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某重型柴油车SCR后处理系统的Adblue喷射混合过程研究
| 论文题名： | 某重型柴油车SCR后处理系统的Adblue喷射混合过程研究 |
| 关键词： | 重型车辆;柴油机;SCR系统;尿素喷射位置;排放控制 |
| 摘要： | 车用柴油机因其低油耗、动力强，在重型车辆上得到普遍应用。目前，我国装配重型柴油机的整车约占总量的15％，但重型车用柴油机排气排放中的氮氧化合物（NOx）和PM（微粒）约占机动车总排放量的60％多[1]，重型车污染物排放问题也越来越突出。从重型柴油机的发展来看，为达到我国第Ⅳ阶段车用柴油机污染物排放的控制目标，排气后处理已是必然选择。目前，我国普遍倾向于采用SCR技术，即选择性催化还原技术，作为满足国Ⅳ、国V排放法规求的主要技术措施。其基本原理是将还原剂喷入催化剂前段排气管内与高温排气混合，随排气流过催化剂区域，还原反应在喷射的还原剂与排气中的氮氧化物（NOx）之间产生，最终实现将排放的排气中氮氧化物（NOx）还原生成氮气（N2）和水（H2O）的目标。 本文是以某型号重型车用柴油机SCR系统为研究原型，对影响SCR系统性能的尿素喷射位置，通过计算流体动力学（CFD）分析及试验验证手段，验证喷射位置对氮氧化合物（NOx）转化性能的影响。本论文主要进行了如下几方面的研究工作： （1）本文研究了选择性催化还原技术所用的物理及化学基础，通过对选择性催化还原系统中的主要化学反应方程式及其原理的认识，研究影响SCR还原反应的速率和质量的因素，根据SCR所能达到的催化转化效率，计算在不同工况下，还原排气中NOx反应所需的最大还原剂量。 （2）利用有限元分析软件hypermesh和CFD仿真软件star-ccm+进行建模和仿真分析，分别模拟典型工况下SCR催化转化器进气混合管的喷雾多相流。通过分析得出载体前端均匀性系数、温度和整个流场混合管内温度分布和混合管内氨气与排气混合过程中质量分数分布，评价SCR整体CFD空气动力学性能、混合管和喷嘴安装位置设计是否合理。 （3）通过模拟结果分析得，在两种典型工况分别在距离喷嘴110.17mm和206.45mm后区域均匀雾化，尿素发生水解反应；结合具体车型安装空间和装配工艺等因素，选择离催化转化器210mm的位置安装尿素喷嘴，这个安装位置可以保证整车在全功率范围内都可以保证尿素水溶液从喷嘴喷出后与管内排气充分混合，集中蒸发为气态。 （4）本文最后通过对改进后的尿素喷射位置进行ESC和ETC实验测试，运用诊断工具对整车进行氮氧化物（NOx）的含量测试，验证了发动机在典型工况下的尿素喷射位置符合仿真实验结果，满足优化设计要求，并到达排放控制效果。 |
| 作者： | 洪军 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 刘军;金海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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