催化转化器声学性能和流动特性的研究

摘要

来自汽车发动机排气系统的污染和噪声已经成为一个严重的环境问题，为了满足日益严格的排放法规，催化转化器的需求不断增大。因此，必须对催化转化器的系统性能进行全面的研究，分析催化转化器的声学性能和流动性能，考虑排气噪声在催化转化器内的传播规律，从而为合理设计催化转化器以及整个排气系统提供依据。
　　 本文采用传递矩阵法和三维有限元方法对催化转化器的声学性能进行了细致的分析。首先应用四端网络法建立了催化转化器和载体的传递矩阵，计算了传递损失，得到了影响催化转化器消声性能的因数。接着在ANSYS软件中建立了催化转化器的有限元模型，导入SYSNOISE中进行了声学性能的分析，用声压云图直观形象地描述了发动机排气噪声在催化转化器内的传播规律。指出低、高频率不同噪声在催化转化器内的传播规律，以及声波在通过催化转化器时产生的衰减，最后获得了转化器入口与出口声压级差值的曲线。
　　 本文对催化转化器的流动特性进行了有限元分析，应用FLUENT 软件，对比分析了不同扩张角度的催化转化器内部流动的速度场和压力场，得到了扩张角度对催化转化器流场均匀性、压力损失的影响规律。
　　 本文的研究实现了对催化转化器声学性能和流动性能的预测，从而为优化催化转化器和整个排气系统提供了必要的理论依据。