柴油機(jī)尿素選擇性催化還原系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著汽車對(duì)NOx排放的貢獻(xiàn)越來越大，以及能源的日益短缺和公眾環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，汽車排放特別是柴油機(jī)NOx排放逐漸受到了人們的重視。為了控制NOx和PM排放量，各國(guó)相應(yīng)制定了嚴(yán)格的柴油機(jī)排放法規(guī)，并普遍認(rèn)為缸內(nèi)優(yōu)化燃燒加尿素選擇性催化還原(Urea-SCR)技術(shù)是目前控制柴油機(jī)NOx和PM排放最有效的策略，這個(gè)方案也是目前國(guó)際上柴油機(jī)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。本文對(duì)SCR系統(tǒng)進(jìn)行了深入的研究和探討，為后續(xù)SCR技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用提供理論參考和技術(shù)支

2、持，主要的研究?jī)?nèi)容有:
　　(1)研究了Urea-SCR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理及化學(xué)反應(yīng)原理，分析了影響SCR系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率的主要因素，并提出催化器性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)。采用AVL FIRE軟件對(duì)某型柴油機(jī)SCR系統(tǒng)進(jìn)行了三維建模，所建模型包括SCR系統(tǒng)內(nèi)部流動(dòng)湍流模型、尿素噴射和霧化模型、多組分模型和催化器內(nèi)流動(dòng)傳熱及催化反應(yīng)模型等，同時(shí)對(duì)尿素噴霧特性參數(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)研究與計(jì)算分析，為相關(guān)模型提供了數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上對(duì)SCR系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值模擬，得

3、到催化器內(nèi)部詳細(xì)的流動(dòng)特性和組分濃度分布，分析了排氣溫度、空速和NO2/NOx比值對(duì)SCR系統(tǒng)的影響。
　　(2)為了驗(yàn)證所建模型的正確性和可靠性，對(duì)裝有SCR系統(tǒng)的某型號(hào)柴油機(jī)進(jìn)行了排放測(cè)試試驗(yàn)，并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行ESC和ETC循環(huán)測(cè)試，試驗(yàn)中尿素噴射采用開環(huán)控制策略，結(jié)果表明，適時(shí)適量的尿素噴射，使各污染物排放在滿足國(guó)Ⅳ排放法規(guī)的同時(shí)避免了NH3的泄漏。選取幾個(gè)典型的工況進(jìn)行了數(shù)值模擬，與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了所建模型的準(zhǔn)確性和