應(yīng)用 | CAE仿真技術(shù)在汽車(chē)排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2017-12-28  by:CAE仿真在線  來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)



排氣系統(tǒng)通常在高溫下工作,在汽車(chē)行駛過(guò)程還伴隨著振動(dòng)。另外由于現(xiàn)在法規(guī)越來(lái)越嚴(yán)苛的要求,排氣系統(tǒng)在污染物的后處理上也發(fā)揮著重要的作用,有三元催化轉(zhuǎn)化器、SCR、DPF等后處理裝置,還配有消音器來(lái)降低噪聲。因此排氣系統(tǒng)內(nèi)部流動(dòng)復(fù)雜,并有各種化學(xué)反應(yīng),受到高溫振動(dòng)等還可能發(fā)生斷裂。在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以將CAE分析與試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合,提升研發(fā)設(shè)計(jì)能力,有效指導(dǎo)新產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì),節(jié)省產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本,縮短開(kāi)發(fā)周期,從而大幅度提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

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排氣系統(tǒng)內(nèi)部流動(dòng)分析



  • 排氣歧管、排氣道背壓分析

  • 各缸流動(dòng)均勻性分析

  • 排氣時(shí)氣流互相干涉分析

  • 壁面溫度分析


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通過(guò)ANSYS流體軟件得到系統(tǒng)內(nèi)部的流動(dòng)特性以及壁面的溫度,從而指導(dǎo)設(shè)計(jì)排氣管路的形狀以及布置方式,避免出現(xiàn)局部高溫等不正?,F(xiàn)象。


三元催化轉(zhuǎn)化器性能分析


  • 內(nèi)流場(chǎng)、溫度分布

  • 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程


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ANSYS流體軟件幫助實(shí)現(xiàn)內(nèi)部流動(dòng)和溫度分布的均勻性,了解起燃特性和化學(xué)反應(yīng)過(guò)程,提高催化效率。


SCR工作性能分析


  • 尿素的水解反應(yīng)

  • 尿素水溶液的噴射、霧化、蒸發(fā)及混合過(guò)程

  • 與NOx的化學(xué)反應(yīng)計(jì)算

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通過(guò)ANSYS流體軟件實(shí)現(xiàn)內(nèi)部流動(dòng)的均勻性,使混合更加充分,優(yōu)化尿素噴射裝置的位置以及尿素噴射量,提高NOx的轉(zhuǎn)化率。


DPF工作性能分析


  • 碳煙顆粒的運(yùn)動(dòng)情況

  • 碳煙顆粒的沉積

  • DPF再生分析

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


消音器工作性能分析


  • 壓力損失、消聲量的計(jì)算

  • 氣動(dòng)噪聲分析


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系統(tǒng)強(qiáng)度、焊接疲勞、振動(dòng)、斷裂問(wèn)題




  • 結(jié)構(gòu)模態(tài)分析

  • 諧響應(yīng)分析

  • 管路系統(tǒng)疲勞分析

  • 焊縫疲勞分析

  • 研究振動(dòng),優(yōu)化結(jié)構(gòu)減振


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使用ANSYS軟件對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)(排氣歧管、催化轉(zhuǎn)化器和尾管部分)進(jìn)行熱應(yīng)力分析,根據(jù)計(jì)算結(jié)果判斷排氣系統(tǒng)中是否存在由于熱疲勞而產(chǎn)生的失效、斷裂等隱患。


相關(guān)CAE軟件模塊:


幾何建模:Ansys SCDM

結(jié)構(gòu)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

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