李国红 王亮

摘要：本文围绕市场的一款天燃气发动机出现故障的排气管进行结构设计优化和仿真分析，通过仿真分析表明，加大排气管的壁厚。增加法兰厚度以及在排气管上布置筋条，均可有效的提高排气管的可靠性，文中所优化的两款排气管都可满足设计目标，能有效的解决市场出现的问题。

关键词：天然气;排气管;应力分析;最高温度

中图分类号：U464.174                                  文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）11-0091-03

0  引言

近年来，我国的经济高速发展，对石油的需求越来越大，由此产生了能源短缺和环境污染问题。中国石油集团经济技术研究院发布的《2018年国内外油气行业发展报告》称，2018年中国的石油进口量为4.4亿吨，同比增长 11%，石油对外依存度升至69.8%，已严重影响到我国的能源安全。作为用油大户的汽车行业，近几年也获得快速发展。到2018年底，我国的汽车保有量已达到2.4亿辆，汽车消耗了大量的石油，同时也排放了大量的污染物。为缓解石油短缺带来的问题，改善大气环境，发展天然气汽车和发动机是一个有效的替代方案[1]。

满足国六排放标准的天然气发动机在采用当量燃烧路线后，缸内温度比稀燃路线下的温度高，爆燃边界变窄;高增压、降转速使其向高功率密度和高负荷方向发展[2]。在升功率提升的同时，天然气的发动机的热负荷会越来越大，这势必会对排气管的结构设计带来巨大的挑战，本文作者围绕市场出现的一款发动机排气管断裂的故障现象，针对现有故障件进行结构优化，排气管的结构参数差异如表1所示，同时开展CAE仿真分析，以便需求更优的结构。……