原文传递
车用柴油机Urea-SCR技术降低Nox排放的研究
| 论文题名： | 车用柴油机Urea-SCR技术降低Nox排放的研究 |
| 关键词： | 柴油机;选择性催化还原;催化器;尿素喷射策略;车载诊断系统 |
| 摘要： | 柴油机以良好的动力性、燃油经济性和耐久性等优点近年来在众多领域得到了广泛的应用,但由于柴油机自身燃烧的特点而产生的氮氧化物和颗粒物成为巨大的环境污染源。面对日益严格的排放法规,单靠发动机内部净化措施已经无法满足污染物排放限值的要求,必须同时采用柴油机后处理技术才能达到更为严格的标准。选择性催化还原技术是目前唯一可以同时改善车用柴油机NOx和燃油经济性的后处理技术。本文针对Urea-SCR技术进行了详细的研究,为该技术在国内商用车市场上的实际应用提供一些理论基础和试验数据。 本文对SCR系统特性进行了较深入的研究,包括还原剂的物理化学性质、SCR化学反应机理和系统构成等,基于系统特性提出了应用过程中可能存在的风险并给出了解决方案及其优劣。催化器是影响NOx转化率的重要因素,本文重点分析了SCR催化器的构造及其性能指标,并针对当前燃油中高含硫量的情况进行了催化器的可靠性试验,结果表明高含硫量的燃油对SCR催化器的催化剂活性和NOx转化效率影响不大。 针对SCR系统可能存在的问题,应用CFD软件对SCR系统的尿素溶液喷雾过程及排气管路布置进行了模拟计算和优化设计,优化结果表明该方案能提高NOx转化效率和减少尿素结晶的形成。 针对优化后的SCR系统,研究了简单的尿素喷射开环控制策略,包括尿素喷射量的计算及控制逻辑,并在发动机台架上进行了SCR系统与发动机的匹配试验研究。通过ESC和ETC排放测试循环试验分析得出NOx的转换效率可达66％左右,能满足国Ⅳ排放法规的要求,同时对SCR还原剂的用量进行了研究,结果显示尿素消耗量占燃油消耗的比例仅为5.7％左右,而且氨的泄漏量也被控制在5ppm以下,优化后的SCR系统与发动机的匹配情况较好。 国Ⅳ排放阶段开始强制要求车辆安装OBD系统,文中详细分析了基于SCR的OBD系统监测和诊断原理,最后通过OBD试验循环验证了OBD系统能对出现的故障做出及时反应,监测诊断策略能满足要求。 |
| 作者： | 周明星 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 王谦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
