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基于选择性催化还原技术的柴油车后处理系统集成设计仿真
| 论文题名： | 基于选择性催化还原技术的柴油车后处理系统集成设计仿真 |
| 关键词： | 柴油机汽车;尾气后处理;选择性催化还原系统;氧化催化器;颗粒捕集器;集成设计 |
| 摘要： | 随着汽车保有量不断提高，各国对柴油车尾气排放的要求也日趋严格。柴油车尾气排放中的主要污染物包括氮氧化物、颗粒物、一氧化碳和碳氢化合物。为降低各污染物的排放，柴油车后处理系统中应用典型的产品有选择性催化还原系统(英文全称为Selective Catalytic Reduction，简称SCR)，柴油车氧化催化器(英文全称为Diesel OxidantCatalyst，简称DOC)和柴油颗粒捕集器(英文全称Diesel ParticulateFilter，简称DPF)。为实现柴油车尾气排放综合处理的功能，需要将这三种产品系统联合使用。本文从工作原理、结构组成以及化学反应三个方面深入解释这三种系统。并按照其结构组成分解成不同的功能模块，设计相应的数学模型，利用Matlab/Simulink软件进行建模。本文建立了发动机原机排放模型、SCR系统模型、DOC模型以及DPF模型。同时为提高建模的准确性，设计并实施了发动机排放试验。发动机排放试验基于欧洲瞬态工况，先后模拟了城市工况、乡间工况和高速工况。在试验过程中利用排放测试仪采集发动机排气温度、转速、氮氧化物浓度、一氧化碳浓度、颗粒物浓度以及碳氢化合物浓度。将采集到的所有数据进行处理并利用Matlab的插值拟合功能建立各系统排放修正模块，提高系统模型的准确度。为了实现柴油车尾气综合处理的功能，本文将SCR系统、DOC系统和DPF系统集成为一体，并提出了两种集成方案，使用仿真模拟的方法考察两种方案在欧洲瞬态工况下的排放效果。对比两种方案在各工况下的污染物转化率，结合不同的工况可知两种集成方案在ETC瞬态工况下均有较好的减排效果，且SCR系统与DPF系统的相对位置不同会影响氮氧化物和颗粒物的转化效率。SCR前置更利于氮氧化物的转化，但不利于颗粒物的转化；SCR后置利于DPF系统再生且有利于提高柴油机的动力性和经济性。 |
| 作者： | 商一凡 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 李楠;韩宗奇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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