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轻型柴油车空辅SCR系统AdBlue输送过程研究
| 论文题名： | 轻型柴油车空辅SCR系统AdBlue输送过程研究 |
| 关键词： | 数值模拟;结构优化;柴油车;排气系统;计算流体力学;输送过程 |
| 摘要： | 本文以某轻型柴油车的空辅SCR排气系统为研究对象，利用计算流体力学（CFD）的方法对其内部排气的流动特性以及尿素喷射过程进行了仿真和优化，主要完成了以下工作： 1、SCR系统的混合建模。基于FLUENT软件，通过尿素水溶液雾化实验测得的粒径分布指数建立喷嘴的喷射雾化模型，利用催化剂载体内的压降公式结合载体参数建立了多孔介质模型，对SCR系统进行三维建模和网格划分。 2、SCR系统排气流场的优化。对前载体采用优化隔板穿孔数目的方法，通过灵敏度分析，得出隔板穿孔总面积至少达到进气管截面面积的1.2倍后可获得较好的流速分布均匀性和压力损失，此时的速度均匀性指数为0.945，系统压降为1.04kPa；对后载体分别采用径向变孔密度载体和优化壳体结构两种方法，在B50工况下，前者的前、后载体排气速度均匀性指数为0.952和0.932，后者为0.926和0.933，两种方案均使前、后载体获得良好的流场分布情况。 3、SCR系统喷射参数的优化。基于SCR系统的稳态流场与离散相耦合计算的方法，对喷嘴在不同喷射距离、喷孔数目和喷射角度下的雾化特性进行了仿真研究。通过正交试验设计分析得出这3个因素对氨浓度分布均匀性的影响程度从高到低为：喷射距离>喷孔数目>喷射角度，喷嘴在喷射距离为380mm，四孔径向喷射时，催化剂载体入口端面处的氨浓度分布均匀性最好，有效提高了SCR系统的NOx转化效率。 4、NOx转化效率的预测。基于数值模拟得到的SCR系统内排气的温度场和速度场，结合试验测得的NOx转化效率MAP图，提出了基于混合建模的NOx转化效率预测方法，用ESC循环的13个工况点对预测结果进行了验证。结果表明NOx预测排放量与实际检测值最大偏差在10%以内，为SCR系统的前期设计提供了指导。 5、SCR系统排放性能测试。分别对原机和装有经过优化后的SCR系统的柴油机进行台架试验，试验结果表明优化后的SCR系统能够正常工作，在ESC和ETC循环下的NOx比排放量分别为1.109g·(kW·h)-1和1.160 g·(kW·h)-1，达到国V排放法规要求。 |
| 作者： | 陈智 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 刘军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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