車用柴油機尿素SCR系統(tǒng)數(shù)值模擬及試驗研究.pdf

1、柴油機以良好的動力性、燃油經(jīng)濟性和耐久性等優(yōu)點在眾多領域得到廣泛的應用。但柴油機的污染物排放問題也日益受到普遍關注,各國都制定了嚴格的法規(guī)控制Nox和PM的排放。目前研究的柴油機Nox后處理技術有多種,其中以尿素水溶液為還原劑的SCR技術被認為是最有前途的技術之一。本文對選擇性催化還原技術進行了深入研究,為該技術在國內中重型柴油機上的應用提供一些理論和參考指導。
　　 本文對SCR系統(tǒng)的原理、特性進行了研究,包括SCR系統(tǒng)組成、

2、化學反應機理、催化器結構及其性能評價指標。由于尿素結晶對SCR系統(tǒng)正常運行存在較大威脅,本文在介紹最佳還原劑——尿素水溶液的物理和化學性質的基礎上,重點分析了結晶產(chǎn)生的機理,并通過試驗得出不同溫度下,避免尿素結晶生成單位面積上的尿素最大噴射量。此外,針對極寒條件下SCR系統(tǒng)存在尿素凍結問題,簡要闡述了尿素解凍、加熱的方式方法。
　　 在車用Urea-SCR系統(tǒng)中,尿素水溶液的噴射對尿素結晶起著關鍵作用,本文對某目標排氣管進行了數(shù)

3、值模擬。數(shù)值結果能較好反映尿素噴霧的形態(tài)以及液膜的分布,并通過優(yōu)化尿素噴射角度,有效的避免大量尿素液滴撞壁,從而降低了尿素結晶大量產(chǎn)生的風險。
　　 在臺架試驗方面,給出了簡單的開環(huán)控制策略下的尿素噴射示意圖、尿素噴射量的計算關系式,并在臺架上對某國產(chǎn)裝有SCR系統(tǒng)發(fā)動機進行了排放試驗。通過ESC和ETC排放測試試驗分析得出NOx的轉換效率可達67%左右,滿足排放法規(guī)的要求,SCR系統(tǒng)在發(fā)動機上匹配良好。同時通過數(shù)據(jù)得出尿素消耗