基于国六标准的重型柴油机选择性催化还原（SCR）的试验研究

发布时间：2020-09-02 10:53

　　随着全球环境污染的日益严重,各国都相继出台了新阶段的排放标准来限制来自汽车尾气的污染物排放。我国下发的《重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》标志了我国重型柴油车的排放标准即将进入新的阶段。选择性催化还原技术(Selective Catalytic Reduction)是重型柴油机降低排放的最主要手段之一,因此对重型柴油机的SCR系统中的混合器以及技术路线进行研究具有很大的现实意义。本文基于国六标准对重型柴油机SCR混合器及系统路线进行试验研究,在台架实验室测试了不同混合器的动力经济性能和对转化效率影响,重点分析了双串联SCR后处理系统以及传统单SCR后处理系统器方案的选择,验证了双串联SCR的排放性能。从理论出发,介绍了柴油机污染物产生的原因,对现阶段使用的几种后处理方案进行了阐述,结合SCR系统的结构组成和最新研究状况,说明了SCR转化效率的重要性;之后使用了一种区别于传统混合器结构的新型混合器来进行试验,并从油耗、背压、功率以及转化效率几个方面与使用旧型混合器的SCR系统进行对比,探究新型混合器在性能上的优劣;接着对双SCR串联的后处理系统进行试验研究,并与传统高效SCR后处理路线从经济性动力性以及NOx转化效率方面进行了对比;最后在WHTC循环排放试验验证了双SCR系统的工作性能和对氨逸出的控制作用。最终得出了以下结论:使用新型混合器后,转化效率对比使用旧型混合器有所提高,雾化效果达到理想要求,并且排气管内尿素结晶问题得到了很好的解决;使用双串联箱式SCR的后处理系统其转化效率比单SCR后处理系统高百分之二左右,而对其动力性以及燃油经济性的影响几乎可以忽略不计;使用箱式DOC+DPF+双SCR+ASC系统,其排放的PM、NOx、CO等污染物,满足国六标准限值,并且氨泄漏量相比单SCR系统有明显的减少。
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TK421.5
【部分图文】：

柴油车,污染物排放,柴油机,汽车

图 1. 1 雾霾的影响Fig1.1 The influence of haze2016 年末，我国有关部门发布了《轻型汽车污染物排放限制值及测量方法（中国第六阶段）》，也就是最近这些年来，中国汽车人以及汽车爱好者挂在嘴边的“国六”排放标准，被诸多人称为史上最严排放法规。据不完全统计，全世界所有矿物燃料燃烧所产生的有害气体中有近百分之五十是来自于汽车尾气排放[2]。根据资料跟数据所记载，柴油机所带来的污染，并不比汽油机少。在 2010 年，柴油车在中国大陆的所有汽车中占比只有 17.4%，然而大气中的氮氧化物以及固体颗粒物的排放却很多都是来自于柴油机，它们也是上面所说的雾霾和酸雨的主要污染物来源[3]。2010 年中国汽车的一氧化氮（CO）排放三千多万顿，NOx 排放几乎达到五百四十万顿，碳氢（HC）排放接近三百六十多万顿，PM 排放超过五十五万顿，就汽油车而言，而在这些污染物排放当中，HC 与 CO 的排放会比较多，超过汽车排放总量的百分之七十；而柴油车排出的 NOx 接近总量的百分之六十，颗粒物更是接近总量的百分之百[4]。众所周知，低速高扭矩、动力性优良和热效

作用原理

第一章绪论于柴油发动机来说，主要是如 NOx 和 PM 的排放。地球村的生态环境已经每下，为了我们的绿水青山和金山银山，进行发动机后处理技术的革新，已经眉睫，成了广大汽车人不得不面对及解决的课题。在内燃机技术不断发展的过程中，有些技术逐渐被取代，同时也出现了技术，是一个取精去糟的过程。精准高压电控缸内直喷喷油的的发动机，不降低了油耗，而且提高了燃油燃烧的经济性，同时在减少排放等方面也有巨用。EGR 技术的发展，则大大减小了发动机越来越严苛的排放压力。EGR 其原理如图 1.2 所示。

流程图,流程,尿素,选择性

第一章绪论对 DPF 进行再生，这便是 DPF 的大致工作过程。选择性催化还原，顾名思义，有选择性的选择反应物进行催件下，通常是以尿素为还原剂，把 NOx 还原为 N2和水，由选择性，先跟 NOx 发生反应，这就是“选择性”的关键[18]。转化效率高，控制简单，不会额外增加很多油耗等优点[19]。但泵等部件，成本与空间要求较高，所以也有一定的局限性。图 1.3 所示，主要系统部件是尿素喷射控制单元、尿素喷射及催化转化器等。

【相似文献】