柴油机后处理SCR尿素喷射系统仿真与试验研究

发布时间：2017-08-04 00:25

  本文关键词：柴油机后处理SCR尿素喷射系统仿真与试验研究

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【摘要】：随着社会对环境问题越来越关注,柴油机的排放法规也日趋严格。为了满足排放法规的要求,柴油机减排迫在眉睫。在当前可以有效降低柴油机排放污染物的技术路线中,SCR(Selective Catalytic Reduction)后处理技术被一致认为是可满足国五排放法规的主要技术路线。该技术是基于氮氧还原原理,根据尾气中xNO的含量喷以适量尿素水溶液,将尾气中的xNO还原成无害的2N和OH2排入空气,SCR后处理技术的核心是如何精确地控制尿素喷射量。在综合研究和分析了国内外多种SCR尿素喷射系统的设计理念、结构特点等后提出了本文SCR尿素喷射系统的设计方案,采用无空气辅助压差时间式的SCR尿素喷射系统,即在喷射过程中系统的喷射压力是不变的,喷射量取决于喷射时间的长短。该系统具有尿素溶液供应,调压,稳压,过滤等完整功能,本文根据要求完成了系统零部件的设计和选型,并基于AMESim(Advanced Modeling Environment for Performing Simulation of Engineering System)软件对所设计的喷射系统进行建模仿真和变参数研究,由不同参数下的尿素喷射量仿真曲线图证明了本文设计的SCR尿素喷射系统具有良好的线性特性,同时根据仿真掌握的喷射规律显示系统具有较好的尿素喷射量控制能力。本文还进行了SCR尿素喷射系统台架试验来验证设计的可行性,试验内容具体分为两部分:(1)对AMESim仿真模型的验证。将设置与AMESim中相同参数得到的试验结果和仿真结果作对比分析,对比结果的高度一致性表明了AMESim仿真模型的合理性,同时试验结果也证明了AMESim变参数仿真对优化SCR尿素喷射系统的指导是有意义的,可以作为SCR尿素喷射系统实现定量喷射的精确控制的指导依据。(2)对喷嘴雾化能力的测试。进行了4~9bar压力下的喷嘴雾化试验,试验结果显示压力越高喷嘴雾化情况越好。
【关键词】：喷射精度 AMESim仿真 雾化 台架测试
【学位授予单位】：南京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U464.172
【目录】：

• 致谢3-4
• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 引言8
• 1.2 排放法规8-9
• 1.3 欧V排放达标技术方案9-10
• 1.4 国内外研究现状10-13
• 1.5 课题主要研究内容及来源13-14
• 1.5.1 研究内容13
• 1.5.2 课题来源13-14
• 第二章 SCR尿素喷射系统总体方案设计14-30
• 2.1 SCR尿素喷射系统的结构14-16
• 2.1.1 现有SCR尿素喷射系统的结构14
• 2.1.2 现有喷射系统的差异14-15
• 2.1.3 现有喷射系统的类别15-16
• 2.2 自主SCR尿素喷射系统的方案设计16-29
• 2.2.1 SCR尿素供应单元方案设计17-20
• 2.2.2 尿素计量单元方案设计20-26
• 2.2.3 稳压装置的设计与运用26-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第三章 基于AMESim的SCR尿素喷射系统建模与仿真分析30-43
• 3.1 建模仿真软件AMESim概述30-31
• 3.1.1 AMESim软件简介30-31
• 3.1.2 AMESim软件建模和仿真流程31
• 3.2 SCR尿素喷射系统总体模型的搭建31-34
• 3.2.1 喷嘴模型及工作原理32-33
• 3.2.2 溢流阀模型及工作原理33-34
• 3.3 主要模块数学模型34-37
• 3.3.1 泄漏与粘性磨擦模型34-35
• 3.3.2 针阀数学模型35-37
• 3.4 参数设置37-39
• 3.5 SCR尿素喷射系统的仿真研究39-42
• 3.6 本章小结42-43
• 第四章 SCR尿素喷射系统变参数仿真研究分析43-55
• 4.1 系统喷射压力对尿素喷射系统喷射特性的影响43-44
• 4.2 占空比对尿素喷射系统喷射特性的影响44-45
• 4.3 喷孔直径及喷孔数对尿素喷射系统喷射特性的影响45-48
• 4.4 脉冲频率对尿素喷射系统喷射特性的影响48-51
• 4.5 针阀升程对尿素喷射系统喷射特性的影响51-54
• 4.6 本章小结54-55
• 第五章 SCR尿素喷射系统性能测试与分析55-67
• 5.1 概述55
• 5.2 SCR尿素喷射系统的喷射计量试验研究55-62
• 5.2.1 试验对象55
• 5.2.2 试验设备和实验方法55-58
• 5.2.3 尿素计量试验内容和结果58-62
• 5.3 SCR尿素喷嘴喷雾特性试验62-66
• 5.3.1 喷嘴雾化试验台62-63
• 5.3.2 试验内容和结果分析63-66
• 5.4 本章小结66-67
• 第六章 全文总结与展望67-68
• 6.1 全文总结67
• 6.2 工作展望67-68
• 参考文献68-70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 曹晓轶;郑颖;;采用SCR后处理技术降低车用柴油机排放[J];交通节能与环保;2008年01期

2 贺泓;翁端;资新运;;柴油车尾气排放污染控制技术综述[J];环境科学;2007年06期

3 董尧清;吴乐欣;刘永祥;王一江;;中重型车用柴油机实施欧Ⅳ排放的技术路径[J];汽车技术;2007年03期

4 邹隽s，

本文编号：617001