進入二十一世紀以來,隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,科研實力和工業(yè)化進程都得到了快速提升,作為工業(yè)化的標志性產(chǎn)物,內(nèi)燃機得到了長足的進步。目前,內(nèi)燃機尾氣排放問題已經(jīng)不容忽視,尾氣中含有的氮氧化物等污染物對人與自然均造成了嚴重的危害。隨著國內(nèi)外排放法規(guī)不斷升級,各大內(nèi)燃機生產(chǎn)廠家都在提升自己的尾氣后處理系統(tǒng)。在各后處理系統(tǒng)中EGR技術(shù)因具有占用空間小和更換方便等優(yōu)勢在該領域中占有重要位置。作為EGR技術(shù)的關鍵零部件,EGR閥的研發(fā)具有重要意義。目前國內(nèi)研發(fā)的EGR閥主要用于小排量柴油機,大排量柴油機適配的EGR閥產(chǎn)品較少。分析了國內(nèi)外不同形式的EGR閥,提出使用蝶閥形式,并采用驅(qū)動部分和閥體部分分離的方案。計算確定EGR蝶閥的通流直徑;由于廢氣具有高溫和腐蝕性的特點,設計了填料密封;設計兩級齒輪減速器和扭簧并計算EGR蝶閥在不同角度的氣動力。對于所設計的EGR蝶閥,需要盡可能地降低閥板在不同轉(zhuǎn)角時的通流阻力,因此確定EGR蝶閥在不同開度的流量系數(shù)和流阻系數(shù)等參數(shù)具有重要意義。對EGR蝶閥進行流場仿真得到不同開度下的云圖和流線軌跡。計算出EGR蝶閥在不同轉(zhuǎn)角的壓差值、流量系數(shù)和流阻系數(shù),并將仿真得到的氣動力和計算值進行對比分析。通過仿真得EGR蝶閥從關閉到打開的過程中,閥板前后壓差值從183457.19Pa衰減到482.62Pa,流量系數(shù)從0.56提升至10.99,流阻系數(shù)從190.29衰減為0.68。600℃的高溫廢氣對驅(qū)動部分的影響十分嚴重,因此需要對驅(qū)動部分進行阻熱和散熱的設計及仿真分析。對EGR蝶閥在高溫工況下進行溫度場仿真,在沒有任何阻熱散熱的措施下電機平均溫度為258.3℃。提出了復合散熱方法:在電機外殼設計散熱肋板;并在電機外殼支架內(nèi)放置隔熱材料氣凝膠氈;同時在電機外殼設計冷卻流道,通過仿真得電機平均溫度為35.8℃,EGR蝶閥可以正常工作。搭建EGR蝶閥泄漏特性試驗臺測試EGR蝶閥在規(guī)定壓力下的泄漏量,試驗測試泄漏量為2.5±0.2m3/h,低于規(guī)定流量(3m3/h)。對EGR蝶閥轉(zhuǎn)角傳感器進行測試,測試其在全開、全閉及不同轉(zhuǎn)角下的電壓值,測試值均在正常范圍之內(nèi),滿足使用要求。
【學位單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TK423
【部分圖文】：

華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文1 緒論1.1 立項背景與意義進入二十一世紀以來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和世界經(jīng)濟全球化的日益深入，人民生活水平迅速提高，購買力不斷增強，對汽車的需求量也在逐步增長[1]。根據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計，2005 年我國發(fā)動機總產(chǎn)量為 36563 萬千瓦，2017 年總產(chǎn)量為 267405.1萬千瓦。最新統(tǒng)計 2019 年僅前兩個月發(fā)動機總產(chǎn)量就已過四萬千萬大關。圖 1-1 所示為我國 2005-2018 年發(fā)動機總產(chǎn)量示意圖，從圖中可以看出，除 2011 和 2015 年有小幅回落，其他年份均在不斷增長。

排放的尾氣進行后處理，將尾氣中的有害物質(zhì)進行物理和化學反應，最中排放污染物的含量。根據(jù)上述兩種主要思路衍生出兩種不同的后處理 EGR+DPF 技術(shù)和優(yōu)化燃燒+SCR 技術(shù)�；紵�+SCR 技術(shù)是燃燒優(yōu)化控制和尾氣排放化學反應兩種處理方式主要原理是通過精確把控噴出燃油的時間點和噴油量將內(nèi)燃機缸內(nèi)的壓實時溫度變化范圍控制在合理的區(qū)間內(nèi)。同時采用選擇性催化還原技術(shù)ectiveCatalyticReduction）噴射碳酰胺（尿素）等化學物質(zhì)和尾氣中的氮烈的化學反應，降低其排放含量[9]。CR 工作原理如圖 1-2 所示，尿素箱中裝有尿素溶液，ECU 根據(jù)尿素箱控制尿素泵向噴嘴輸送一定壓力的尿素溶液。如果是氣助式尿素泵還需氣罐等輔助設備進行噴射。尿素噴嘴的噴射流量主要靠 PWM 占空比或閥進行控制。尿素溶液與氮氧化物充分混合后生成氮氣和水等物質(zhì)，柴一般在 600℃左右，這樣高的溫度可以加速反應。有時還需要使用混合氣和尿素溶液。整個 SCR 的化學反應都使用各種傳感器信號完成閉環(huán)以精確把控噴射參數(shù)，提高反應效率。

中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文技術(shù)是 EGR+DPF 技術(shù)，其中 EGR 為廢氣再循環(huán)技術(shù)（Ex），DPF 為顆粒捕集器技術(shù)（DieselParticulateFilter）。該技術(shù)部分廢氣重新和新鮮空氣混合參與氣缸反應[10]。同時在尾氣排攔截未充分反應的碳煙顆粒，顆粒捕集器一般安裝有一個可完在攔截時間和碳煙顆粒含量達到一定值后自動燃燒生成無污染[11]。

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4 周淵;王璐;齊玉勝;時U喴

本文編號：2816715