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

1、隨著汽車對NOx排放的貢獻越來越大，以及能源的日益短缺和公眾環(huán)保意識的加強，汽車排放特別是柴油機NOx排放逐漸受到了人們的重視。為了控制NOx和PM排放量，各國相應(yīng)制定了嚴格的柴油機排放法規(guī)，并普遍認為缸內(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NOx和PM排放最有效的策略，這個方案也是目前國際上柴油機領(lǐng)域研究的熱點之一。本文對SCR系統(tǒng)進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，主要的研究內(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價指標。采用AVL FIRE軟件對某型柴油機SCR系統(tǒng)進行了三維建模，所建模型包括SCR系統(tǒng)內(nèi)部流動湍流模型、尿素噴射和霧化模型、多組分模型和催化器內(nèi)流動傳熱及催化反應(yīng)模型等，同時對尿素噴霧特性參數(shù)進行了試驗研究與計算分析，為相關(guān)模型提供了數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上對SCR系統(tǒng)進行數(shù)值模擬，得

3、到催化器內(nèi)部詳細的流動特性和組分濃度分布，分析了排氣溫度、空速和NO2/NOx比值對SCR系統(tǒng)的影響。
　　(2)為了驗證所建模型的正確性和可靠性，對裝有SCR系統(tǒng)的某型號柴油機進行了排放測試試驗，并對發(fā)動機進行ESC和ETC循環(huán)測試，試驗中尿素噴射采用開環(huán)控制策略，結(jié)果表明，適時適量的尿素噴射，使各污染物排放在滿足國Ⅳ排放法規(guī)的同時避免了NH3的泄漏。選取幾個典型的工況進行了數(shù)值模擬，與試驗結(jié)果進行對比，驗證了所建模型的準確性和