行業應用 | CAE仿真技術在汽車排氣系統設計中的應用簡介

2017-11-15  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

引言

排氣系統通常在高溫下工作,在汽車行駛過程還伴隨著振動。另外由于現在法規越來越嚴苛的要求,排氣系統在污染物的后處理上也發揮著重要的作用,有三元催化轉化器、SCR、DPF等后處理裝置,還配有消音器來降低噪聲。因此排氣系統內部流動復雜,并有各種化學反應,受到高溫振動等還可能發生斷裂。在設計過程中可以將CAE分析與試驗和經驗相結合,提升研發設計能力,有效指導新產品的研發設計,節省產品開發成本,縮短開發周期,從而大幅度提高企業的市場競爭力。

排氣系統內部流動分析

• 排氣歧管、排氣道背壓分析

• 各缸流動均勻性分析

• 排氣時氣流互相干涉分析

• 壁面溫度分析

通過ANSYS流體軟件得到系統內部的流動特性以及壁面的溫度,從而指導設計排氣管路的形狀以及布置方式,避免出現局部高溫等不正常現象。

三元催化轉化器性能分析

• 內流場、溫度分布

• 化學反應過程

ANSYS流體軟件幫助實現內部流動和溫度分布的均勻性,了解起燃特性和化學反應過程,提高催化效率。

SCR工作性能分析

• 尿素的水解反應

• 尿素水溶液的噴射、霧化、蒸發及混合過程

• 與NOx的化學反應計算

通過ANSYS流體軟件實現內部流動的均勻性,使混合更加充分,優化尿素噴射裝置的位置以及尿素噴射量,提高NOx的轉化率。

DPF工作性能分析

• 碳煙顆粒的運動情況

• 碳煙顆粒的沉積

• DPF再生分析

借助ANSYS流體軟件,了解碳煙顆粒的沉積情況并對再生性能進行分析,提高過濾器的過濾效率。

消音器工作性能分析

• 壓力損失、消聲量的計算

• 氣動噪聲分析

系統強度、焊接疲勞、振動、斷裂問題

• 結構模態分析

• 諧響應分析

• 管路系統疲勞分析

• 焊縫疲勞分析

• 研究振動,優化結構減振

使用ANSYS軟件對發動機排氣系統(排氣歧管、催化轉化器和尾管部分)進行熱應力分析,根據計算結果判斷排氣系統中是否存在由于熱疲勞而產生的失效、斷裂等隱患。

相關CAE軟件模塊:

幾何建模:Ansys SCDM

結構仿真分析:Ansys Mechanical

疲勞壽命分析:Ansys nCode Designlife、Ansys Fatigue

流體仿真分析:AnsysCFX、Fluent、ICEM CFD

設計優化分析:Ansys optiSlang

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