车用固体铵SCR系统研究进展

为解决实际车用Urea-SCR系统低温NOx转化效率低和尿素结晶等弊端,国内外一些学者开始研究固体铵SCR系统以改善SCR系统的特性。本文对比分析了SCR系统氨气前驱体分别为32.5%尿素水溶液和固体铵盐的优劣。阐明了固体铵SCR系统的反应原理,及在排放法规日益严格的社会背景下,该技术在降低柴油汽车尾气NOX排放的优势。并详细介绍了车用固体铵氨气直喷SCR尾气后处理技术的国内外研究进展及其应用情况。最后对固体铵SCR系统的深入研究提出了建议。     

SCR系统故障引起发动机动力不足的诊断

SCR是Selective（选择性）、Catalytic（催化）、Reduction（还原）的英文缩写,SCR系统是柴油发动机排气后处理技术的一种,其作用是通过NH₃（氨）和NOx（氮氧化物）进行反应,将NOx还原成N_和H₂O,该技术在国Ⅳ和国Ⅴ柴油发动机上应用较多,采用的还原剂是32.5%的尿素溶液（称为"添蓝"）。SCR系统自带排放控制车载诊断系统（图1）,当SCR系统自检到系统故障或发动机排放超标时,将点亮仪表盘上的     

水质对车用尿素水溶液不溶物含量影响的研究

从生产用水的水不溶解物含量对车用尿素水溶液指标的影响角度,阐述了控制生产用水质量的重要性。水作为车用尿素溶液中最大含量的组分(67.5%),其不溶物含量指标直接影响车用尿素溶液不溶物合格性。用非标准用水生产的车用尿素溶液会造成不溶物含量超标,堵塞滤清器、尿素溶液输送管路和喷嘴,降低SCR系统雾化效果,杂质过多甚至还会损坏尿素泵。     

国产车用尿素可替代性试验研究

使用商业钒基SCR催化转化器和某国Ⅳ重型柴油机,在AVL发动机台架上对3种国产车用尿素进行了相互替代性试验,研究中考虑了不同尿素对SCR催化转换器的起燃特性、动态响应、NOx转化率和NH3泄漏等性能的影响。试验排气温度为160～440℃,n(NOx)∶n(NH3)(物质的量之比)从0.8变化到1.2。研究发现:相同条件下3种尿素对SCR系统起燃温度基本没有影响,ESC和ETC循环NOx转化率都在70%以上,同时对其他常规气态排放和NH3泄漏没有明显影响,可以互相替代使用;相同条件下,单位体积尿素溶液中尿素含量越高,SCR系统动态响应越快,ESC和ETC循环NOx转化率越高。     

就AdBlue标准谈AdBlue质量对SCR的影响

<正>2015年1月1日起我国已经正式实施国IV排放标准,为了满足重型柴油车国IV标准,我国主要的发动机厂家都采用了SCR技术路线,而SCR系统需要消耗AdBlue(尿素)才能正常工作,所以AdBlue的质量也影响着发动机的排放情况。国外已经有了车用尿素溶液的标准并从2005年就开始应用,但我国目前只有DB11/552-2008《车用尿素溶液》的地方标准,还没有国家标准。因此,为了全国范围内更好的实施国IV排放标准,控制机动车的污染物排放,制订车用尿素溶液的国家标准是非常必要和迫切的。     

车用尿素面面观

<正>长期加水使用会导致SCR系统长期不正常工作,OBD系统会直接降低发动机输出功率并增加油耗,同时还会损坏SCR系统的零部件。进入2015年,伴随国Ⅳ排放标准的实施,车用尿素的受关注度显著提升。作为与终端用户直接相关的易耗品之一,车用尿素对于广大卡客车驾驶员来说还是个新鲜事物,用户对其成分、工作原理、用途以及使用和储存上还不甚了解或者存在误区。为此,本文围绕上述几点对车用尿素的相关知识进行了梳理,以问答的形式呈现给广大读者。什么是车用尿素?与普通农用尿素有何区别?车用尿素溶液是无色、透明、清     

基于SCR技术的尿素供给系统设计

针对SCR技术设计了一种以压缩空气为动力源的尿素供给系统,用于实现尿素存储和精确、连续喷射等功能。系统功能验证试验和发动机ETC试验的结果表明,该系统的尿素喷射精度能满足目前SCR系统对尿素喷射的要求。     

国IV重型卡车SCR系统及车用尿素溶液解析

车用尿素是重卡达标的必备产品国内柴油机生产厂家为达到日趋严格的国家机动车污染物排放标准,从国IV开始,除采取改进燃油喷射系统、优化燃烧过程等机内净化措施外,还增加了机外后处理装置。目前,国内满足国IV排放标准的主流技术路线主要有2种：一是机内优化燃烧＋选择性催化还原（SCR）路线;二是废气再循环（EGR）＋柴油微粒捕捉器／氧化催化转换器（DPF／DOC）路线。由于采用SCR技术的国IV柴油机具有改动小、燃油要求较低等优点,更适应国内目前柴油品质相刈较差、含硫量较高的现状,且燃油经济性比EGR技术好,在技术升级连续性上具有优势;此外,SCR系统的催化器耐久性好且不存在堵塞的风险,因此,国内重卡生产厂家为应对国IV排放标准要求,大多都采用了SCR的后处理技术。但使用SCR后处理技术的柴油车必须添加尿索溶液作为催化还原剂对尾气中的氮氧化物进行处理,通过车用尿素溶液与SCR技术的共同作用,在优化柴油机性能和减少燃料消耗的同时,还可以显著降低成本（通常车用尿素溶液的平均消耗量约为柴油消耗量的5％）。     

某款双滤芯尿素液位传感器的设计

随着排放要求的日益严峻,重型卡车柴油发动机普遍寻求近乎极限的排放标准。为应对严格的排放标准,EGR+DOC+DPF+SCR+ASC的后处理方式成为国内绝大多数主机厂选择的最终方案。文章将着重分析和探讨目前国内某款国Ⅵ重型卡车柴油发动机SCR尿素供给系统中,为精细过滤尿素溶液所设计的双滤芯结构液位传感器在设计和布置过程中的创新应用。     

尿素选择性催化还原系统的催化剂分析技术——催化剂反应过程模拟

作为一项极有前途的能降低柴油机氮氧化物(NO_x)排放的技术,尿素选择性催化还原(SCR)系统受到了广泛关注。开发了尿素SCR催化反应模型,用于分析催化剂表面尿素的分解反应及其详细的化学反应。通过对催化转化器内部的直接测试分析,证实了尿素分解反应模型的有效性。采用新开发的模型,可以成功地预测安装尿素SCR系统的车辆在各种实际行驶条件下的废气(如NO_x和氨)排放性能。     

柴油机Urea-SCR系统建模与仿真研究

分别建立了基于GT-Power软件的目标发动机模型和尿素SCR一维催化器模型,依据搭建的试验装置,验证了模型的有效性。在十三工况中,排气流量和排气温度的最大误差分别为4.13%和8.3%。在SCR催化器模型验证中,模拟值与试验值趋势一致,吻合较好。将上述模型耦合,对柴油机尿素SCR系统进行模拟分析。模拟结果表明:催化剂温度分布沿排气流向基本呈线性分布;选择催化还原反应主要集中在催化剂的入口段;催化剂的催化效能利用率与催化剂表面NH3覆盖度密切相关,随排气流向下降,提高催化剂的NH3吸附能力可以显著提高催化剂的转化效能。模拟结果可以用于柴油机尿素SCR系统控制策略的制定和SCR催化器的设计与定型。     

国Ⅴ SCR后处理系统工作原理及典型故障分析

正SCR系统即选择性催化还原系统(Selective Catalytic Reduction System),是应用于发动机排气系统,将排气中的氮氧化物(NO_x)进行选择性催化还原成氮气和水,以降低NO_x排放量的排气后处理系统。SCR后处理系统是国Ⅴ柴油机主流配置,分为空气辅助式和无气辅助式。1 SCR系统构成SCR系统由催化消声器、计量喷射系统、尿素罐、喷嘴、DCU、管路(尿素吸液管、喷射管、回液管,集成电     

中重型柴油机SCR系统集成匹配研究

针对高紧凑高效清洁柴油机的开发,选取了SCR后处理技术路线,为了实现国Ⅴ的排放指标要求,分别进行了SCR催化剂及催化器载体的分析与匹配,SCR尿素喷射系统的匹配标定研究,并通过三维仿真分析方法以及尿素喷射水解、热解和化学反应动力学理论完成了喷射管路布置方式的优化设计及SCR系统转化效率的计算与验证。通过发动机台架试验验证了通过上述方法匹配的SCR系统可以满足国Ⅴ的排放指标要求。     

SCR后处理系统在国Ⅳ环卫车上的应用

简述了SCR后处理系统的结构和工作原理。对匹配道依茨BF4M2012-16E4柴油机的解放牌某环卫车系列车型,进行了匹配SCR后处理系统的合理布置,包括排气管路及后处理结构设计、尿素泵布置、尿素罐与尿素管路布置及尿素喷嘴的布置。对改进后车型进行了排放性能试验、噪声性能试验、排放耐久性试验和可靠性试验。结果表明,该车型所用SCR后处理系统完全符合设计要求,满足国Ⅳ排放和噪声要求。     

一汽锡柴国Ⅳ客车电气维护(续完)

<正>(接2012年第8期P40)4排气净化系统4.1 SCR系统CA6DL1-E4(682)欧Ⅳ柴油机采用SCR尾气处理技术,使用饱和尿素水溶液(AD-Blue)为还原剂(agent),还原柴油机废气中超量的氮氧化物NOX,从而满足国Ⅳ排放法规。SCR系统是电控尿素喷射系统,通过读取柴油机当前状态以及各个传感器信息,计算出处理定量废气需要的尿素量,同时定量配给尿素至废气中。CA6DL1-E4柴油机配用最新的BOSCH DeNOX2.2尿素喷射控制单元,精确控制当前柴油机状态需要的尿素量。其系统主要部件为DCU(尿素喷射控制单元)、SM(尿素供给模块,简称尿素泵),DM(喷     

SCR载体尺寸对背压及NOx转化效率的影响

基于发动机台架试验研究了不同选择性催化还原（SCR）载体尺寸的性能差异。结果表明：SCR 载体尺寸会显著影响 SCR 系统的性能,载体长度增加导致排气背压明显增大,但SCR 系统的氮氧化物（NOx）转化效率提升不显著;增大载体直径可同时实现排气背压降低和NOx 转化效率提升;当排气温度高于尿素起喷温度时,加大尿素喷射量后,相比于直径为118.4 mm 的 SCR 载体,直径为 143.8 mm 的 SCR 载体性能可提升 2 倍。     

SCR尾气后处理系统尿素结晶成因及风险试验分析

通过分析柴油机选择性催化还原(SCR)尾气后处理系统尿素结晶成因,提出尿素结晶风险评估方法,并在此基础上采用台架试验的方法进行SCR尾气后处理系统性能和抗结晶性能的仿真验证。结果表明：流速均匀性和NH₃均匀性的仿真结果与试验结果接近,仿真结果对SCR尾气后处理系统设计具有一定参考作用。对优化前后混合器进行稳态尿素结晶试验,结果表明优化后混合器结晶量明显减少,与仿真计算结果吻合较好,优化后的抗结晶效果明显提升,验证了所提出的尿素结晶风险评估标准具有一定的工程实践参考价值,可以帮助提高SCR尾气后处理系统抗结晶设计的工作效率。     

SCR控制策略研究

在自开发选择性还原(SCR)系统供给计量泵和电控系统的基础上进行了SCR控制策略研究.根据SCR系统降低柴油机NOx排放的原理,进行SCR电控系统方案设计和控制策略研究,设计了SCR系统总体工作流程.基于开环控制原理设计了目标尿素需求计量策略,根据状态转移机制设计了计量泵状态及故障跳转管理策略.测试结果表明,该系统运行...     

SCR系统尿素喷雾特性影响因素的CFD仿真分析

利用AVL Fire三维商用仿真软件对SCR系统尿素喷雾特性的影响因素进行了模拟计算,考察的因素包括工况、尿素喷射压力、尿素水溶液的温度及喷嘴的安装角度。结果表明:喷雾形态受来流影响较大,喷雾的速度及贯穿距离随排气流量增加,排气流量越小,排气温度(SCR喷嘴处排气温度)越高,越利于喷雾液滴的蒸发和热解;喷射压力对液滴的喷雾形态影响不大,但对NH3的浓度场分布影响较大,喷射压力越高,NH3的生成效率越低;尿素溶液温度对喷雾形态及NH3的转化影响不大;喷嘴安装角增大利于喷雾液滴蒸发和热解。     

车用Urea-SCR系统结构参数优化研究

为了对柴油机SCR系统喷射区和催化转化区进行优化,采用AVL Fire软件对某型号柴油机SCR系统进行了三维建模。分别对比了尿素喷嘴喷孔数、催化器结构型式及转向型催化器内扩散器的几何参数对SCR系统转化效率的影响。研究表明,最佳尿素喷孔数为4~6个,当使用转向型催化器并且扩散器处开孔区域角度在180°~270°之间时能达到最佳的优化效果。