柴油机双SCR系统结构参数优化试验研究

发布时间：2021-03-11 05:54

　　为了研究国六重型柴油机选择性催化还原（SCR）系统性能影响因素,文章运用实验方式对催化器的长度、孔的数目以及壁厚进行了试验验证。结果表明:在相同的横截面积下,催化器的长度越短,SCR系统性能较好;孔数目的多少取决于排气背压增加的限值,它的变化使NOx转化效率及压力损失相互矛盾,相互制约。载体壁厚越薄,发动机性能越优秀,但壁厚的减小必需使催化器载体满足强度、热应力及制造工艺的要求。 

【文章来源】：内燃机与配件. 2020,(15)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

发动机试验台架图

压力损失：是指SCR催化器进口和出口的压力差。内燃机利用排气冲程将缸内的废气排出，经过后处理系统达到排放标准。由于SCR催化器的结构采用的是方形孔道的蜂窝状，排气在催化器孔道内的流动是层流，所以在一定程度会对发动机的排气造成阻塞，导致发动机的经济性和动力性恶化。背压越大，造成发动机的油耗增加以及燃烧恶化[7]。3 试验验证

从图3(a）中我们可以看出随着SCR入口温度的增加，在其他的结构参数不变的前提下，只单单改变催化器的长度，随着催化器长度的增加，对转化效率影响会比较小。在NOx转化效率上升的过程中，在相同的温度下，三种不同长度的SCR催化器达到同一的NOx转化效率时，长度为L=279mm可以最快达到，其次长度为L=229mm，最后为长度L=179mm。这是因为在试验中保持空速一定的情况下，废气流量通过SCR催化器时，SCR催化器长度越长，废气通过的时间相对来说越长，这样废气与催化剂接触的时间也就越久，参与反应的时间也就是越长，更有利于除去氮氧化物，降低排放。从图3(b）中我们可以看出长度为L=279mm的SCR催化器在160～550℃，排气背压明显要比其他两个催化器的高很多，比长度为L=229mm的SCR催化器排气背压高出1.5kPa左右；比长度为L=179mm的SCR催化器排气背压高出3.5kPa左右。这是因为在一定的空速情况下，随着催化器长度的增加，催化剂与尾气的接触的时间会增加，这样会更有效的除去NOx以及提高转化效率。但是随着催化器长度的增加，同样的也增大了废气流量在SCR催化器中沿程阻力[8]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]柴油机DOC+SCR系统NOx转化效率影响因素研究[J]. 陈韬,谢辉,高国有,王维,回春.  汽车工程学报. 2017(05)
[2]轻型柴油机SCR反应特性研究[J]. 孟令军,刘悦锋,赵文辅,李科,李立超.  内燃机与动力装置. 2017(03)
[3]柴油机Urea-SCR催化器转化效率影响因素研究[J]. 辛喆,张寅,王顺喜,张云龙,刘嘉欣.  农业机械学报. 2011(09)
[4]柴油机Urea-SCR排气管路CFD优化与NOx排放分析[J]. 王谦,刘倩,罗晶,何志霞,刘庆,徐飞.  内燃机学报. 2009(06)

硕士论文
[1]车用柴油机DOC/SCR系统的数值建模及试验研究[D]. 郭雅各.湖南大学 2018
[2]重型柴油机SCR系统满足WHTC循环试验研究[D]. 李兴民.大连理工大学 2014
[3]国Ⅳ柴油机排放开发与标定研究[D]. 李金海.天津大学 2013
[4]柴油机尿素SCR催化器数值模拟及结构优化研究[D]. 张福杰.湖南大学 2012



本文编号：3075975