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随着全世界机动车数量的增加,尾气排放导致的问题日益严重并威胁环境安全。为了保护生态环境,每个国家都推行一系列越来越严格的排放法规。因为尾气排放法规对碳烟颗粒的限制值越来越小,所以降低柴油机尾气中氮氧化物和固体颗粒物排放量的问题已经刻不容缓。各大柴油机和汽车零部件厂商分别推出自己的尾气后处理系统,来满足排放法规的要求。为了满足国六阶段对PM和NO_X的排放标准,尾气后处理主要采用“EGR+DOC+DPF+SCR”和“DOC+DPF+高效SCR”两条技术路线,它们都需要DPF主动再生过程,其中“DOC+DPF”是常用的主动再生方式,而DOC在燃烧PM的过程中温度需要达到500℃以上,但排气管的温度只有300℃,所以需要在DOC前端增加HC喷射系统来引燃排放物,使DOC温度达到500℃以上。HC喷射系统是DPF主动再生过程中的重要部件,市场上主流的HC喷射系统技术主要掌握在几家外企手中,所以自行研制HC喷射系统在国内具有重要意义。通过对比分析国外几种HC喷射系统的详细结构及其工作原理,总结几种HC喷射系统工作原理和结构的优缺点,设计出一种轻型化、高精度且适应我国市场要求的HC喷射系统。HC喷射系统设计关键技术在于系统的集成化和轻量化、计量阀计量喷射量的准确性、喷嘴的密封和雾化等。设计HC喷射系统过程中,对HC喷射系统整体结构以及关键零部件进行分析,在实现系统集成化、轻量化时,充分考虑各元件的体积、安装方式、工作原理,合理布置各元件的位置与所占空间。计量阀是计量的主要元件,喷射量计量的准确性与计量阀的节流面积、进出口压差相关,首先对计量阀和喷嘴进行设计计算和物理建模,然后利用AMEsim软件分析计量阀的节流孔直径和喷嘴背压对喷射量的影响,最后通过仿真与实验验证流量压力曲线和计量阀占空比与质量流量关系。喷嘴是实现密封和雾化的主要元件,首先根据主要设计参数选择合适的密封形式并计算所需密封力,确定密封处的结构,然后利用Fluent软件分析喷嘴密封处的压力、速度和雾化结果。搭建综合性能测试实验台,测试HC喷射系统在实际工作中流量特性和雾化效果,分析仿真与实验结果。通过仿真与实验可以得到HC喷射系统的流量与压力基本成正比,计量阀占空比与质量流量呈现良好的线性关系,雾化后的颗粒直径达到设计要求。