某轿车横置二级消声器可见度优化的研究

袁浩 吴光淮

摘 要：横置二级消声器可以节约底盘布置空间，并且便于实现双排气管的造型效果，因此在轿车设计中应用广泛。但是横置二级消声器存在隐蔽性较差的缺点，在某些情况下影响整车后部视觉效果。因此如何更好地隐藏二消，是底盘布置和车身布置的重要考虑因素。文章结合某车型现状，提出若干优化方案，并分析评价可行性和效果。

关键词：二级消声器;可见性;优化方案

中图分类号：TU112.59+7  文献标识码：B  文章编号：1671-7988（2020）16-101-03

Abstract： The crosswise exhaust muffler can save space of chassis. And facilitate the realization of double exhaust pipe molding effect. Therefore， it is widely used in car design. However， the horizontal two-stage muffler has the disadvantage of poor concealment， in some cases， the rear image of the vehicle effect. Therefore， how to better hide the secondary muffler is an important consideration for chassis layout and boay layout. Combined with the status quo of a certain vehicle， this paper proposes several optimization schemes， analyzes and evaluates the feasibility and effect.

Keywords： Secondary exhaust muffler; Visibility; Optimum proposal

CLC NO.： TU112.59+7  Document Code： B  Article ID： 1671-7988（2020）16-101-03

引言

二级消声器（下文简称二消）是排气系统的重要组成部分，对整个排气系统的NVH等性能有重要影响。因此二消的体积和排量关系密切，无论横置二消还是纵置二消都有体积的要求。同时二消因为体积较大，对和车体连接的吊耳数量和位置也有要求，在保证强度、晃动量的情况下，还要整车美观度的要求。因此二消的布置非常重要。

1 周边结构

1.1 二消横置的输入

二消的选择一般由整车需求确定，即在开发阶段，确定发动机排量，确定二消的容积;在造型阶段，造型师确定排气管的状态：（1）是隐藏还是可视;（2）是单边还是双边，更细化可分为单边单出，单边双出，双边单出，双边双出等;（3）排气口是朝后还是朝下。

某轿车在造型阶段确定了双边单出，排气管朝后的造型方案，因此左右两根排气口都应当从后方可视，此时横置二消更方便布置和固定，同时结构简单，成本较低。

1.2 周边相邻结构

二消大多布置在后副车架后面，针对横置二消，其上方结构有后车体、备胎或其他相关件，前方有后副车架，后方有后保险杠，左右分别是轮胎轮罩等实体零部件，如图1底盘视图所示。同时横置二消还要满足车辆的离去角和后方可见性，如图2Y0断面所示。

①车后500mm，高800mm的视野线;②车后2500mm，高1560mm的视野线;③车后6000mm，高1150mm的视野线;④15°离去角。由图2可以看出，视野线③可以看见二消，经过数模测量，可见高度为80mm。

1.3 相邻结构的限制

（1）X方向上，X正方向受后保杠热害限制，X负方向受后副车架热害限制和二消吊耳布置空间限制。

（2）Y方向上，受吊耳布置空间限制。

（3）Z方向上，受到离去角、车身后地板限制。其中后地板上方需要评价备胎、备胎盖板、后备箱容积等的布置空间。

2 后方可视性的评价方法

由图2可见，我们使用的评价方法为评价者在车后的三个不同位置，分别是：

①车后500mm，高800mm的视野线——对应评价者蹲在车后较近位置。

②车后2500mm，高1560mm的视野线——对应评价者站在车后赏车位置。

③车后6000mm，高1150mm的视野线——对应评价者驾驶车辆跟车位置。

该轿车的主要问题是在条件③跟车情景下，可以看见80mm的二消本体，影响整车的后方美观性。

3 优化方案

结合车辆后方整体结构，给出以下五个优化二消可见的方案。

3.1 二消上移隐藏

如圖3车辆后备箱Y0剖面所示，从下往上依次是二消本体、后地板、备胎、备胎盖板、行李箱盖板、顶棚、顶盖。其中车辆备胎盖板、备胎、后地板的Z向尺寸确定，备胎盖板上方后备箱空间直接关系到车辆的使用性。为了保证更大的后备箱空间，不能上抬后地板。二消本体和后地板之间需要一定的Z向间隙隔热。因此二消上移方案不可行。

3.2 后保下延遮挡

后保在结构设计时需要受到离去角的约束，即后保不能超出离去角。参考图4所示的断面，方案①后保下端前移，对二消可见无改善;方案②后保下端下移，对二消可见有优化，但超出离去角;方案③后保下端沿着离去角斜向前下方延伸，对二消可见有改善，但后保本体强度减弱。综合以上三点，调整后保险杠或者增加挡条方案不可行。

3.3 二消前移隐藏

二消前移的主要影响因素是二消本体前方的吊耳结构，为了确保二消的稳定性，减小晃动量，在二消周围布置了三个吊耳，其中二消左右两侧各一个吊耳，二消前方有一个吊耳。二消前方的吊耳为X向固定，因此占用空间大，可以修改成Y向固定，以节约空间。

如图6所示，将吊耳安装方向修改为Y向，可以节约X向空间80mm，该方案可行。

3.4 二消减薄隐藏

二消自身有容积要求，需要满足和排量一定的比例要求。如果二级消声器本体X向尺寸和Y向尺寸不改动，只减小Z向尺寸，会直接导致二消本体容积变小，易造成噪音加大的结果。若X向尺寸加大，二消前方和副車架间隙小，无法布置二消进气管;二消后方会超出离去角。若Y向尺寸加大，二消两侧吊耳无法固定在纵梁上，影响吊耳强度。

另一方面，考虑到成本，改动二消本体会增加零部件开发费用。

因此二消减薄的方案不可行。

3.5 二消旋转隐藏

二消前端下降，后端上移，通过这种旋转，使原来视野看到二消后面的接缝处，优化至二消下表面。而下表面不易反光，视觉效果更优。如图7所示。

由图7可见，水平放置的二消可见接缝处，而通过旋转可以适当隐藏接缝处。同时由视野看到的面曲率较大，二消反光更差，视觉效果更好。

4 结果对比

现在同时采用方案三和方案五，进行对比，对比结果如下表1所示：

虽然数据上在L=6m，H1=1.15m的视野下，可见区域仅优化了32mm。但是由于二消本体前移，加上适当旋转，导致二消所处的环境光线更弱，二消反射的光线更弱，所以视觉效果更佳。

5 结论

在传统布置中，二消因为属于底盘件，在位置放置时容易只考虑自身的消音、散热、振动等性能的影响，而忽略对整车外观的影响。本车二消可见区域过多即为前期未充分考虑，导致影响实车外观。在实物装车后再整改该问题，需要重新分析二消的周边零部件，为更好地隐藏二消，提出多种方案，与不同分组开展对接分析，较为耗时耗力。最终的解决方案是修改二消前方吊耳的朝向，让出二消前移的空间，同时二消旋转。涉及到修改的零部件有二消本体，二消前吊耳，二消两侧吊耳，二消排气管，车体吊耳，隔热罩等。

由于二消的特殊性：二消布置方式多，有单边纵置，双边纵置，横置单出，横置双出等，二消本体被看到的可能性很大。因此在后续车型的开发过程中，应当重点检查二消的可见性问题，在二消在三种视野情况下均不能完全隐藏的时候，应当开展模型评审，在实物模型上组织主观性评价，确定现状态是否可以接受。

参考文献

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