行业应用 | CAE仿真技术在汽车排气系统设计中的应用简介

2017-11-15  by:CAE仿真在线  来源:互联网

引言

排气系统通常在高温下工作,在汽车行驶过程还伴随着振动。另外由于现在法规越来越严苛的要求,排气系统在污染物的后处理上也发挥着重要的作用,有三元催化转化器、SCR、DPF等后处理装置,还配有消音器来降低噪声。因此排气系统内部流动复杂,并有各种化学反应,受到高温振动等还可能发生断裂。在设计过程中可以将CAE分析与试验和经验相结合,提升研发设计能力,有效指导新产品的研发设计,节省产品开发成本,缩短开发周期,从而大幅度提高企业的市场竞争力。

排气系统内部流动分析

• 排气歧管、排气道背压分析

• 各缸流动均匀性分析

• 排气时气流互相干涉分析

• 壁面温度分析

通过ANSYS流体软件得到系统内部的流动特性以及壁面的温度,从而指导设计排气管路的形状以及布置方式,避免出现局部高温等不正常现象。

三元催化转化器性能分析

• 内流场、温度分布

• 化学反应过程

ANSYS流体软件帮助实现内部流动和温度分布的均匀性,了解起燃特性和化学反应过程,提高催化效率。

SCR工作性能分析

• 尿素的水解反应

• 尿素水溶液的喷射、雾化、蒸发及混合过程

• 与NOx的化学反应计算

通过ANSYS流体软件实现内部流动的均匀性,使混合更加充分,优化尿素喷射装置的位置以及尿素喷射量,提高NOx的转化率。

DPF工作性能分析

• 碳烟颗粒的运动情况

• 碳烟颗粒的沉积

• DPF再生分析

借助ANSYS流体软件,了解碳烟颗粒的沉积情况并对再生性能进行分析,提高过滤器的过滤效率。

消音器工作性能分析

• 压力损失、消声量的计算

• 气动噪声分析

系统强度、焊接疲劳、振动、断裂问题

• 结构模态分析

• 谐响应分析

• 管路系统疲劳分析

• 焊缝疲劳分析

• 研究振动,优化结构减振

使用ANSYS软件对发动机排气系统(排气歧管、催化转化器和尾管部分)进行热应力分析,根据计算结果判断排气系统中是否存在由于热疲劳而产生的失效、断裂等隐患。

相关CAE软件模块:

几何建模:Ansys SCDM

结构仿真分析:Ansys Mechanical

疲劳寿命分析:Ansys nCode Designlife、Ansys Fatigue

流体仿真分析:AnsysCFX、Fluent、ICEM CFD

设计优化分析:Ansys optiSlang

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