当今时代,国家对环境保护越来越重视,为严格控制机动车污染,国家决定从2018年元旦开始,对轻型柴油车全面实施国Ⅴ排放标准。课题就是针对SOFIM8140.43S4这样一款已经采用SCR(选择性催化还原技术)作为后处理方案的轻型柴油机进行研究的,通过对这款轻型柴油机的SCR催化转化器进行结构优化研究,使其能够满足国Ⅴ排放要求,课题主要研究内容和创新之处如下:1、对柴油机后处理SCR催化转化器进行原理分析,以SOFIM8140.43S4轻型柴油机为对象,对其SCR催化转化器进行总体方案设计及相关部件的选型。2、利用Gambit软件建立SCR催化转化器的二维模型,采用Fluent软件对SCR催化转化器内流场进行二维稳态流动的数值模拟,通过仿真方法来分析典型SCR催化转化器内部流动特征。3、分别建立入口扩张管角度、出口收缩管角度、载体长度、载体间的间隙等不同的计算模型,通过Fluent数值模拟来研究不同结构参数下SCR催化转化器的内部流动规律。结果表明,入口扩张管角度、载体长度、载体间的间隙这三个参数能为SCR催化转化器的结构优化研究提供依据和指导,而出口收缩管角度不作为优化参数。4、基于Nelder-Mead算法对SCR催化转化器结构进行优化研究,以尽可能增大SCR催化转化器内部载体出口端面中心处的气体流动速度均匀性为优化目标,并对优化后的SCR催化转化器进行内流场分析。结果表明,在A25和B50工况下,优化后的SCR催化转化器载体出口端面中心处气体流速均匀性指数均达到0.872以上,优化后的SCR催化转化器内部流速分布均匀性有很大提高。5、对优化后的SCR催化转化器进行匹配SOFIM8140.43S4轻型柴油机的排放试验。结果表明,优化后的SCR催化转化器正常工作,ESC循环下NO_X比排放量为1.824g/(kW·h),达到了轻型车国Ⅴ排放要求。