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1、第55卷第3期V01．55No．3農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程AGRICULTURALEQUIPMENT＆VEHICLEENGINEERING2017年3月March2017doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2017．03．006基于抑制SCR尿素結(jié)晶的排氣管的優(yōu)化設(shè)計(jì)薛入義1，來鑫1，胡靜1，劉斌2(1．200082上海市上海理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院；2．200082上海市上汽商用車有限公司)【摘要]通過對排氣管的優(yōu)化設(shè)計(jì)降低SCR系統(tǒng)尿素結(jié)晶的風(fēng)險(xiǎn)。利用CFD仿真分析軟件，得到排氣系統(tǒng)中SCR載體前端氨氣混合均勻性指數(shù)(r
2、)值與排氣管折彎半徑(尺)值之間的關(guān)系，根據(jù)該關(guān)系對排氣系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。最后利用熱流臺(tái)架試驗(yàn)，選取三種典型工況，觀察優(yōu)化后的排氣系統(tǒng)在三種典型工況下均沒有產(chǎn)生結(jié)晶。通過對r值與排氣管R值之間關(guān)系的求解及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，為排氣管的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)及實(shí)驗(yàn)參考。[關(guān)鍵詞】SCR；尿素結(jié)晶；CFD仿真分析；混合均勻性指數(shù)；排氣管優(yōu)化設(shè)計(jì)[中圖分類號]U464．134*4[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]B[文章編號]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引言近年來，柴油機(jī)因具有良好的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和耐久性等優(yōu)點(diǎn)，在眾多領(lǐng)域特別是在商用車上得到廣泛的應(yīng)用，但因柴油機(jī)自身的燃燒特點(diǎn)而產(chǎn)生的大量氮氧化物和顆粒物已成為環(huán)境污染的重要污染源。為了滿足尾氣中低NOx含量的要求．僅僅依靠發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部凈化措施無法滿足要求，必須采用柴油機(jī)后處理技術(shù)。國外一般采用比較成熟的LNT
7、或者SCR技術(shù)路線[1]，但是LNT技術(shù)對燃油品質(zhì)要求高，標(biāo)定策略極其復(fù)雜，并且存在燃油經(jīng)濟(jì)性不好等問題。結(jié)合我國實(shí)際情況，我國開發(fā)的能滿足“國六”排放標(biāo)準(zhǔn)的輕型商用車中．采用SCR技術(shù)路線。雖然使用SCR系統(tǒng)可明收稿日期：2016—09—06修回日期：2016—09—13顯降低尾氣中NO，含量，但容易產(chǎn)生尿素結(jié)晶，會(huì)使排氣系統(tǒng)產(chǎn)生背壓升高、消聲效果變差等問題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵塞排氣管．損壞發(fā)動(dòng)機(jī)[2]。本文分析了尿素產(chǎn)生結(jié)晶的原理，介紹了溫度和r值對尿素結(jié)晶的影響。通過優(yōu)化排氣管降低排氣管的熱量損失和提高r值來降低尿素結(jié)晶的風(fēng)險(xiǎn)。利用C
8、FD仿真分析，得到排氣系統(tǒng)中SCR載體前端面r值與尺值之間的關(guān)系，然后根據(jù)該關(guān)系對排氣系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。對優(yōu)化后的排氣系統(tǒng)進(jìn)行熱流臺(tái)架試驗(yàn)，選取三種典型工況。觀察優(yōu)化后的排氣系統(tǒng)在三種典型工況下均沒有產(chǎn)生結(jié)晶現(xiàn)象。1SCR系統(tǒng)尿素產(chǎn)
