发动机排气系统与后处理装置071228.pdf

发动机排气系统与后处理装置 陈 劼 2007-12-28 目 录 1 排气系统的构成 1.1 发动机排气系统 1.2 整车排气系统 2 柴油机排气后处理装置 2.1 氧化催化转化器DOC 2.2 微粒捕集器DPF 2.3 尿素选用性NOx催化还原SCR 3 汽油机排气后处理装置 4 排气系统压力损失与排气背压 4.1 排气系统背压的测量 4.2 排气系统主要零件及总成的压力损失 4.3 排气系统的背压要求 1 排气系统的构成 1.1 发动机排气系统 1.1.1 发动机排气系统构成 由排气歧管、排气弯管和密封垫片等组成。其中排气歧管的设计至关重要。废气从 气缸盖排气道排出，流经各缸的排气歧管进入排气弯管后端。 增压器装在排气歧管上。涡轮增压器利用排出的废气能量对进气进行增压，以提高 增压器装在排气 涡轮增压器利用排出的废气能量对进气进行增压，以提高 空气充量的密度，从而可以增加喷油泵的供油量，提高了发动机的功率和扭矩。 空气充量的密度，从而可以增加喷油泵的供油量，提高了发动机的功率和扭矩。 1.1. 2 排气歧管结构设计 为使各缸的排气互不干涉，不出现排气回流，应尽可能地利用排气惯性 提高排气效率。排气歧管设计时，在布置空间充分的理想情况下，应遵循以 下几项原则： • 每缸排气歧管尽可能长（各缸排气压力稳定） • 每缸排气歧管尽可能独立（独立的排气歧管可排除各缸排气相互干涉） • 各缸排气歧管尽可能等长（各缸排气压力均匀） • 排气歧管的通道表面光滑（较低的排气阻力，防止排气紊流） • 排气歧管末端设计，四缸汽油机一般将1和4缸、2和3缸排气歧管在末端汇 合成双排口的设计，以进一步提高排气效率，同时功率也略有提高。而四缸 柴油机一般将1、4 、2、3缸排气歧管在末端汇合成单排口的设计。 设计人员中流行一种说法：“ 螃蟹脚状的排气歧管最好” 。排气管因为需 要耐高温（汽油机900℃；柴油机800℃），其失效模式是热变形和热应力 裂纹，需要CAE分析及专门的排气管热冲击试验。 评价排气歧管的试验方法 • 排气管热冲击试验 FORD 排气管热冲击试验规范 Manif Upper limit old Target surface temperature surfa Lower limit ce temp Load [%]: to keep surface eratu temperature at target, +/- 10 °C re Fans ON 6 min Hot absorbing stage 4 min Maximum power Cold stage