胡光辉，李伟波，严鑫映，张利

（1.安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601；2.东风本田汽车有限公司，湖北 武汉 430056）

乘用车排气系统气密性研究

胡光辉1，李伟波2，严鑫映1，张利1

（1.安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601；2.东风本田汽车有限公司，湖北 武汉 430056）

文章系统的分析了乘用车排气系统气密性的法规要求和现状。为应对严格的排放和环保法规要求，以某款SUV车型为例，展示如何控制排气系统的气密性，并提供一种测试标准，满足车辆的设计要求，文章可对排气系统的泄漏量的控制和试验起到参考作用。

排气系统；气密性；泄漏量；排放法规

CLC NO.:U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)15-19-03

引言

乘用车（轿车）为人们的出行带来极大的方便，但另一方面，随着社会的进步和人们对高品质生活的需求，轿车所产生的排放、噪音等问题也越来越突出；为控制轿车的负面影响，各国政府制定越来越严苛的法规；GB18352.3-2016中国第六阶段排放限值已经发布，2020年07月01日实施[1]。根据历史经验，北京等个别城市肯定会提前实施国Ⅵ（京Ⅵ）排放标准。

汽车尾气排放水平取决于发动机、整车的匹配标定，但排气系统是标定结果的运用载体，如果氧传感器之前的气密性得不到保证，整车的尾气一样会超标，无法通过排放检测。

本文从排气系统的功能入手，分析国内法规要求、对比整车企业内部气密性标准，并分析总结。最后以某款SUV车型为例，提供气密性标准和重点控制要素，对如何控制汽车排气系统气密性起到参考作用。

1 排气系统气密性问题

1.1 典型的乘用车排气系统

图1 排气系统组成Fig.1 Exhaust system components

排气系统可以按照温度高低分成热端与冷端[2]，见图1所示。离发动机近的部分叫热端，一般包括排气歧管、波纹管、各级催化器等。当气体离发动机越远，温度就越低。冷端包括前消音器、后消音器、中间管道和尾管等。实际工作中，一般将最后一个氧传感器后的排气法兰，为热端与冷端的分界点。

排气系统冷、热端功能不同，热端零部件主要负责解决整车排放问题，冷端主要负责降低排气噪音。

由于催化剂的空燃比特性[3]，特别是具有反馈功能的闭环燃油电控系统，必须保证氧传感器前的气密性。试验结果显示，如果排气系统热端漏气，会增加尾气中的氧气浓度，从而使空燃比偏稀，对NOX转化率大大降低[3～4]。就会就导致尾气排放超标，见表1所示；因此必须控制排气热端组合件的气密性。

1.2 排气气密性法规和各企业标准

GB/T18377-2001中对催化器密封性（排气热端）要求：在样品内施加200kPa空气，测30s内的压力下降值≤10kPa[6]；仅仅是对零部件的要求。

QC/T631-2009中对排气系统冷端的密封性要求[7]：消声器内相对气压稳定在(30±1)kPa时，消声器泄漏量≤30L/min，如果有两级以上，前级漏气量≤20L/min，总漏气量≤50L/min。汽车行业标准只针对排气冷端气密性，同样不完整。

整车厂的排气系统气密性更加详细些，提供部分整车厂排气系统的热端、冷端的气密性要求，见表2所示。

表2 不同整车厂的排气系统气密性标准Tab.2 Standard for exhaust system leakage in different OEMs

2 排气系统气密性分析

GB/T18377仅规定了检测催化器零部件本身的气密性，对整个排气热端组合件的气密性没有要求。至于氧传感器前的气密性，是否影响排放测试结果，由整车企业负责保证，国家标准只关注最终结果，即车辆的最后排放是否合格。

QC/T631仅规定了排气冷端，消声器的气密性，而且这个泄漏量的标准不够精细化；消声器的壳体多种封装方式如：冲压、焊接、卷筒等，每种工艺所产生的泄漏量是不一样的，而且泄露量的标准值太大，按这个标准生产出的消声器在实际使用中，会有成串的水滴泄露出，引起顾客抱怨。而且QC/T631企标缺少对排气热端泄漏量规定。

整车企业的气密性标准相对国标、企标更精细，按功能分为热端、冷端，设定不同的泄露量限值；为了通过排放限值，标准也更严格。但可以看到，因为国标、行业标准的缺失，每个企业从自身出发，当然制定的标准都不一致，如果一个排气系统厂家配以上所有整车厂，对排气系统厂家来说，浪费试验资源和精力，不利于产业链的融合。

3 排气系统气密性总结与对策

通过以上对排气系统热端、冷端所担负功能的梳理，研究对比了排气系统不同的气密性标准；实际应用中，依据排气系统在工作中实际工况条件，在某款SUV研发过程中，从排气系统功能出发，从可能产生泄露的制造工艺和泄露位置入手，确定其排气系统气密性设计标准，见表3。

表3 某SUV车型排气系统气密性Tab.3 A SUV vehicle exhaust system leakage

表4 组合件的技术要求Tab.4 The technical requirements of the assembly

除了要控制排气系统中每段零部件本身气密性外，提出要特别关注组件的连接处气密性，即法兰与密封垫处，见表4。

通过分析国家相关标准和整车企业排气泄露量的标准，设定某SUV车型排气系统热端、冷端的气密性要求，并提出组合件的零部件密封面的技术要求，从而使某小型SUV在多次排放摸底中，都能一次通过尾气排放测试。

4 结论

本文对比研究了国标、汽车行业标准和企业标准的排气系统气密性技术要求，并根据排气系统热端、冷端功能的不同，结合实际工艺制造、工况条件，以某款SUV车型为例，提供一种排气系统气密性标准和部分重点控制要素。后期的尾气排放试验证明，该标准可以大大提高工作效率，降低实验成本，缩短开发周期。本文可对汽车排气系统的气密性设计起到参考作用。

[1] GB18352.6-2016,轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)[S].

[2] 庞剑,刚,何华.汽车噪声与振动[M].北京:北京理工大学出版,2006.

[3] 刘铮.王建昕.汽车发动机原理教程[M].北京:清华大学出版社,2001.

[4] 刘雪芳.李岩等.汽车尾气催化转化器性能影响因素及其应用问题分析[J].内蒙古公路与运输,2001,04:41-43.

[5] GB18352.5-2013,轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第五阶段)[S].

[6] GB/T18377-2001,汽油车用催化转换器的技术要求和试验方法[S]. [7] QC/T631-2009,汽车排气消声器总成技术条件和试验方法[S].

Researchon Air tightness of passenger car exhaust system

Hu Guanghui1, Li Weibo2, Yan Xinying1, Zhang Li1
( 1. Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd, Anhui Hefei 230601; 2. Dongfeng Honda AutomobileCo., Ltd, Hubei Wuhan 430056 )

The paper systematically analyzes the requirements and status quo of the airtight system of passenger car exhaust system. In order to meet strict emissions and environmental regulations, take a SUV car as an example, showinghow to control the air tightness of the exhaust system and provide a test standard to meet the vehicle design requirements. This paper can play a reference role in the exhaust system of leakage control and experiment.

Exhaust system;Air tightness; Leakage;Emission regulations

U462.1

A

1671-7988(2017)15-19-03

胡光辉（1981-），男，工程师；主要从事乘用车进排气系统的设计、NVH调音工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.15.007