基于抑制SCR尿素结晶的排气管的优化设计.pdf

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1、第55卷第3期V01．55No．3农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT＆VEHICLEENGINEERING2017年3月March2017doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2017．03．006基于抑制SCR尿素结晶的排气管的优化设计薛入义1，来鑫1，胡静1，刘斌2(1．200082上海市上海理工大学机械学院；2．200082上海市上汽商用车有限公司)【摘要]通过对排气管的优化设计降低SCR系统尿素结晶的风险。利用CFD仿真分析软件，得到排气系统中SCR载体前端氨气混合均匀性指数(r

2、)值与排气管折弯半径(尺)值之间的关系，根据该关系对排气系统进行了优化设计。最后利用热流台架试验，选取三种典型工况，观察优化后的排气系统在三种典型工况下均没有产生结晶。通过对r值与排气管R值之间关系的求解及实验验证，为排气管的优化设计提供了理论依据及实验参考。[关键词】SCR；尿素结晶；CFD仿真分析；混合均匀性指数；排气管优化设计[中图分类号]U464．134*4[文献标志码]B[文章编号]1673—3142(2017)03-0025-05OptimalDesignforExhaustPipesBasedonInhibitiono

3、fSCRUreaCrystalsXueRuyil，LaiXinl，HuJin91，LiuBin2(1．UniversityofShanghmforScienceandTechnology，Shanghai200082，China；2．SAICCommercialVehicleCo．，Ltd．，Shanghai200082，China)[Abstract]TheriskofureacrystalsofSCRsystemisreducedbyoptimizingthedesignoftheexhaustpipe．Therelations

4、hipbe-tweenammoniamixingevennessindex(r)valueofthefront—endofSCRcarrierandbendingradius(R)valueoftheexhaustpipeontheexhaustsystemwasdeterminedusingCFDsimulationsoftware．Onthebasisoftherelationship，theoptimaldesignwasmade．Finally，threetypicalworkingconditionswereselecte

5、dtoobservetheoptimizedexhaustsystembytheexperimentofheatflowbench．Theresultshowsthatitdoesnotproducecrystals．Itwillprovideatheoreticalandexperimentalreferencefort}leop-timaldesignofexhausepipebysolvingandexperimentalverificationoftherelationshipbetweenthervalueandtheRv

6、alueoftheexhaustpipe．[Keywords]SCR；ureacrystals；CFDsimulation；mixingevennessindex；optimaldesignoftheexhaustpipe0引言近年来，柴油机因具有良好的动力性、燃油经济性和耐久性等优点，在众多领域特别是在商用车上得到广泛的应用，但因柴油机自身的燃烧特点而产生的大量氮氧化物和颗粒物已成为环境污染的重要污染源。为了满足尾气中低NOx含量的要求．仅仅依靠发动机内部净化措施无法满足要求，必须采用柴油机后处理技术。国外一般采用比较成熟的LNT

7、或者SCR技术路线[1]，但是LNT技术对燃油品质要求高，标定策略极其复杂，并且存在燃油经济性不好等问题。结合我国实际情况，我国开发的能满足“国六”排放标准的轻型商用车中．采用SCR技术路线。虽然使用SCR系统可明收稿日期：2016—09—06修回日期：2016—09—13显降低尾气中NO，含量，但容易产生尿素结晶，会使排气系统产生背压升高、消声效果变差等问题，严重时会堵塞排气管．损坏发动机[2]。本文分析了尿素产生结晶的原理，介绍了温度和r值对尿素结晶的影响。通过优化排气管降低排气管的热量损失和提高r值来降低尿素结晶的风险。利用C

8、FD仿真分析，得到排气系统中SCR载体前端面r值与尺值之间的关系，然后根据该关系对排气系统进行了优化设计。对优化后的排气系统进行热流台架试验，选取三种典型工况。观察优化后的排气系统在三种典型工况下均没有产生结晶现象。1SCR系统尿素产