康明斯发动机排气系统设计

史博

摘 要 汽车行业发展在减少地球温室效应背景下，柴油替代能源普及率低、相关设施不完善的情况，全球都在期盼着一款动力大、油耗少、排放低、运行安静的发动机，康明斯ISF2.8S5129T完全符合这些要求，它的这些特点让用户赞不绝口。目前ISF2.8升发动机已经成功通过国Ⅳ排放法规认证，相当于欧Ⅴ标准的认证，充分满足国内外主机厂对高端环保动力的需求。排气系设计是整车设计中的重中之重，康明斯独特优势就在于后处理的控制系统和发动机的控制系统实现一体集成，极大地保证了发动机和后处理协同作业，实现完美匹配，功能更加强大的后处理系统，更加精准的燃烧优化系统，使发动机尾气排放减少，燃油经济性提高。

关键词 康明斯 排气 系统设计

中图分类号：U464.172 文献标识码：A

1巴西出口车排气系相关配置及发动机排气系安装说明

本款轻型载货汽车采用，康明斯ISF2.8S5129T欧五发动机（额定功率/转数：163/3200，最大扭矩/转数：360/1800，缸径&冲程：3.7x3.94 in. [94x100 mm]，排量：2.8 升，进气方式：增压/中冷，型式：直列四缸，后处理：DOC和消声器一体式），后单胎，3350轴距，12V，机械翻转。

康明斯发动机排气系的安装许可：

（1）由排气管路和消声器产生的排气阻力必须小于数据表上列出的最大背压值。

（2）排气系统排出的废气应不能影响进气系统、冷却系统或车辆驾驶员。

（3）使用可变截面式涡轮增压器 （VGT）的发动机，不允许使用排气制动器和涡轮鼓风机。

（4）确保排气制动器（限流型）在开启的状态下，排气系统的背压不得超出数据表规定的极限值。当排气制动器工作时，排气背压不得超出规定的极限值。

（5）排气制动器和排气系统的安装不得向发动机涡轮增压器施加过大的弯矩，从而超出发动机数据表上规定的弯矩。

2确定排气歧管连接方式

马蒙连接，全式马蒙连接，如图1，马蒙连接经常被用到排气系统中，以使排气泄露最小。全式马蒙连接是具有两个20度角接触面的法兰形式。为与涡轮增压器出口处的全式马蒙法兰连接。OEM可以选用扩口的管子活加工一个插入式的过渡管。图2中列出了典型的扩口管子的尺寸。当具体确定马蒙法兰规格时，有时通过法兰的外径来定义，有时通过所选管路的名义直径来定义，这样很容易混淆。所以当要确认与康明斯发动机连接的具体几何尺寸时应该参考GCE中相关的机械技术接口AEB或CAD图纸。

综上所述，再根据后处理器尺寸，吊架位于车架下平面可布置空间尺寸，确定前排气管总成尾端（X、Y、Z）坐标；形状根据三维数模确定，离合器位于左侧，排气歧管位于右侧，所以只需要考虑与钢板弹簧和变速箱不干涉。

经过多次尝试，采用直径79mm的波纹管，增加100-130mm长的挠性节，弯曲半径为120mm。

排气管总成与发动机连接示意图3和4：

3总结

目前，康明斯发动机排气设计（图5）是三维数模和二维出图阶段，有待一轮试制→整顿、二轮试制→整顿、三轮试制→整顿（视整顿情况定），很多情况需要在试制中装车而定，排气尾气测试数据是其中非常重要的一项参照指标。