排氣係統一端與發動機相連，另一端則通過掛鉤與車體相連。發動機的振動傳遞給排氣係統，然後在通過掛鉤傳給車體。車體的振動通過座椅、方向盤和地板直接傳給顧客，同時車體的振動也會幅射出去，在車內產生噪聲。所以控製傳到車體的力是排氣係統振動控製的*重要的目標之一。
排氣係統的振動分析涉及到三個方麵：模態分析，動力分析和傳遞渠道的靈敏度分析。排氣係統的結構非常複雜，幾乎不可能用經典的力學分析來了解其振動特性，在工業界，有限元方法已經得到了廣泛應用。
排氣係統的振動源
排氣係統的振動源主要有四個：發動機的機械振動，發動機的氣流衝擊，聲波激勵和車體的振動，如圖1所示。**，發動機機械振動。排氣係統直接與發動機相連接，因此發動機的振動也就直接傳遞給排氣係統。**，氣流衝擊。高速氣流經過汽缸排出，直接衝擊排氣多支管，從而引起排氣係統振動，特別是對於轉彎較急的部分。當氣流進入到排氣係統後，氣流在管道內產生紊流，從而引起排氣管道的振動。第三是聲波激勵的振動。聲波在管道中運動時，會對管道和消音元件等結構產生衝擊，因此而引起振動。排氣係統是通過掛鉤與車體相連，因此這些振動會通過掛鉤傳遞到車體。
排氣係統的第四個振動源是車體的振動。這個振動傳遞方向與前麵三種相反，車體振動也會通過掛鉤傳遞到排氣係統。這種傳遞會逆向傳遞到發動機，從而加大了發動機的振動。
圖1 排氣係統的振動源
二、排氣係統的振動模態分析
模態分析是排氣係統動力計算的關鍵。荔枝视频在线观看无码知道排氣係統與發動機和車體相連，因此排氣係統的模態必須與發動機的激振頻率和車體的模態分開，否則
係統耦合在一起會產生強烈的共振。通過排氣係統的模態分析還可以知道係統的節點和反節點，從而可以更有效地布置掛鉤的位置。通常，掛鉤是放在節
點的位置，這樣傳遞力會*小。在排氣係統模態分析時，通常要對下麵幾個指標設定目標：
**階垂向彎曲模態
**階橫向彎曲模態
**階橫向扭轉模態
模態密度
**階垂向彎曲模態和**階橫向彎曲模態是排氣係統中*容易被發動機激勵起的模態，同時這兩個模態的振動也*容易傳遞到車體並與車體發生共振。因此這兩個模態的頻率目標是：與發動機的激勵頻率避開，與車體的固有頻率避開。在四輪驅動和全輪驅動的汽車中，排氣係統有時候與傳遞軸係共用支撐架，因此排氣係統的頻率也必須與傳遞軸係的頻率分開。圖2和圖3分別示意一個排氣係統的**階垂向彎曲模態和**階橫向彎曲模態。
圖2 **階垂向彎曲模態（側視圖）
圖3 **階橫向彎曲模態（俯視圖）
發動機的*低轉速一般設計成600rpm。對四缸發動機來說，600rpm對應的發火頻率為20赫茲；對六缸發動機來說，600rpm對應的發火頻率為30赫茲。所以排氣係統中低於20赫茲的模態很難被激勵出來。而高於250赫茲模態的動力響應一般比較低。這樣排氣係統的模態分析多半是在20到250赫茲之間的範圍內。
在設計排氣係統時，要使得其模態越少越好。如果模態太多，那麽係統某些頻率很容易被激勵起來，振動容易被傳遞到車體。通常排氣係統應該盡可能地設計成一條直線，如圖4(A)所示，而避免彎曲的形狀，如圖4(B)所示。
（A）
(B)
對於圖4(A)這樣的筆直係統，不僅振動模態少，好控製，而且流體在管道中流動通暢，因此背壓小，功率損失小。另外，這樣的簡單結構重量輕，成本低。相反，對於圖4(B)中的彎曲係統，不僅振動模態多，不好控製，而且背壓很高，係統的功率損失大。另外，這種結構重量大，成本高。
影響排氣係統模態的因素有：排氣係統中管道的走向(筆直係統或彎曲係統)，柔性連接管的剛度，掛鉤的數量和位置，掛鉤隔振器的剛度等等。排氣係統的模態與振動基本上是用有限元來分析。圖5(A)表示一個排氣係統的有限元模型，圖5(B)為消音器及管道的局部圖。
