。系統(tǒng)試驗方法與要求催化轉(zhuǎn)化器按Q/CCXXX執(zhí)行。排氣消聲器按Q/CCXXX執(zhí)行。附錄A排氣系統(tǒng)正向設(shè)計開發(fā)程序流程圖圖示：輸入流程線；輸出流程線；返回否決線；程序輸入端；輸出文件。附錄B排氣系統(tǒng)逆向設(shè)計開發(fā)程序流程圖圖示：輸入流程線；輸出流程線；返回否決線；程序輸入端；輸出文件。附錄C排氣系統(tǒng)主要試驗/測試設(shè)備/儀器要求C1燃燒器C1.1技術(shù)參數(shù)如下：輸出氣體溫度：450-950oC輸出流量：2.0-5.4mC1.2廢氣發(fā)生器的輸出溫度和流量應(yīng)在規(guī)定技術(shù)參數(shù)范圍內(nèi)能夠調(diào)整。C2振動試驗機(jī)加速度：5-60G頻率：50–150HzC3加載器應(yīng)用負(fù)載范圍為0-2200N。C4冷流動試驗臺流量為130scfmC5數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可同時采集多路、連續(xù)數(shù)據(jù)（如溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等）。Ｃ６排氣模擬發(fā)生器Ｃ６．１設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)800至850℃75至125毫米的面積在所需的熱循環(huán)時期的試驗（如柔性管）