满足国五排放标准的柴油车排气系统设计.doc

满足国五排放标准的柴油车排气系统设计


1.9万字 38页 原创作品，已通过查重系统


摘要
微粒捕集器(DPF)是解决柴油机排放微粒污染最有效和最具有发展前景的后处理技术。
柴油机是商用汽车最主要的动力源，以其优越的燃油经济性和较低的CO、HC 排放，近年来得到更普遍的应用，逐渐成为车用动力的首选。但是较高的颗粒排放物（PM）和氮氧化合物（NOX）排放成为限制柴油机发展的主要障碍。按照当前柴油机排放控制技术的发展水平分析：单纯使用机内控制技术不能达到即将实施的更加严格的排放标准，需要使用柴油机后处理技术。
根据改善环境和降低重载柴油机 NOX排放的需要，结合当前主流技术水平以及选择性催化还原装置的结构特点，本论文开展了针对玉柴
YC6L-41 型柴油机国四 NOX排放标准的、以尿素为还原剂的选择性催化消声器的结构设计及研究。
首先选择对NOX有高效转化效率的催化剂开展评价，根据影响其转化率的两个最主要因素工作温度和空速特性开展设计。分析现有的各种载体的优缺点及成本因素，确定选择蜂窝陶瓷载体。根据设计高转化率、低排气阻力的载体要求，结合窝陶瓷载体的压降特性对各种影响因素进行了研究、分析，确定了载体的各项参数。
考虑到催化消声器实际工作条件，从满足耐振动、冲击以及催化还原系统的温度变化的情况合理选择膨胀型衬垫。分析热负荷循环等试验检测衬垫的抗剪切应力、热膨胀系数、热传导系数等性能指标。确定采用的衬垫型号、尺寸。
利用流体分析软件FLUENT对各种结构下催化消声器内部排气速度及压力分布进行分析。在满足催化还原的基础上，结合蜂窝陶瓷载体对气体振动的阻性和壳体的抗性结构开展了催化消声器的设计、分析工作。确定采用阻性和抗性结合的催化消声器结构。
进行欧洲稳态循环 ESC 测试和欧洲瞬态循环 ETC 测试，验证了装置的NOX转化效率达到了设计要求，氨气最大泄漏量为 15ppm，低于限值要求。消声功能由于试验条件限制不能有效验证，仅限于模拟仿真阶段。但本论文的工作对选择性催化还原消声器的研究与结构设计以及优化分析有一定的指导意义。
随着全球汽车产量不断提高，汽车的普及率愈来愈高，而作为汽车的主要动力能源—汽油，在实际使用过程中仅利用大约 30%，40%左右都以汽车尾气的形式排放掉。本研究正是针对汽车尾气余热不易回收的特点，利用温差发电技术回收汽车尾气废热，将余热能转化为电能，储存在蓄电池中，供车载用电器使用或可为混合动力汽车提供电力来源。这对于汽车产业节能减排无疑具有十分重要的意义。


关键词： 排气系统； DPF微粒捕集器； SCR选择催化还原装置； 能量回收装置