柴油机scr系统仿真与优化研究

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1、中图分类号：TK421+.5学校代码：10856学号：M060112160硕士学位论文Master’sThesis柴油机SCR系统仿真与优化研究论文题目车辆工程专业余轶作者姓名陈凌珊李聪指导教师完成日期2014年12月上海工程技术大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所递交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名

2、：日期：年3月/i日上海工程技术大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海工程技术大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密以(请在以上方框内打“V”）学位论文作者签名：々'故指导教师签名：日期：年$月U日日期：年$月丨3日中图分类号：TK421+.5学校代码：10856学号：M0

3、60112160上海工程技术大学硕士学位论文柴油机SCR系统仿真与优化研究作者姓名：余轶指导教师：陈凌珊李聪专业：车辆工程学院：汽车工程学院申请学位：工学硕士完成时间：2014年12月评阅人：楼狄明教授罗一平教授答辩委员会主席：邓康耀教授成员：楼狄明教授曹伟武教授罗一平教授刘伟军教授UniversityCode：10856StudentID:M060112160NUMERICALSIMULATIONANDOPTIMAZATIONOFANUREA-SCRSYSTEMOFVEHICLEDIESELCandidate:YUYiCHENLings

4、hanSupervisor:LICongMajor:VehicleEngineeringCollegeofVehicleEngineeringShanghaiUniversityofEngineeringScienceShanghai,P.R.ChinaDecember,2014柴油机SCR系统仿真与优化研究摘要节能与减排是当今汽车行业所面临的两大挑战，同时也是两个机遇。柴油机凭借优异的动力与燃油经济性能，被越来越广泛地使用，但它也会带来一些环境问题。其中影响较大的是氮氧化物（NOx）排放的问题。全球范围内排放法规的日趋严格，促使国内外各

5、个控制NOx排放技术发展迅速。选择性催化还原（SCR）是其中较好的一个。现在商业上选择质量分数为32.5%的尿素水溶液代替氨气（NH3），从而避免了后者的泄漏问题，它可以在发动机的排气过程中产生还原剂NH3。车载尿素SCR（Urea-SCR）系统的结构及其优化设计对其性能及其在车辆上的合理布置影响很大。本文使用AVLFire软件对柴油机Urea-SCR系统进行了仿真与优化研究。基于对SCR系统各类反应的理论和各种物化作用过程的时间尺度的全面理解，建立了完整的SCR系统三维数值模型。试验验证模型的工作通过比较氮氧化物转化率和系统压力下降实现

6、。对试验验证了合理性的数值模型加以完善然后用于后续的仿真与优化研究。仿真研究揭示了尿素SCR系统内部的各种物化作用过程的细节。在对一个喷射周期的SCR系统进行仿真分析的基础上，通过改变特定结构参数进行对比性的数值模拟，研究了系统结构优化设计的问题。具体内容包括：（1）基于SCR各类理论的深入学习，总结了仿真模型建立过程中所涉及的相关理论与计算模型，重点考察催化剂上面的化学动力学过程。（2）基于发动机的标准排放测试，通过比较氮氧化物转化率和系统压力下降来实现模型合理性的验证。（3）尿素SCR系统三维数值模型的的建立、求解及结果分析，仿真研究

7、揭示了整个过程中各种物化作用的细节。（4）根据不同的喷嘴孔数和不同喷嘴布置情况进行了所建立三维模型的优化，对柴油机SCR系统的改进优化工作提供了一些指导和思路。关键词：NOx，SCR，仿真，优化INUMERICALSIMULATIONANDOPTIMAZATIONOFANUREA-SCRSYSTEMOFVEHICLEDIESELABSTRACTEnergy-savingandemission-reductionarethetwochallengesbutalsotwoopportunitiesautomotiveindustryarefa

8、cingnowadays.Dieselenginewithitsexcellentpowerandfueleconomyperformance,isbecomingmoreandmorewid