采用内燃机进行驱动的汽车有着一套复杂的进、排气系统，对于普通人来说能够看到的可能只是一堆弯曲的管道，平时也并不需要特别注意。而在近期的连日阴雨过程中，因进气及排气系统进水而导致车辆故障引起了很多车主的关注。那么，汽车的进、排气系统到底是怎么一回事，它们的设计又有什么讲究呢？请听我们为您一一道来。
汽车发动机进气系统
早期的汽车采用化油器将空气和汽油进行混合并送入气缸进行燃烧，因此发动机的进气系统直接与空滤相连，空滤下方则直接连接化油器，其结构相对较为简单。如今的车辆基本都改用电子喷射系统，其进气系统演变为三个重要部分，包括：空滤、流量传感器和节气门。更为先进的车辆所采用的进气系统则十分复杂，它们通常会有特殊设计的进气歧管，可以通过电脑控制自动为每个气缸供应合适的空气/燃料混合气。
发动机进气系统最为直观的部分就是暴露在外的进气管道，这些管道在发动机仓内的布置看似杂乱无章，实际上每一处拐角都经过了精密计算。为了让空气以最佳的脉冲形式进入燃烧室，发动机进气管需要控制长度，并且在设计中通过特殊手段抑制进气谐振等影响发动机性能的不良现象。一些豪华车制造商为了降低进气噪声还会给发动机进气管增加降噪设备。
进气管道使用的部件要经过充分的计算和考虑，首先管道在承受最大的阻力条件下不得被吸瘪，对于存在不同零件之间的管道应提供能够相对运动的能力；在管道的每一处联接处，在任何时候都要保持永久密封，以防止潮湿和灰尘进入，尤其在滤清器与发动机的进口处之间的管道不得有任何泄漏和细微的小孔，否则会使大量的灰尘进入发动机，而导致发动机故障。
现在设计人员已经习惯地应用钢、铝、玻璃纤维增强的塑胶作为进气管材料，但仍需注意以下几点：柔性橡胶接头多采用带凸起加强筋的软管、变径管、橡胶弯管； 对焊的钢管焊缝要均匀，尽可能地使用圆弧过渡。
良好的设计能够使进气管道布置的流动阻力极小，并使管道系统中的温度升高速度保持最慢。进气管的直径应与发动机上进气口相近似。在发动机和滤清器的进气管之间的相对运动要求管道部件有一定的柔性，并设计管道的辅助支撑，若不使用或使用不当的支撑，会使管道迅速地出现疲劳损坏现象。当然，柔性要设计在橡胶部件中，不应设计在刚性管道中。
管路布置尽可能远离高温区，不可使橡胶软管、接头、弯头长期暴露在125℃的高温中，应小心避免将装配到高温区附近，如果必须靠近高温的结构要考虑隔热措施。
进气口的位置要远离排气口，特别要避免大量水进入进气口。进气口吸入灰尘和水雾对空气滤清器非常有害；进气口尽可能地设计在低温位置，如果处于高温位置将使进气的空气密度显著减小，其结果是每增加10华氏度，发动机功率下降1％。
对于发动机进气口来说，其设计需要以保证发动机有充足冷空气进入，提升发动机性能为主。首先满足防水、防尘要求之后还要考虑降噪的要求。从防水、防尘角度来说，发动机进气口首先应放置在发动机舱内的较高位置；为了满足降低噪声的要求，进气口需要远离乘员舱并且尽量避免直接朝向车辆左右两侧。同时，进气口也需放置在发动机舱内温度较低的位置，降低高温对于发动机进气密度的影响。
汽车发动机排气系统
空气与燃料混合燃烧并带动发动机做功后，其剩余废气需要排出发动机外，这时排气系统就要发挥重要作用。常见的汽车排气系统由排气歧管、排气管、排气净化装置和消声器组成。
我们从排气歧管说起，一般人认为排气歧管的长度越短越好，这样可以使废气尽快排出燃烧室，同时排气阻力也较小。其实不然，排气歧管太短会造成废气在排出时产生干涉，部分废气被回压重新推入燃烧室参与燃烧，降低发动机功率。因此，量产车型的排气歧管一般都偏长，尽量依靠惯性排气。同时，因为各燃烧室排出的废气最后会汇集在一起产生干扰，所以排气歧管必须相互独立且长度相等。
解决了长度问题，对于横置发动机车型来说，我们还需要考虑排气歧管的布置位置。目前常规的横置发动机进气歧管和排气歧管被分别布置在发动机的两侧，其中排气歧管布置在前，进气歧管布置在后。而反置式发动机恰恰相反，它的进气歧管布置在前，排气歧管布置在后。这样的布置方式使得进气歧管和排气歧管都获得了很多好处：
对于进气歧管而言：迎风在前的进气歧管可得到强化的冷却效果，提高进入汽缸的空气含氧量，大幅提升燃烧效率，从而达到降低油耗的目的；另外进气歧管在前，所以燃油供给系也可以布置在发动机的前侧，这使得燃油供给系也可以得到良好的散热，同样也便于机构布置，这对于安装有涡轮增压器的发动机尤为明显。
对于排气歧管而言：排气歧管不必经过油底壳下方,机油不再会由于很热的排气歧管的影响而变得过热，同样的道理排气歧管也不会影响到发动机冷却水的散热；同时排气管不经发动机下方，所以发动机可放到更低的位置，从而降低整车的重心；另外不必绕过发动机到达排气门，排气管的长度也可以做得更短了。
不过反过来想，如果反置式发动机布置方式如果我那么多优点为什么绝大多数发动机还采用常规的进排气歧管的布置方式呢？这是因为反置式发动机在带来诸多优点的同时也有着一些致命的缺陷，最重要的缺陷在于被布置在后方的高温的排气歧管离驾乘仓很近，高温很容易透过驾乘仓前面的防火墙，进入乘员舱；另外，高温被挤在狭小的发动机后侧，散热不良，在发动机后面的很多部件深受其害，包括制动总泵，助力转向机等等。不过这些缺点并不是无法控制，通过材料的改良以及发动机舱内的通风风道布置可以有效地控制高温排气歧管对乘员舱的影响。
噪声同样也是排气系统设计中需要重点注意的问题，减低噪声最简便的设计方法就是延长排气歧管后部排气管的长度。排气管越长低频噪声消除效果越好，但排气背压也越大。具体长度则需要对排气背压等数据进行精密计算。排气管长度不能影响到发动机排气的顺畅度。
其实，每台发动机都是“大嗓门”，但为什么我们听到的发动机声浪一般都比较柔和呢？这是位于排气系统尾端的消声器所作出的贡献。直径比排气管粗的消声器内部包含各种声学元件，常用的有直管、穿孔板和共振腔。
常见的消声器类型则有三种：阻性消声器、抗性消声器和两者结合的阻抗复合型消声器。阻性消声器借助装在排气管壁上的吸声材料（玻璃棉、岩棉或毛毡）或吸声结构来达到消声目的。这种消声器对中高频噪声有较好的抑制效果。
抗性消声器利用排气管道的突然扩张、收缩或者接入共振腔时声波在截面突变处有一部分向声源反射回去，达到降噪目的。这种消声器对于抑制中低频噪声效果明显。阻抗复合型消声器将二者优势相结合，可以达到全频情况下都拥有良好的降噪性能。
发动机废气在通过消声器排出车外前还需要经过排气系统的最后一环---消声器尾管，这也是整个排气系统最明显的外露部分。消声器尾管对于消声性能和发动机功率都有影响，为了将影响控制到最低，一般来说应采用细而长的设计方案。但在实际应用过程中，能够满足这种条件的车辆却并不多。
在设计消声器末端出口形状时，首先应考虑正切口形式。斜切口形式的尾管则会使噪声声场产生方向性，在车辆上布置时需要背对人行道或切口朝下安装。另外一种鱼尾口形式可以进一步提升降噪性能，但过度缩减排气管口会因喷出气流速度增大而产生再生噪声，所以管口直径不宜过小。
说了这么多，不知道大家有时间消化没有。我们想告诉大家的是在汽车设计中的每一环都有着严格的设计准则，虽然很多东西看似随意，但其中的奥秘可能并不只是几千字就能够说得透彻。我们尽量去了解和学习其中的知识，并将其与大家进行分享，希望您能够喜欢。
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