SCR系统关键制造技术研究及结构件的优化

发布时间：2017-11-03 00:22

  本文关键词：SCR系统关键制造技术研究及结构件的优化

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【摘要】：SCR(Selective Catalytic Reduction)是一种选择性催化还原技术,通过催化还原反应将氮氧化物转换成N_2和H_2O。车用Urea-SCR系统的研究与应用,目的是为了能够减少柴油汽车NO_x的排放,有效控制NO_x对环境的污染。本文通过采用先进的加工制造技术,对车用Urea-SCR系统中的结构件进行设计、改进与分析,从而实现整车后处理系统的轻量化及结构的稳定性。针对目前车用Urea-SCR系统中存在的问题,并结合内高压成型技术在后处理系统中的应用,本文将从以下两个方面进行深入的研究与分析:车用Urea-SCR系统通过采用NH_3在催化剂的作用下与汽车尾气内的NO_x进行反应,将NO_x转换成N_2和H_2O。影响该还原反应的一个重要因素就是温度,控制排气管内的温度,可以提高SCR系统NO_x的转化效率,并且能够有效控制NH_3逃逸,减小二次污染。在保温方面,通过采用内高压成型技术,将排气管设计、制造成双壁中空保温管结构,双壁管中间的空气间隙,将尾气与外部环境隔离,起到保温作用,实现对汽车尾气的保温。对金属双壁中空保温管的设计和制造工艺进行研究,验证整个工艺过程的可行性。并且,参与整个试制过程,针对内高压成型及弯管等工艺出现的问题及失效形式进行研究与分析,并对不同的失效形式提出相应的解决方案。车用Urea-SCR系统中的混合器,在提高尿素水溶液与汽车尾气混合程度的同时,要减小排气背压对发动机的影响。传统混合器设计会产生较大的排气背压,降低发动机内的燃烧效率。通过对混合器进行优化设计,并采用Fluent进行分析,验证新型混合器在提高混合程度的同时是否能够有效减小排气背压。
【关键词】：柴油机 SCR系统 内高压 混合器 流场仿真
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U464.134.4
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-8
• 第一章 绪论8-18
• 1.1 课题研究背景8-10
• 1.1.1 我国汽车行业现状及问题8-9
• 1.1.2 柴油机的发展及影响9-10
• 1.2 后处理技术的研究及发展10-12
• 1.2.1 柴油机尾气处理技术路线10
• 1.2.2 SCR系统原理及组成10-12
• 1.3 SCR系统国内外研究现状12-15
• 1.3.1 SCR系统国内外主要研究内容12-13
• 1.3.2 SCR系统国内外喷射模块研究及应用13-14
• 1.3.3 SCR系统结构件研究14-15
• 1.4 主要问题及研究内容15-18
• 1.4.1 主要问题15
• 1.4.2 研究内容15-18
• 第二章 SCR系统保温性能研究18-26
• 2.1 排气管温度18
• 2.2 排气管热量散失原理18-21
• 2.3 排气管温度控制措施21-25
• 2.3.1 单壁金属排气管21
• 2.3.2 保温材料保护21-23
• 2.3.3 金属双壁中空保温管23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 金属双壁中空保温管设计及制造26-36
• 3.1 金属双壁中空保温管的设计26-27
• 3.2 金属双壁中空保温管制作27-35
• 3.2.1 金属双壁中空保温管胀型28-31
• 3.2.2 金属双壁中空保温管弯管及退火31-34
• 3.2.3 金属双壁中空保温管总成34-35
• 3.3 本章小结35-36
• 第四章 混合器设计与优化36-60
• 4.1 流体力学分析方法36-40
• 4.1.1 流体动力学控制方程37-38
• 4.1.2 湍流模型及其控制方程38-39
• 4.1.3 流体力学工程应用历程39-40
• 4.2 混合器结构设计与分析40-46
• 4.2.1 混合器结构设计40-41
• 4.2.2 网格划分41-42
• 4.2.3 排气管流场分析42-46
• 4.3 混合器结构优化与分析46-58
• 4.3.1 混合器结构优化46-49
• 4.3.2 网格划分49
• 4.3.3 变截面结构流场分析49-58
• 4.4 本章小结58-60
• 第五章 结论与展望60-62
• 5.1 主要结论60
• 5.2 主要创新点60-61
• 5.3 工作展望61-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-68
• 附录68

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本文编号：1133834