尾氣凈化裝置對(duì)柴油機(jī)性能和排氣噪聲的影響研究.pdf

1、柴油機(jī)尾氣凈化裝置針對(duì)柴油機(jī)尾氣中含有的燃燒產(chǎn)生的各種有害成分,通過(guò)化學(xué)反應(yīng)、物理吸附等方式將有害成分在排至大氣前除去,減少有害成分對(duì)自然環(huán)境及人體健康的危害。它在實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)尾氣凈化的同時(shí),還能達(dá)到控制排氣噪聲的目的。但尾氣凈化裝置的添加勢(shì)必對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能及排氣噪聲產(chǎn)生影響,為使排氣系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)的耦合達(dá)到最佳狀態(tài),有必要對(duì)尾氣凈化裝置對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能和排氣噪聲的影響進(jìn)行研究。
　　工程上,通常使用GT-power軟件進(jìn)行建模及仿真計(jì)算

2、,該軟件基于一維流體動(dòng)力學(xué)理論,采用有限體積法對(duì)模型進(jìn)行分解計(jì)算。因此,當(dāng)排氣系統(tǒng)內(nèi)存在三維流動(dòng)和三維聲傳播時(shí),使用該軟件模擬的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況存在一定差別。為解決此問(wèn)題,在流場(chǎng)方面,本文采用GT-power軟件與三維流體力學(xué)(CFD)軟件Fluent相結(jié)合的方法,計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性;聲場(chǎng)方面,采用傳遞矩陣法,計(jì)算尾氣凈化裝置的插入損失及柴油機(jī)的尾管輻射噪聲。
　　使用GT-power軟件建立發(fā)動(dòng)機(jī)與排氣系統(tǒng)的耦合模型,

3、GAMBIT軟件建模并劃分網(wǎng)格,以GT-power軟件仿真計(jì)算結(jié)果為邊界,使用Fluent軟件計(jì)算排氣系統(tǒng)的壓力損失,根據(jù)Fluent軟件的仿真計(jì)算結(jié)果相吻合,模型中的參數(shù),使用GT-power軟件仿真計(jì)算的壓力損失與Fluent的仿真計(jì)算結(jié)果相同。在此基礎(chǔ)上計(jì)算分析尾氣凈化裝置對(duì)柴油機(jī)性能產(chǎn)生的影響。使用這種方法,分別計(jì)算含有抗性消聲器、阻性消聲器、通流型載體、壁流型載體結(jié)構(gòu)的排氣系統(tǒng)的壓力損失,分析了修正前后柴油機(jī)性能的變化。

4、>　　為能準(zhǔn)確方便地預(yù)測(cè)源阻抗,本文使用GT-POWER軟件模擬發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程,結(jié)合最大聲功率法確定排氣聲源阻抗。應(yīng)用此方法預(yù)測(cè)了4102BG柴油機(jī)排氣聲源阻抗并與二負(fù)載法作比較。分析轉(zhuǎn)速、負(fù)荷對(duì)聲源阻抗的影響。
　　本文將最大聲功率法計(jì)算得到的聲源阻抗和管口輻射阻抗作為尾氣凈化裝置的入口和出口的邊界條件,使用三維有限元法求出尾氣凈化裝置的四極參數(shù),從而計(jì)算尾氣凈化裝置的插入損失及柴油機(jī)尾管輻射噪聲。使用這種方法,分別計(jì)算了抗性消