尾氣凈化裝置對柴油機性能和排氣噪聲的影響研究.pdf

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

2、,該軟件基于一維流體動力學理論,采用有限體積法對模型進行分解計算。因此,當排氣系統(tǒng)內存在三維流動和三維聲傳播時,使用該軟件模擬的計算結果與實際情況存在一定差別。為解決此問題,在流場方面,本文采用GT-power軟件與三維流體力學(CFD)軟件Fluent相結合的方法,計算發(fā)動機的動力性及經(jīng)濟性;聲場方面,采用傳遞矩陣法,計算尾氣凈化裝置的插入損失及柴油機的尾管輻射噪聲。
　　使用GT-power軟件建立發(fā)動機與排氣系統(tǒng)的耦合模型,

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

4、>　　為能準確方便地預測源阻抗,本文使用GT-POWER軟件模擬發(fā)動機工作過程,結合最大聲功率法確定排氣聲源阻抗。應用此方法預測了4102BG柴油機排氣聲源阻抗并與二負載法作比較。分析轉速、負荷對聲源阻抗的影響。
　　本文將最大聲功率法計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),從而計算尾氣凈化裝置的插入損失及柴油機尾管輻射噪聲。使用這種方法,分別計算了抗性消