丁超英

摘 要：汽車的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)涉及到許多領(lǐng)域，其獨(dú)有的安全性，經(jīng)濟(jì)性，舒適性等眾多指標(biāo)，也對(duì)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。汽車排氣系統(tǒng)是汽車行駛的一個(gè)重要的主動(dòng)安全系統(tǒng)，其性能的好壞對(duì)汽車的行駛安全有著重要影響。

關(guān)鍵詞：新能源 汽車排氣系統(tǒng) 發(fā)展現(xiàn)狀 趨勢(shì)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(fù)雜的提高，更加需要高性能、長(zhǎng)壽命的排氣系統(tǒng)。其性能的好壞對(duì)汽車的行駛安全也有著重要影響，如果此系統(tǒng)不能正常工作，車上的駕駛員和乘客將會(huì)受到車禍的傷害。汽車是現(xiàn)代交通工具中用得最多、最普遍、也是運(yùn)用得最方便的交通工具。

1 汽車排氣系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 排氣系統(tǒng)分類

汽車排氣系統(tǒng)是隨著新能源汽車發(fā)展從而衍生出的充電設(shè)施，其在新能源汽車的發(fā)展過(guò)程中具有重要地位。但隨著新能源汽車發(fā)展節(jié)奏加快，排氣系統(tǒng)開始暴露出許多不足。例如：因排氣系統(tǒng)安裝地點(diǎn)存在問(wèn)題，從而導(dǎo)致用戶無(wú)法及時(shí)充電，嚴(yán)重影響日?；顒?dòng)進(jìn)程。在此基礎(chǔ)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(diǎn)對(duì)我國(guó)建設(shè)環(huán)保事業(yè)極為不利，因此改善排氣系統(tǒng)問(wèn)題具有必要性。但是，在著手改進(jìn)排氣系統(tǒng)時(shí)，首先需對(duì)其具有一定了解。

目前國(guó)際上新能源汽車主流排氣系統(tǒng)分為兩種類型：其一，交流排氣系統(tǒng)（如圖1所示）。此類排氣系統(tǒng)能夠?yàn)閹в熊囕d充電機(jī)的汽車充電，但其無(wú)法進(jìn)行調(diào)節(jié)輸出，難以實(shí)現(xiàn)為新能源汽車進(jìn)行快速充電;其二，直流排氣系統(tǒng)（如圖2所示）。直流排氣系統(tǒng)是目前使用率最高的汽車排氣系統(tǒng)，其不僅能夠調(diào)節(jié)輸出電壓，而且能夠?qū)崿F(xiàn)為新能源汽車快速充電。

1.2 直流排氣系統(tǒng)各種類優(yōu)缺點(diǎn)

此類排氣系統(tǒng)可劃分為四種類型：其一，單槍充電。此類直流排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與實(shí)際操作較為簡(jiǎn)單，且投入成本較低，但其不僅無(wú)法為充電功率較大的新能源汽車進(jìn)行充電，而且局限性過(guò)高，單次僅能為一輛電動(dòng)汽車充電。此外，在夜晚使用該種排氣系統(tǒng)時(shí)，需要人力對(duì)車輛進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，否則將導(dǎo)致電能浪費(fèi);其二，雙槍輪充排氣系統(tǒng)。該種排氣系統(tǒng)無(wú)法同時(shí)為新能源汽車進(jìn)行充電，并且會(huì)對(duì)汽車電池使用壽命產(chǎn)生影響;其三，雙槍同充排氣系統(tǒng)。此類排氣系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)充電，但投入成本極高，在特定條件下需人工干預(yù);其四，一拖四普通群充。此類排氣系統(tǒng)能夠同時(shí)為多輛新能源汽車進(jìn)行充電，但其無(wú)法合理分配用電功率。

1.3 排氣系統(tǒng)的選型

直流排氣系統(tǒng)因自身特點(diǎn)，所以其可以建設(shè)在高檔小區(qū)，供居住在該小區(qū)的新能源汽車用戶使用。目前直流排氣系統(tǒng)的市場(chǎng)價(jià)格約為30萬(wàn)元，單次充電時(shí)間僅需一個(gè)小時(shí)。而交流排氣系統(tǒng)則可以選擇建設(shè)在普通小區(qū)，供居住在該小區(qū)的新能源汽車用戶使用[2]。目前交流排氣系統(tǒng)的市場(chǎng)價(jià)格約為4萬(wàn)元，雖然價(jià)格低廉，但其單次充電時(shí)間長(zhǎng)達(dá)6～8小時(shí)。現(xiàn)今，我國(guó)新能源汽車排氣系統(tǒng)大多為小型直流排氣系統(tǒng)，在針對(duì)該種排氣系統(tǒng)進(jìn)行選型時(shí)，有關(guān)人員需根據(jù)小區(qū)實(shí)際情況謹(jǐn)慎選擇，確保能夠?yàn)樾履茉雌囉脩籼峁┗颈Ｕ?。例如：?jīng)過(guò)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)小區(qū)內(nèi)僅有少量住戶在使用新能源汽車，且小區(qū)內(nèi)可以安裝直流排氣系統(tǒng)的范圍有限。在該種情況下，安裝人員即可為該小區(qū)安裝雙槍同充式排氣系統(tǒng)。此類排氣系統(tǒng)不僅能夠增加電能利用率，而且還能同時(shí)進(jìn)行充電，可以顯著增加用戶體驗(yàn)感;若經(jīng)過(guò)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)小區(qū)內(nèi)有大量住戶在使用新能源汽車，有關(guān)人員即可選擇為該小區(qū)安裝一拖四普通群充式排氣系統(tǒng)。該種排氣系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多輛新能源汽車同時(shí)進(jìn)行充電，可以有效減少用戶的等待時(shí)間。而此類直流排氣系統(tǒng)的功率分配工作有關(guān)人員應(yīng)選擇在夜晚進(jìn)行。其主要原因是：夜晚是排氣系統(tǒng)充電低峰期，因此在此時(shí)對(duì)功率進(jìn)行分配，不會(huì)對(duì)用戶正常使用產(chǎn)生影響。

1.4 排氣系統(tǒng)的安裝

在直流排氣系統(tǒng)的實(shí)際安裝過(guò)程中，安裝人員必須對(duì)汽車與排氣系統(tǒng)之間的距離給予高度重視。例如：若新能源汽車側(cè)面朝向排氣系統(tǒng)，安裝人員應(yīng)確保排氣系統(tǒng)不會(huì)對(duì)車門正常開關(guān)產(chǎn)生影響。經(jīng)過(guò)實(shí)際調(diào)查，可發(fā)現(xiàn)在該種情況下，汽車與排氣系統(tǒng)之間的最小距離為0.4米左右;若排氣系統(tǒng)位置在汽車尾部，則安裝人員應(yīng)確保汽車與排氣系統(tǒng)之間的距離大于0.5米。此外，安裝人員應(yīng)為排氣系統(tǒng)與地面建筑間留有安全距離，并在安裝結(jié)束后，為其余人員預(yù)留檢修空間，避免位置與標(biāo)準(zhǔn)不符，卻無(wú)法在不損失利益的情況下對(duì)排氣系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。

此外，在正式安裝排氣系統(tǒng)時(shí)，工作人員不僅需要注意自身安全，而且還要對(duì)多方面因素進(jìn)行綜合考慮。例如：在安裝過(guò)程中，為避免排氣系統(tǒng)受到雨水侵蝕，工作人員可以選擇建設(shè)防雨棚。在成功安裝排氣系統(tǒng)后，工作人員應(yīng)定期對(duì)其進(jìn)行維護(hù)，以此為排氣系統(tǒng)質(zhì)量提供基本保障。針對(duì)該點(diǎn)，相關(guān)企業(yè)可以選擇推出相關(guān)制度，規(guī)范檢修人員工作行為，并定期對(duì)其進(jìn)行培訓(xùn)，使其形成良好的責(zé)任意識(shí)。而在安裝工作結(jié)束后，相關(guān)企業(yè)應(yīng)向新能源汽車用戶普及排氣系統(tǒng)使用知識(shí)，例如：利用新媒體平臺(tái)或其他手段，告知新能源汽車車主，汽車充電時(shí)間不宜超過(guò)10小時(shí)等。若實(shí)際操作與要求不符，不僅將造成電能浪費(fèi)，而且還將對(duì)新能源汽車使用壽命造成嚴(yán)重影響。

2 新能源汽車排氣機(jī)的選擇

新能源汽車排氣機(jī)種類眾多，從不同角度進(jìn)行分類，可以分為多種形式。

從輸入能量角度來(lái)看，可以分成幾類：

1）一次新能源汽車排氣機(jī)

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

2）二次新能源汽車排氣機(jī)

此類新能源汽車排氣機(jī)主要是由發(fā)電能所產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換為新能源汽車能，需要有相關(guān)設(shè)備作為支撐，工作人員在操作時(shí)會(huì)花費(fèi)一定的時(shí)間，像液汽缸等。

就新能源汽車排氣機(jī)來(lái)說(shuō)，其對(duì)應(yīng)的輸出形式主要表現(xiàn)為三種：

1）具有轉(zhuǎn)動(dòng)特征，像排氣機(jī)等。

2）具有往復(fù)移動(dòng)的特征，像液壓缸等。

3）具有往復(fù)擺動(dòng)的特征，像擺動(dòng)氣缸等。

在針對(duì)新能源汽車展開設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中，需要相關(guān)人員將現(xiàn)場(chǎng)能源問(wèn)題進(jìn)行考慮。對(duì)經(jīng)濟(jì)成本、工作環(huán)境進(jìn)行充分考慮，這樣不但能夠確保設(shè)計(jì)的合理性，還能使整個(gè)操作順利進(jìn)行。首先，要選擇合適的新能源汽車排氣機(jī)，這樣才能發(fā)揮出新能源汽車排氣機(jī)的優(yōu)勢(shì)，提高工作效率。

首先，需要對(duì)排氣機(jī)的型號(hào)進(jìn)行選擇，這一工作過(guò)程的實(shí)現(xiàn)，需要在對(duì)排氣機(jī)的工作特性進(jìn)行考慮的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格尊姓工作制度原則，對(duì)排氣機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速、過(guò)載和轉(zhuǎn)運(yùn)平穩(wěn)性等要求進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

在對(duì)排氣機(jī)型號(hào)進(jìn)行選擇時(shí)，要對(duì)其新能源汽車特性進(jìn)行充分考慮，使其與排氣機(jī)的工作狀態(tài)相匹配，并且還要加強(qiáng)對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性的重視，這樣不但能夠確保排氣機(jī)型號(hào)與實(shí)際情況相吻合，還能確保型號(hào)的合理性，進(jìn)而提高對(duì)排氣機(jī)的利用率。

排氣機(jī)容量對(duì)于排氣機(jī)工作有著重要影響，如果選擇的容量合適，能夠提高排氣機(jī)工作效率，相反，如果容量較小，不僅無(wú)法使排氣機(jī)正常運(yùn)行，還會(huì)降低排氣機(jī)的使用期限，給企業(yè)帶來(lái)較大的損失;如果容量較大，一方面會(huì)使排氣機(jī)的價(jià)格也逐漸提高，并且能量無(wú)法得到充分利用，另一方面會(huì)使得排氣機(jī)工作效率較低，導(dǎo)致資源浪費(fèi)。

排氣機(jī)容量主要由排氣機(jī)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱情況所決定，而其工作情況對(duì)于發(fā)熱有著較大影響，一般情況下，根據(jù)排氣機(jī)工作情況可以分為幾類：

1）用于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)、荷載變化較小、能夠在常溫下進(jìn)行工作的排氣機(jī)，在對(duì)此類排氣機(jī)容量進(jìn)行選擇時(shí)，要確保排氣機(jī)荷載小于額定值，這樣不會(huì)使排氣機(jī)產(chǎn)生較大熱量。

2）用于變載荷下能夠長(zhǎng)時(shí)間工作的排氣機(jī)、短時(shí)間正常工作的排氣機(jī)、重復(fù)短時(shí)間工作的排氣機(jī)，在對(duì)容量進(jìn)行選擇時(shí)，要以等效率法進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)過(guò)載能力進(jìn)行校核，然后對(duì)其啟動(dòng)轉(zhuǎn)速。

在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，受到平壓模切機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速的影響，其對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)為，轉(zhuǎn)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(duì)應(yīng)的單位為N。

V則為工作機(jī)線的速度，使用單位M/S

而Y則為工作機(jī)的工作有效效率。

因此，將電機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出效率進(jìn)行應(yīng)用計(jì)算，可以得出，我們的設(shè)計(jì)中應(yīng)選Y160M—4三項(xiàng)異步排氣機(jī)。其對(duì)應(yīng)的額定功率為4KW，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速為1440r/min。

結(jié)束語(yǔ)：對(duì)于額定功率相同的排氣機(jī)，可以選擇不同的轉(zhuǎn)速，這就需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇。如果排氣機(jī)轉(zhuǎn)速較高，意味著磁極較少，重量相對(duì)較少，一般情況下，此種類型的排氣機(jī)價(jià)格較低。相反，如果選擇轉(zhuǎn)速較高的排氣機(jī)，一旦工作新能源汽車處于低速時(shí)，會(huì)使得總排氣大大增加，與此同時(shí)，重量也會(huì)增大，使得排氣裝置所需要的成本也會(huì)不斷增加。

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