尾氣后處理系統(tǒng)
關注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
尾氣后處理系統(tǒng)的視頻教程
積鼎通用流體仿真軟件VirtualFlow 2023.3新版本發(fā)布，新增后處理系統(tǒng)
VirtualFlow 面向工業(yè)級應用的流體仿真平臺，為工程師提供前處理、求解、以及后處理的整體解決方案，提升用戶操作效率和求解器計算性能，解決復雜工程問題。本次更新涵蓋三大亮點，點擊視頻獲取詳細信息。
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尾氣后處理系統(tǒng)的實例教程
項目背景
尾氣后處理系統(tǒng)在重卡中的地位至關重要。隨著全球環(huán)境保護法規(guī)的日益嚴格，特別是中國實施的第六階段排放標準，重卡的尾氣排放要求達到了前所未有的高度。尾氣后處理系統(tǒng)也因此成為重卡滿足排放標準的關鍵技術之一。
霧化噴嘴是尾氣后處理系統(tǒng)中的重要部分。霧化噴嘴的設計和性能直接影響到整個尾氣后處理系統(tǒng)的優(yōu)化，包括噴射角度、噴射速率、霧化顆粒大小等，這些都是確保系統(tǒng)高效運行的關鍵因素。良好的霧化效果能顯著提高化學反應的效率，延長后處理設備的使用壽命，其性能的優(yōu)劣直接關系到整個系統(tǒng)的工作效率和尾氣排放處理的成效。
利用CFD技術研究重卡尾氣后處理系統(tǒng)中的霧化噴嘴，對于提高噴嘴的設計水平、優(yōu)化尾氣處理效果以及推動相關技術的發(fā)展具有重要意義，但是霧化噴嘴流體仿真涉及到多個技術難點，如尿素溶液在噴嘴內的霧化過程極其復雜，涉及到液滴的形成、生長、分裂和撞擊等多個階段；尿素霧化噴嘴內部的流動可能存在湍流、振蕩等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象的模擬需要考慮噴嘴內部流動的隨機性和不穩(wěn)定性；尿素在噴嘴內霧化后，會在尾氣中與NOx發(fā)生化學反應，這個過程中可能伴隨有熱量的釋放等。
項目目標
某動力集團公司是中國動力系統(tǒng)領域的領軍企業(yè)。憑借在重型卡車行業(yè)的深耕細作，已經(jīng)確立了其在國內市場的龍頭地位，并且在全球范圍內也具有顯著的競爭優(yōu)勢。該公司提出，由于尿素顆粒在后處理箱的分布對后處理的性能影響顯著，因此需要對對顆粒分布進行盡可能精確的模擬研究。目前的測試手段，主要是測量噴嘴下方一定位置處的顆粒粒徑大小和分布，通過試驗測量值與仿真值對比來驗證仿真的準確性，從而保證后續(xù)尿素顆粒在后處理系統(tǒng)的分布及蒸發(fā)仿真的準確性。
展開 為了打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，國家又于2019年1月制定發(fā)布了《柴油貨車污染治理攻堅戰(zhàn)行動計劃》，可以說治理柴油車尾氣排放的問題已經(jīng)迫在眉睫。
首先，治理柴油車的尾氣排放，需要了解一些柴油機的相關知識。柴油車使用柴油發(fā)動機，和汽油發(fā)動機相比，柴油機由于燃燒方式不同，尾氣中一氧化碳CO和碳氫化合物HC的排放量相對較少。柴油機的主要排放污染物是①氮氧化合物NOx和②微粒（又稱炭煙）。控制微粒的排放，需要混合氣中氧O的成分要充足，即富氧O燃燒，這和控制NOx的排放需要混合氣中氧O不能過多相矛盾。降低柴油車尾氣中的NOx和微粒（炭煙）等的排放，對于柴油發(fā)動機來說是個難題，需要附加裝置和后處理系統(tǒng)。其中有①排氣再循環(huán)裝置；②后處理催化裝置；③顆粒捕集器；④微粒-NOx凈化裝置。
柴油機的排氣再循環(huán)EGR（Exhaust Gas Recirculation）主要是來降低NOx的排放量，如果廢氣利用率過大，又會造成發(fā)動機經(jīng)濟性惡化、動力不足、微粒（炭煙增加），所以需要精確控制。
柴油機的后處理裝置包括氮氧化合物NOx的還原裝置和一氧化碳CO、碳氫化合物HC的氧化裝置。①尿素還原裝置SCR（Selective Catalytic Reduction），利用的是尿素還原法（NH-SCR），即在溫度較高的排氣中導入尿素釋放出氨氣NH，將NOx轉換為N、CO和HO。②氧化催化裝置DOC（Diesel Oxidation Catalyst）），主要控制CO和HC的排放。
展開 在對SCR 系統(tǒng)尾氣處理泵( 即電磁計量泵) 工作原理及其運動進行理論分析的基礎上，利用AMESim 仿真軟件對其進行了建模與仿真，并建立了SCR 系統(tǒng)尾氣處理泵的運動方程、流量方程和仿真模型。通過改變不同的參數(shù)，研究分析尾氣處理泵的流量變化，使仿真結果進一步指導泵的研究和設計。
012-利用AMESim的SCR系統(tǒng)尾氣處理泵的優(yōu)化設計與仿真研究.part1.rar
012-利用AMESim的SCR系統(tǒng)尾氣處理泵的優(yōu)化設計與仿真研究.part2.rar
該款銳捷特輕型柴油發(fā)動機也是國內皮卡市場中首款亮相的國六機型，未來該款動力系統(tǒng)或將繼續(xù)搭載在帥鈴T6和帥鈴T8皮卡中，以滿足當前日益嚴苛的排放法規(guī)要求。
在滿足國六排放標準的基礎上，新款發(fā)動機的動力性能還有著大幅的提升。通過對發(fā)動機缸內直徑的擴大，提升發(fā)動機做功效率，進而提升發(fā)動機的動力性能，尤其可大幅提升發(fā)動機在低速時的扭矩輸出。據(jù)悉，新款銳捷特輕型發(fā)動機扭矩提升50N·m左右，發(fā)動機的功率提升10kW左右，而發(fā)動機的排量也升級到2.2L。
江淮汽車銳捷特動力系統(tǒng)是完全自主研發(fā)、生產(chǎn)，自2009年以來，江淮銳捷特的十款動力分別榮膺“中國心”十佳發(fā)動機。目前，1.5T、1.5T+、2.2CTI、3.0CTI等產(chǎn)品已達到國六標準要求，實現(xiàn)江淮汽車在汽油、柴油國六動力產(chǎn)品的戰(zhàn)略布局。同時，江淮銳捷特輕型發(fā)動機在研發(fā)之初即可滿足當前國五的排放標準要求，對于國六法規(guī)的要求僅需要對發(fā)動機的部分性能進行提升即可。
該款發(fā)動機的高壓共軌系統(tǒng)由國際知名品牌德爾福進行提供，實現(xiàn)峰值2000bar的噴射壓力，相比現(xiàn)款國五版動力噴射壓力提升200bar，提升燃油霧化效果，實現(xiàn)每循環(huán)7次燃油噴射。這也有利于發(fā)動機燃油經(jīng)濟性的提升，進一步降低用戶在實際用車過程中的油耗。
匹配VGT可變截面渦輪增壓器，實現(xiàn)發(fā)動機在較低轉速時即可輸出較高的扭矩。當發(fā)動機轉速達到1400rpm時，發(fā)動機可實現(xiàn)300N·m的動力輸出。同時，VGT可變截面渦輪增壓器還有助于提升發(fā)動機動力輸出的平順性，用戶在實際用車過程中不會有動力輸出的頓挫突兀感。
面對汽車尾氣排放法規(guī)的不斷升級，發(fā)動機的尾氣后處理系統(tǒng)也備受關注。江淮銳捷特輕型柴油國六發(fā)動機的尾氣后處理采用緊耦合式后處理結構設計，尾氣后處理技術路線為DOC+SDPF+SCR。
展開 配套免費視頻課程見技術鄰->中沫工程師-小周->HyperMesh聯(lián)合Primer整車約束系統(tǒng)前后處理
整車正面碰約束系統(tǒng)后處理是基于正面碰整車模型基礎，完善假人、安全帶、氣囊設置，進行正面碰撞計算（50km/h 正面碰 60ms），對計算結果進行數(shù)據(jù)提取與評價，其提取方面包括：
1.頭部傷害：頭部傷害值HIC、3ms合成加速度
2.頸部傷害值：剪切力Fx、伸張力Fz、伸張彎矩My
3.胸部傷害值：壓縮變形量、粘性指數(shù)VC
4.大腿傷害值：大腿力、膝蓋滑動位移
5.小腿傷害值：小腿壓縮力、小腿脛骨指數(shù)
以下，基于Hyperworks后處理系統(tǒng)分步驟說明：
1.頭部傷害：頭部傷害值HIC、3ms合成加速度
（1）頭部加速度曲線提取
（2）提取頭部傷害值
（3）頭部傷害3ms合成加速度提取與頭部傷害評價
2.頸部傷害值：剪切力Fx、伸張力Fz、伸張彎矩My
（1）頸部傷害值-剪切力Fx提取與評價
（2）頸部傷害值-伸張力Fz提取與評價
（3）頸部傷害值-伸張彎矩My提取與評價
（4）頸部傷害值評價
3.胸部傷害值：壓縮變形量、粘性指數(shù)VC
（1）胸部傷害值-壓縮變形量提取與評價
（2）胸部傷害值-粘性指數(shù)VC提取與評價
4.大腿傷害值：大腿力、膝蓋滑動位移
（1）大腿傷害值-大腿力提取與評價（這里為說明方法，僅提取左大腿力）
（2）大腿傷害值-膝蓋滑動位移提取與評價
5.小腿傷害值：小腿壓縮力、小腿脛骨指數(shù)
（1）小腿傷害值-小腿壓縮力提取與評價
（2）小腿傷害值-小腿脛骨指數(shù)提取與評價
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在重卡尾氣后處理系統(tǒng)的噴嘴霧化模擬項目中，雙方團隊緊密合作，基于積鼎科技自主研發(fā)的CFD軟件VirtualFlow，成功開發(fā)了工程霧化模型及其內流場仿真銜接模塊，實現(xiàn)了噴嘴霧化仿真全流程的打通，打破了傳統(tǒng)模型之間的壁壘。
主流商軟中的VOF to DPM模型計算量巨大，并且破碎機理很難把控，模型精確度調試十分困難，實際應用性不強。
</p><p><img src="https://img.xiumi.us/xmi/ua/4CwTl/i/dfb2f303fdb34fa652b454e73e66d107-sz_324543.jpeg"></p><p>利用CFD手段研究重卡尾氣后處理系統(tǒng)中的霧化噴嘴，對于提高噴嘴的設計水平、優(yōu)化尾氣處理效果以及推動相關技術的發(fā)展具有重要意義。
項目背景
尾氣后處理系統(tǒng)在重卡中的地位至關重要。隨著全球環(huán)境保護法規(guī)的日益嚴格，特別是中國實施的第六階段排放標準，重卡的尾氣排放要求達到了前所未有的高度。尾氣后處理系統(tǒng)也因此成為重卡滿足排放標準的關鍵技術之一。
霧化噴嘴是尾氣后處理系統(tǒng)中的重要部分。霧化噴嘴的設計和性能直接影響到整個尾氣后處理系統(tǒng)的優(yōu)化，包括噴射角度、噴射速率、霧化顆粒大小等，這些都是確保系統(tǒng)高效運行的關鍵因素。
配套免費視頻課程見技術鄰->中沫工程師-小周->HyperMesh聯(lián)合Primer整車約束系統(tǒng)前后處理
整車正面碰約束系統(tǒng)后處理是基于正面碰整車模型基礎，完善假人、安全帶、氣囊設置，進行正面碰撞計算（50km/h 正面碰 60ms），對計算結果進行數(shù)據(jù)提取與評價，其提取方面包括：
1.頭部傷害：頭部傷害值HIC、3ms合成加速度
2.頸部傷害值：剪切力Fx、伸張力Fz、伸張彎矩My
3.胸部傷害值
2018年6月，國家制定并印發(fā)了《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》。為了打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，國家又于2019年1月制定發(fā)布了《柴油貨車污染治理攻堅戰(zhàn)行動計劃》，可以說治理柴油車尾氣排放的問題已經(jīng)迫在眉睫。
首先，治理柴油車的尾氣排放，需要了解一些柴油機的相關知識。柴油車使用柴油發(fā)動機，和汽油發(fā)動機相比，柴油機由于燃燒方式不同，尾氣中一氧化碳CO和碳氫化合物HC的排放量相對較少。柴油機的主要排放污染物是
后處理系統(tǒng)作為處理車輛尾氣的主要設備，集中分布在車架兩側，如圖1所示。后處理系統(tǒng)主要包括
消聲器
（車架右前）、
蓄電池箱
（車架右后）、
尿素箱
（車架左側） 3部分。
對于不同車型，后處理系統(tǒng)放置位置略有差異。
面對汽車尾氣排放法規(guī)的不斷升級，發(fā)動機的尾氣后處理系統(tǒng)也備受關注。江淮銳捷特輕型柴油國六發(fā)動機的尾氣后處理采用緊耦合式后處理結構設計，尾氣后處理技術路線為DOC+SDPF+SCR。
相比國五排放系統(tǒng)，該車的尾氣后處理系統(tǒng)中采用了SDPF的顆粒過濾系統(tǒng)，SDPF即DPF（顆粒物過濾捕捉器）和SCR（選擇性催化還原）的結合，進一步降低尾氣中氮氧化合物的含量。
曼恩發(fā)動機公司的模塊式廢氣后處理系統(tǒng)(EAT)的結構緊湊并滿足IMO Tier III 和 US EPA Tier 4排放標準要求。
曼恩發(fā)動機公司在日前舉行的漢堡海事展上推出滿足IMOTier III 和 US EPA Tier 4排放標準要求的商用解決方案——模塊式廢氣后處理系統(tǒng)。
該模塊式廢氣后處理系統(tǒng)具有高度的靈活性和極其緊湊的結構和重量輕的特點。其模塊性將使范圍廣泛的量身定制的安裝配置成為可能
軟件概況
CaeViewer(CaeViewer)是通用的數(shù)值計算結果后處理交互式圖形顯示系統(tǒng)。系統(tǒng)包括文件操作、模型顯示、后處理等部分，用以彌補目前數(shù)值分析程序在交互式圖形顯示等方面的不足。該系統(tǒng)可根據(jù)數(shù)值計算后處理結果快捷的實現(xiàn)相應的后處理功能，例如，繪制節(jié)點變形應力時程、梁單元變形圖與彎矩剪力圖、實體單元應力云圖等值線圖、剖面的自動提取與等值線圖、制作動畫等等。系統(tǒng)自定義統(tǒng)一的規(guī)范文件格式
AMESIM 是由法國Imagine 公司推出的高性能建模、仿真和動態(tài)分析軟件。在對SCR 系統(tǒng)尾氣處理泵( 即電磁計量泵) 工作原理及其運動進行理論分析的基礎上，利用AMESim 仿真軟件對其進行了建模與仿真，并建立了SCR 系統(tǒng)尾氣處理泵的運動方程、流量方程和仿真模型。通過改變不同的參數(shù)，研究分析尾氣處理泵的流量變化，使仿真結果進一步指導泵的研究和設計。
012-利用AMESim的SCR系統(tǒng)尾氣處理泵的優(yōu)化設計與仿真研究
