柴油機后處理過程氧化催化轉換器仿真

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柴油機后處理過程氧化催化轉換器仿真

在汽車柴油機后處理系統中，柴油機氧化催化轉換器（DOC）用于凈化石油和燃料殘留物中的烴類（HCs）成分,減少排放廢氣中的CO。廢氣經過DOC，不完全燃燒產生的CO和HCs化合物會發生氧化反應。氧化反應特性、幾何形狀特性和溫度特性是DOC的基本設計元素。排放的廢氣通過具有這些特性的催化轉換器可以用一個偏微分方程式（PDEs）數學模型描述。開發了一個求解PDEs數學模型的仿真程序，PDEs通過體積元素的有限體積方法（FVM）和時間步長隱式方法求解。通過求解PDEs，計算了轉換器出口處的CO和HCs的減少量，因此所提出的模型可以用來仿真和設計DOC，預測CO和HCs的排放。

DOC在柴油機排放路線中的位置如圖1所示，其主要功能是減少廢氣中CO和HCs的含量。用于設計和控制的DOC模型包括許多假設和建模參數的估計，本模型基于氣體流動質量和能量平衡基本定理，模型包括能量平衡方程中需要的焓積分方程，并通過5點高斯求積方法計算焓值。實際的DOC包含大量通道且作用很相似，因此在建模過程中只考慮一個通道。模型以丙烯代表HCs化合物進行建模。對模型進行了驗證，利用實際相同型號的DOC進行試驗，氣體溫度和DOC排氣口的CO、H2、C3H6的摩爾濃度等試驗數據與模型仿真結果相符合，驗證了模型的有效性。

刊名：International Journal of Automotive Technology（英）

刊期：2015年第2期

作者：M. N. Kabir et al

編譯：何云廷