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车用柴油机选择性催化还原(DOC/POC/SCR)系统的开发研究
| 论文题名： | 车用柴油机选择性催化还原(DOC/POC/SCR)系统的开发研究 |
| 关键词： | 车用柴油机;尾气污染物;选择性催化还原;SCR系统;数值模拟 |
| 摘要： | 近年来雾霾成为人们关注空气质量的焦点，而造成这一现象原因众说纷纭，然而随着中国汽车保有量的飞速增长，汽车尾气污染物成为造成大气污染的一项主要原因，尤其是重型柴油机的尾气污染更为严重，其中颗粒物和氮氧化物为主要污染物。为了缓解空气污染我国相继出台了严格的汽车尾气排放法规，目前实行的是国Ⅴ的排放标准，本文通过对尾气后处理系统的研究实现了对现有高压共轨柴油机升级国Ⅴ的改造。 本文首先利用YC4F115-40高压共轨发动机进行台架试验，对不加装任何尾气后处理系统的原机进行发动机的台架试验，利用五组份尾气分析仪测量尾气中污染物的排放浓度，尤其是 NOx的排放浓度；然后添加传统的尿素 SCR系统在同样的工况下再次测量尾气中污染物的排放浓度，进行对比并绘制NOx排放浓度随排气温度的变化曲线，并利用 CFD软件 FIRE对尿素 SCR系统进行了数值模拟，验证了在反应周期内32.5％的尿素水溶液对 NOx的还原效果，试验结果表明净化后 NOx的排放浓度稳定在260ppm以下，仅满足国Ⅵ的排放标准。 通过对传统尿素 SCR排放后处理系统的研究，发现尿素水溶液存在结晶和低温下冻结现象，针对上述弊端本文研究开发了一种新型还原剂40%的甲胺水溶液并选用钒基催化剂的甲胺 SCR系统，通过发动机台架试验测得 NOx排放浓度随排气温度的变化曲线，最终NOx的排放浓度可降低到300ppm左右，其NOx转化率可达到75%左右，与市场上主流的尿素SCR系统差别不大。 为了完成对现有高压共轨的柴油机升级国Ⅴ的改造，本文研究开发了 DOC+POC+甲胺 SCR组合后处理系统，并对加装该系统的柴油发动机进行了一系列的发动机台架试验，绘制了NOx排放浓度随温度变化的曲线和NOx转化率曲线，其NOx排放浓度稳定在180ppm以下，NOx转化率达到85%左右，通过ESC循环测试工况测得NOx的排放浓度在1.9g/Kw.h左右，已经达到目前国家要求的国Ⅴ的排放水平，该组合后处理系统对在用高压共轨的柴油发动机排放水平升级国Ⅴ具有重要的现实意义。 |
| 作者： | 闫安 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 许伯彦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东建筑大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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