某发动机排气系统CAE分析.pdf

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1、测试试验汽车实用技术AUTOMOBILEAPPLIEDTECHNOLOGY2017年第l期20l7NO．110．16638／j．cnki．167卜7988．2017．02．061某发动机排气系统CAE分析张超1，王宏大1，马勇1，刘志2(1．安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥230000；2．安徽工程大学，安徽芜湖241000)摘要：文章利用AVL．Fire软件对某汽油机排气后处理系统进行CFD分析。首先进行了排气系统稳态分析，随后对载体压力降进行验证，最后进行排气系统瞬态分析。结果表明：排气系统稳态分析得到的各项指标均满足设计要求；压力降

2、计算结果和输入压力降偏差在4％左右，计算结果可靠。关键词：均匀性系数；中心率；压力降中图分类号：U467．3文献标识码：A文章编号：1671—7988(2017)02—182一03TheExhaustSystemCAEanalysisoftheEnginezhangCha01，V№gHongda’，MaY

3、on91，Liuzhi2(1．AnhuiJianghuaiAutomobileCo．，Ltd，AnhuiHefei230000；2．AnhuiPolytechnicUniversity’AnhuiWuhu241000)Abstract：Int

4、hisp印er’wedothee)(11austaftertreatmentCFDanalysisforagas01inebyF眦．First，thee】(11austaftertrcatmentsteadyanalysisisdone，andmenthepressuredropofcarrierisVerified，at1ast，theexhaustaftertreatment仃ansientanalySisisdone．Theresultshowsmat：eachindexofsteadyanalySismeetthestafIdard；t

5、}ledeViationofthepressuredrop舶msimulationaIldsupplierisabout4％，mesimulationresultisreliable；theresultofdi髋rentcrankangleinonecyclemeetstaIldard．Keywords：uniforIIIitycoemcient；Centrici锣；ThePressuredropCLCNO．：U467．3Docum忙ntCode：AAniclem：1671-7988(2017)02-182—03刖昌随着环境污染的日趋严重，各国

6、都对汽车排放提出了目益严重的要求“。】。汽油机排放污染物中主要有Hc和cO等，为了降低汽油机排放污染物，目前主流汽车厂家和后处理供应商均选用TwC(三元催化器)技术。”。为了降低汽油机的排放，在催化器体积一定的前提下，主要是通过提高三元催化器的转化效率和寿命的措施来达到目标“。在排气系统设计过程中，需要重点关注四个方面的指标。分别是气体在载体内部的流动均匀性、气体在载体内部的速度中心率、氧传感器位置、排气系统压力降。作者简介：张超，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司。1、模型建立1．1数模图1排气系统结构图该汽油机排气系统结构见图1。排气系统有

7、四个入口，分别为BCl、BC2、BC3、BC4，四个排气支管汇集后进入排气管路，在催化剂前后分别布置有前氧传感器和后氧传感器，催化剂分为两段，分别是TwCl和TWC2。图中BCOUT为出口位置。183汽车实用技术2017年第2期1．2边界条件(1)稳态分析边界条件：对于催化器最重要的工况是最大体积流量工况点，因此本文分析采用发动机额定工况点。入口边界：质量流量：321．1kg／h进口温度：1100K出口边界：静压边界：1．2942bar稳态分析共进行了四种工况的分析，分别为其中一个气缸排气，其它三个气缸关闭的工况。(2)瞬态分析边界条件：入口边

8、界采用一个工作循环下随曲轴转角变化的质量流量和温度边界条件，出口采用一个工作循环下随曲轴转角变化的压力和温度边界条件。1．3载体参数两段载体的参数由供应商提供，两段载体开孔率分别为Twcl=0．72和TWC2=0．7。其中开孔率定义为载体中流通面积除以载体横截面总面积。载体供应商提供的两段载体的压力降曲线见下图2。4／／／图2两段载体压力降曲线2、稳态分析结果及模型验证2．1压力降验证为了验证模型的准确性，本文对供应商提供的压力降与稳态计算得到的压力降两个数值进行对比验证。通过对供应商的不同质量流量下压力降曲线拟合，得到与稳态分析相同质量流量下

9、的压力降，TwCl压力降数值约为lO．62kPa，Twc2压力降数值约为6．98kPa。稳态计算的载体内部质量流量为321．1kg／h，计算得到的压力