李启鹏 胡蓉蓉 王勇 李东利 宋志辉 袁爽 沈源 王瑞平，2

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增压发动机排气歧管开裂原因分析*

李启鹏1胡蓉蓉1王勇1李东利1宋志辉1袁爽1沈源1王瑞平1，2

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研究了某款涡轮增压发动机开发过程中出现的排气歧管开裂问题。通过质量检测、CAE分析、推理演绎的方法找出排气歧管开裂的原因，并针对原因给出整改措施，最后通过试验进行验证。为以后出现类似的问题提供了解决思路。

排气歧管开裂热疲劳

引言

随着汽油发动机技术的飞速发展，作为发动机上的关键零部件，排气歧管的使用环境也越来越恶劣。早期的发动机，燃烧效率低，最高排气温度低于500℃，但随着排放要求的不断提高和涡轮增压器技术的应用，发动机废气的温度往往大于900℃，有的甚至达到了1000℃。

随着使用环境的恶化，排气歧管的失效也屡见不鲜，常见的失效模式是热应力疲劳和高温氧化腐蚀。其中热应力疲劳是由于排气歧管因在高温热膨胀而产生压力场的作用下产生塑性变形，而在低负荷时因温度降低导致局部形成较高的拉应力。这种热应力场的周期性变化构成了热疲劳应力，其开裂通常属于高应力低周疲劳[1]。

1 排气歧管开裂原因分析

在某款增压发动机中，采用的是高镍球铁铸造的排气歧管。这种材料在目前增压发动机排气歧管的铸造上比较常用，使用温度能达到950℃。……