尾气检测系统的参数优化及试验研究

作     者：龚艳霞 

作者单位：北京工商大学 

学位级别：硕士

导师姓名：沈晓红;聂学俊

授予年度：2009年

学科分类：08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 

主      题：尾气检测 稀释器 数值计算 喷嘴 

摘      要：目前国内汽车尾气排放检测设备几乎完全进口,进口设备价格昂贵,而且一旦设备出现问题维修不方便,影响使用。我国引进先进设备不应该仅停留在使用阶段,而应在引进设备的同时研究其先进技术,以研制出我国自己的检测设备,摆脱依赖进口的现状。排放测试法规规定,柴油机颗粒物的测定需要采用稀释系统,稀释部分是柴油机排气PM (颗粒物,Particle Material)测量的核心,直接影响测量的准确性、重复性以及所测的PM排放评价指标的可比性,有必要对其进行研究。 本课题以北京汽车研究所最新引进的汽车尾气微粒检测系统DMM230为对象,以系统中的稀释单元DI-1000为研究重点,以试验和数值模拟结合的方法对其进行研究。本文构建了稀释器的三维几何模型,在合理假设的基础上建立了稀释器内部流场的数值模型;以CFD数值计算为理论基础,以计算流体软件FLUENT为平台,采用RNG k ?ε湍流模型和SIMPLE算法,用有限体积法离散偏微分控制方程,对稀释器内部的三维定常流动特性进行了研究。稀释器内部流场的数值分析结果与所做的试验数据对比有较好的一致性,证明了稀释器内部流场的计算模型、边界条件及所选参数的正确性。 试验研究提供了稀释器内流场的宏观信息,试验测得的稀释器入口压强与流量数据为正确进行其内部流场数值计算提供了条件;数值分析获得了稀释器内部的大量微观信息,得到了稀释器内部结构参数对其流场性能影响的理论依据。通过计算发现,稀释气体在进入混合腔时出现堵塞现象,经改进喷嘴参数重新计算后,气体堵塞现象消失。 本文所研究的内容对国内汽车尾气检测设备的开发有一定的参考价值,为尾气检测系统参数优化提出了新途径,为促进柴油机排放技术的研究和开发提供了理论基础。