基于稳态条件的排气系统背压预测计算研究

文章以发动机开发中对排气系统背压的边界需求为背景,在对排气系统背压机理以及工程应用实际情况进行分析的基础上,提出了基于已知稳态条件下对排气系统未知输入条件的快速背压预测计算方法。采用稳态热流试验台架对3款发动机排气系统进行背压测试,得到实际测试数据。随机选取输入条件,并使用背压预测计算公式进行了恒温变流量及变温变流量背压计算,计算结果与试验结果吻合良好,为工程开发提供了一种高效、高准确性的快速背压预测计算方法。     

基于GT-Power的汽车排气系统开发

根据汽车排气系统设计目标排气背压和尾管噪声两大指标,对消声器筒体体积、腔数、尾管直径进行估算,设计出预选方案;通过GT-Power模拟和实车测试交替进行,对预选方案进行二次筛选优化,最终得到满足噪声及背压要求的最终方案。     

汽车排气系统的流场分析与优化

给出了某汽车排气系统一维非定常流动的气体动力学方程组和三维模拟数学模型.建立了该汽车排气系统与发动机的联合模型,并利用此模型得到了排气系统进口温度、质量流量、密度等参数.以此作为边界条件,利用三维CFD软件对该汽车排气系统流场进行了模拟,找到了影响排气系统背压的关键结构并进行了优化.结果表明,模拟结果与试验结果吻合性良好,优化后排气系统背压由40.5 kPa降至30 kPa.     

某发动机集成式催化消声器的背压分析及优化

汽车排气系统排气背压的直接影响到汽车动力性、燃油经济性及排放性能,通常情况下,背压增大将导致发动机缸内废气排不净、燃烧恶化、燃料燃烧效率下降、经济性变差、动力性下降、排放不达标等问题。排气背压不仅受排气管的大小、长度及走向的影响,还受发动机尾气处理装置及消声降噪装置的影响。随着国家对汽车排放要求的提高,发动机排气系统上的尾气处理零部件会越来越多,结构更复杂,排气阻力变大,背压升高。为满足整车及发动机的各项性能指标,本文通过采用流体流动均匀性评价指标λ方法对排气系统的催化消声器进行分析,并经过试验验证,达到降低排气背压的目的。     

汽车消声器内部结构对排气背压和油耗的影响

采用GT-Power软件对8种方案下的排气系统声学性能进行分析并与原结构进行对比,在此基础上对消声器内部结构进行优化设计。仿真和试验测试结果都表明,通过优化消声器内部结构能有效降低排气背压,降低整车油耗,并能改善排气尾管口噪声和整车通过噪声,提升整车NVH性能。     

基于多维拟合和最优化决策的泡沫金属过滤体设计

分析了在泡沫金属基柴油机微粒过滤器的设计中,泡沫金属过滤体的横截面积、厚度、平均孔径等因素对过滤器的过滤效率和排气背压的决定性作用,采用多维拟合法找出了各因素对排气特性总的影响规律,采用最优化决策有效减少试验次数,从而找出最佳的设计方案。试验表明,当过滤体的横截面积为150 cm2,厚度为100 mm,孔径为1.5 mm时,过滤效率达到86.4%,排气背压低于0.2 kPa,此时系统过滤性能最为理想。     

汽车排气系统总成的计算流体力学模拟

汽车排气系统采用数值模拟的方法较传统的试验方法省时、省力,且节省试验费用,文章利用通用流体力学软件对排气系统总成的流场和温度场进行了深入的模拟研究,得到了排气系统的总背压随转速变化曲线;详细分析了紧耦合催化器和前后消声器的流场特征,得出了产生背压的主要部件是后消声器.同时表明,三维CFD模拟技术在汽车排气系统中的应用为汽车排气系统设计提供新的理念和方法.     

基于STAR-CCM＋的某型车SCR系统流场分析

借助STAR-CCM＋软件,分析了某型车SCR后处理系统在额定工况下的压力场和速度场分布,以及不同尾气流量下排气背压的变化,得到排气背压随着尾气流量的变化,规律,最后利用最小二乘法,得到尾气流量与排气背压的关系式。该方法为SCR系统的设计提供了有效的理论依据。     

进、排气背压对涡轮增压柴油机工作过程影响的研究

本研究在不同进、排气背压下,测定了柴油机示功图,进、排气管温度及压力,柴油机输出功率和排气烟度等参数,在此基础上计算了柴油机放热率,分析了进、排气背压变化对柴油机放热率的影响。结果表明,进气背压变小后,柴油机燃烧持续期变长,热量利用率低;排气背压增大后,柴油机燃烧不充分,排气烟度大;排气背压变大后,涡轮增压器工作环境差,柴油机进气压力也相应降低。     

排气背压对有无EGR重型柴油机油耗的影响

为了研究排气背压对有无废气再循环(EGR,Exhaust Gas Recirculation)重型柴油机油耗及排温等性能的影响,选取了1540r/min和320N.m的稳态工况分别对有EGR和无EGR的发动机进行了变排气背压试验。试验结果表明:排气背压每增加1kPa,无EGR的发动机油耗率增加0.49g/kWh;有EGR的发动机油耗率增加1.43g/kWh;排气背压对有EGR发动机的油耗率更敏感;低背压时,有EGR发动机的油耗率低于无EGR发动机,高背压时,有EGR发动机高于无EGR发动机。研究结果为重型柴油机排气系统结构设计和布置提供了理论指导。     

地铁出入口排烟方案分析

为研究地铁车站出入口排烟的合理方案,通过大量工程实例,根据机房位置的不同将地铁出入口排烟设计方案分为5类,从气流组织、土建影响、排烟效果等方面对在车站大系统机房设置排烟风机、在地下通道旁边设置排烟机房、结合出入口设置地面排烟机房、出入口通道顶部设置土建夹层作为排烟机房、在地面出入口屋顶设置排烟风机等5类方案的优缺点进行分析,并对高度超过10 m的多级提升出入口防烟方案进行设计,得出不同情况下建议采取的最佳排烟方案,以期为地铁车站出入口排烟方案的设计提供参考。     

对置活塞二冲程汽油机动力学特性分析

结合对置活塞二冲程汽油机对置曲柄连杆机构的设计要求,提出了4种布置方案,利用Matlab/Simulink建立了动力学仿真模型,分析了不同方案的动力学特性。结果表明,活塞运动相位差一定时,4种方案的活塞相对运动规律和缸体横向力变化规律相同;随着相位差增大,缸体横向力波动幅值增大,平衡性变差。轴对称布置的对置曲柄连杆机构曲轴旋向相反,对置活塞对缸体的侧压力方向相同;中心对称布置的对置曲柄连杆机构曲轴旋向相同,对置活塞对缸体的侧压力方向相反。轴对称布置的缸体竖直方向合力受相位差的影响极小,约为传统发动机的2倍,相对缸体中心的力矩随相位差的增大其幅值增大;中心对称布置的缸体竖直方向合力随着相位差的增大而增大,且远小于传统发动机,相对缸体中心的力矩受相位差的影响极小。方案3中进排气侧缸体侧压力的方向及变化规律有利于气缸体水平布置的缸套润滑和实现两侧曲轴的同向同步。     

金门特长公路隧道通风方案比选研究

为解决目前特长公路隧道通风方案比选时局限于送排式通风的问题,从方案设计角度分析几种不同纵向通风模式的功能特点、适用条件,结合送排式通风与互补式通风的特点,提出单通道互补式通风的组合通风模式,并以金门特长公路隧道为例,从全寿命周期角度,对“通风井送排式”“单通道互补式”“双通道互补式”“吸尘式”4种通风方案进行比选研究。结果表明： 1）送排式通风受通风井位置影响较大,从运营通风角度,宜设置在上坡隧道中部偏下风方向; 2）互补式、吸尘式通风能够突破通风井选址的限制,但对于超过5 km的隧道,需要设置专用排烟井; 3）单通道互补式通风省去送风井,保留了送排式通风的排烟功能,具备比选价值。     

发动机排气歧管断裂分析及其设计改进

排气歧管是发动机的主要受热件,工作热负荷大,振动强度高,工作环境极其恶劣。某新开发的发动机在进行A lpha样机耐久性试验时发生了排气歧管断裂故障。文章分析了如何借助CAE软件分析该排气歧管发生断裂的根本原因,基于失效原因提出了新的排气歧管设计方案,并使用CAE软件NASTRAN 2005对新旧两种设计方案进行了对比分析,确认了新方案的可行性。     

Development of quantitative measuring technique to find critical flow conditions for preventing soot deposit accumulated in the diesel exhaust system using main muffler composed of three chambers

If a vehicle that meets emission regulations operates sufficiently for a long time under low speed and low load conditions, soot contained in the exhaust gas is accumulated on the inner surface of the exhaust system. This soot deposition problem occurs frequently in all diesel cars. However, when a vehicle is placed under the conditions of sudden start and sudden acceleration after city mode driving for a long time, the deposited soot is abruptly blown up with the soot produced during fuel combustion. In the present study, the main cause of the abrupt outburst of deposited soot is investigated to overcome this adverse phenomenon. First, we developed a method to quantify the amount of the exhausted soot particles (or the accumulated soot particles) by measuring the opacity that represents the contamination level of the exhaust gas due to soot particles. Using this measuring scheme for deposited soot, we found the critical conditions for engine speeds and load conditions at which soot particles are emitted into the air without accumulation in the exhaust system using main muffler composed of three chambers. In order to meet these critical conditions and thus to drastically reduce soot accumulation, the exhaust system using the main muffler applied in this study must be designed to ensure that the flow velocity of the exhaust gas is higher than 62 m/s when the back pressure at the exit of the turbocharger is under 0.08 bars.     

影响柴油机微粒捕集器背压因素的试验研究

采用搭建的气道试验台和实车试验系统研究了影响发动机排气背压的因素,同时量化了部分发动机工况下流量、背压和温度随时间的变化关系,为再生时机的判断提供了有力的数据支持。     

排气系统振动噪声特性分析及改进

某微型客车在800-1 900 rpm有明显的"嘟嘟"声及排气噪声偏大。本文采用仿真和试验相结合的方式,分析排气系统的振动、背压、消声器传递损失、尾管噪声、插入损失和功率损失特性。分析结果表明排气尾管发生共振,放大发动机高次谐波分量,是引起本排气噪声问题的主要原因。通过多方案分析比较,确定一合理优化方案,其排气噪声降低1-5dB(A),主驾驶员右耳噪声降低0.5-2.5 dB(A),满足功率损失比、插入损失和背压差标准要求,"嘟嘟"声明显减弱,声品质提高。