催化器和消聲器是整個(gè)排氣系統(tǒng)的核心部件,催化器用于減少車輛尾氣污染物的排放,消聲器用于降低尾氣噪聲,從而達(dá)到車輛排放標(biāo)準(zhǔn)和滿足乘客的舒適性要求。催化器和消聲器緊耦合組成的催化消聲器兼具減排降噪的功能,節(jié)省排氣系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)。基于國六排放系統(tǒng)研發(fā)的催化消聲器,由DOC、DPF、SCR載體和消聲器組成,目前這種結(jié)構(gòu)的性能在國內(nèi)的研究還比較少。本文對新型催化消聲器的流場特性、聲學(xué)性能與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行了研究,為進(jìn)一步的催化消聲器優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)�；诖呋暺魅S幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,建立考慮尿素溶液的噴射和化學(xué)反應(yīng)的流體仿真模型,并進(jìn)行流體計(jì)算。根據(jù)計(jì)算結(jié)果,分析催化消聲器流體的速度場、溫度場、壓力場,并結(jié)合速度均勻性系數(shù)、壓力損失、質(zhì)量分?jǐn)?shù)均勻性系數(shù)定量評價(jià)。結(jié)果表明,催化消聲器載體流速分布均勻,溫差小,產(chǎn)生的壓力損失較大,而SCR載體進(jìn)口截面的NH₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)均勻性系數(shù)較低,有進(jìn)一步優(yōu)化空間。搭建催化消聲器聲學(xué)有限元模型,計(jì)算聲學(xué)傳遞損失,對催化消聲器的消聲性能進(jìn)行分析。同時(shí),探究了載體個(gè)數(shù)、流速等參數(shù)對催化消聲器消聲性能的影響�；陔p向流固耦合方法,建立流固耦合計(jì)... 

【文章來源】：重慶理工大學(xué)重慶市

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

010-2017年中國車用柴油機(jī)銷量

圖1.1所示。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的功率大，相比汽油機(jī)能提供更好的動(dòng)力性，多用于商用車，尤其是中重型車。但是，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣排放含有CO(一氧化碳)、HC（碳?xì)浠衔铮�、NOX（氮氧化合物）、PM（顆粒物）等污染物，對環(huán)境和人體產(chǎn)生了極大的威脅。2013年國五排放標(biāo)準(zhǔn)在北京首先實(shí)施，時(shí)至2018年國五已全面實(shí)施，該標(biāo)準(zhǔn)限定了CO、HC、NOX、PM在ESC試驗(yàn)中的值分別為1.5、0.46、2.0、0.02g/kWh。2018年重型柴油車國六排放標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，在2019年7月實(shí)施，標(biāo)準(zhǔn)限定了CO、HC、NOX、PM在WHSC試驗(yàn)中的值分別為1.5、0.13、0.4、0.01g/kWh，如圖1.2所示。不斷推出的法規(guī)，對汽車尾氣排放污染物的含量限制不斷嚴(yán)苛。2020年輕型車國六標(biāo)準(zhǔn)將會推出，這無疑對汽車后處理系統(tǒng)又是一個(gè)新的挑戰(zhàn)。近幾年，電動(dòng)汽車和燃料電池汽車的研究和開發(fā)席卷全球，國內(nèi)也不例外，但對于追求動(dòng)力性的商用車來說，關(guān)注的焦點(diǎn)依舊是排氣后處理技術(shù)。圖1.12010-2017年中國車用柴油機(jī)銷量圖1.2重型柴油車污染物排放限值柴油車尾氣排放后處理最初也只是加裝DPF(顆粒捕捉器DieselParticulateFilter)過濾過多的顆粒物，發(fā)展到現(xiàn)在柴油車尾氣排放后處理的結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，技術(shù)也不斷提高，但是國內(nèi)國外在CO、HC、NOX、PM等污染物凈化效果的差距也是相當(dāng)明顯。我國的排放標(biāo)準(zhǔn)基本參考?xì)W洲標(biāo)準(zhǔn)，國六也參考了歐六，而歐六已經(jīng)于2014年在歐洲實(shí)施，但國內(nèi)實(shí)施較晚且未全面實(shí)施。歐六階段，國外在輕型柴油車后處理技術(shù)上主要采用DPF+LNT(稀燃NOX捕集器LeanNOXTrap)和DPF+SCR（選擇性催化還原器SelectiveCatalyticReduction）兩條技術(shù)路線。在重型柴油車上主要采用的技術(shù)路線是EGR(廢氣再循環(huán)ExhaustGasRe-circulation)+DOC（氧化型催化器DieselOxidationCatalyst）+DPF+SCR且要求SCR效率在90%以上

2.催化消聲器流場分析13述可表達(dá)為：wSwkdVvkndSdVt（2-27）式中，k為網(wǎng)點(diǎn)上的因變量，V為速度向量，n為方向余弦向量，Γ為廣義變量的廣義擴(kuò)散系數(shù)。2.2.1模型建立本文的研究對象是某款重型柴油車催化消聲器，為滿足國Ⅵ排放標(biāo)準(zhǔn)而研發(fā)的一款系統(tǒng)。因催化消聲器各部件的幾何特征較為復(fù)雜，應(yīng)用有限元前處理軟件Hypermesh將三維幾何模型進(jìn)行簡化并劃分面網(wǎng)格，催化消聲器的幾何模型如圖2.1所示。圖2.1催化消聲器幾何模型將催化消聲器幾何模型導(dǎo)入Hypermesh有限元軟件中，首先對幾何模型出現(xiàn)錯(cuò)位、縫隙、重疊的部位進(jìn)行幾何清理。接著，對模型進(jìn)行簡化處理：提取幾何模型的內(nèi)表面，清除其余實(shí)體部分；模型的進(jìn)出口面向外各拉伸60mm，防止三維仿真計(jì)算時(shí)回流的產(chǎn)生。最后，采用網(wǎng)格工具進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分。為綜合考慮CFD模型的準(zhǔn)確性與計(jì)算效率，在優(yōu)先保證計(jì)算精度基礎(chǔ)上控制模型網(wǎng)格數(shù)量。其中，穿孔管與穿孔板厚度較薄，壁面孔數(shù)量多且分布較密集，因此網(wǎng)格尺寸控制在1-2mm，孔厚度方向的網(wǎng)格層數(shù)為2層。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3600878