集成式SCR催化转化消声器性能研究

运用GT-Power软件对两种不同结构的集成式SCR催化转化消声器进行了声学性能模拟,通过试验研究对比分析了集成式SCR催化转化消声器的压力损失及其NOx转化效率。结果表明:在增加穿孔管后集成式SCR催化转化消声器的消声效果在400~750 Hz区间内受到了削弱,在750~1 000 Hz区间内增强,增加穿孔管后压力损失增加。在绝大部分工况下,增加穿孔管后SCR催化转化消声器的NOx转化效率要明显高于无穿孔管的结构。     

摩托车国四触媒开发与研究(2)

<正>(上接2019年第11期)3.2温度场对触媒性能影响的技术方案设计验证在排气管弯管处新增两级触媒,具体技术方案见表1,其中单级触媒方案为原装触媒,双前级+后级方案为改进方案,改进方案的贵金属用量为0.692 8 g/车,相比原装触媒降低0.258 g/车。由图8温度场对触媒性能影响的Ⅰ型试验曲线可以看出,整个WMTC工况的排放主要集中在0～400 s工况和1 200～1 800 s工况,双前级+后级方案明显提升了这两个工况下排     

提高柴油机尿素SCR系统氮氧化物转化效率的试验研究

针对柴油机Urea-SCR后处理系统,为了有效提高NOx转化效率,考虑了包裹保温材料减少排气管散热从而提高载体温度、调整喷嘴位置、安装混合器等3种方法,并进行了不同温度和空速下SCR的NOx转化效率试验。试验结果表明:包裹保温材料能够在ETC循环中提高SCR载体温度20℃左右,从而使发动机更多工况处于SCR催化剂反应高效区域;喷嘴安装在更靠近发动机涡轮出口处(沿排气流反方向移动20 cm后),各工况下NOx转化效率均有所提高;安装混合器后在各工况下NOx的转化效率均有5%左右的提高,尤其在低温220℃时NOx的转化效率提高7%。     

基于温度传感器的三元催化转化器工作效率监控试验研究

分析了应用双温度传感器监控汽车三元催化转化器工作效率的可行性,依据所提整体转化效率概念,对汽车排气污染物转化效率进行了量化处理。进行了整车稳态工况下催化转化器出入口温度的监控试验。试验结果表明,车速与催化器出入口温差是影响催化转化器工作效率的主要因素。应用多元线性回归理论建立了文中所用催化转化器转化效率的监控模型。     

柴油机DOC+SCR系统NO_x转化效率影响因素研究

为了研究柴油机DOC+SCR系统NO_x转化效率的影响因素,利用AVL Boost仿真软件对催化器的化学反应过程进行了数值仿真及试验验证。结果表明,建立的仿真计算模型能很好地模拟DOC+SCR系统的催化反应过程。DOC+SCR系统中,NO_x的最佳转化温度范围为280℃~500℃,在最佳反应温度范围内,排气流量对DOC+SCR系统的NO_x转化效率基本没有影响,前置DOC在保证排气中NO/NO_2的比例不同时,NO_x转化效率都能保持在较高水平,排气中NO_2占比的增加对NO_x转化效率的提升作用非常小。     

摩托车国四触媒开发与研究(1)

基于摩托车国四触媒开发,从优化触媒的配方和制备工艺、触媒的位置、载体结构等三个方面开展了摩托车国四触媒开发与研究。研究结果表明,通过触媒催化性能模拟配气评价和整车Ⅰ型试验评价验证,优化触媒的配方和制备工艺,确定性能最佳的配方和制备工艺;通过排气管温度场测试,确定了前级+后级的触媒配置,大幅度提升了触媒的排放性能;选用LS型载体代替常规载体,触媒的性价比进一步提升。为开发高性价比的摩托车国四触媒提供了参考和借鉴。     

柴油机微粒捕集器定工况主动再生条件的试验研究

柴油机尾气后处理系统采用仅安装氧化催化转化器方案,通过试验确定了柴油机微粒捕集器定工况主动再生时所需的入口条件,通过对发动机不同工况排气温度的测量确定了微粒捕集器定工况主动再生的发动机工况点,得出了主动再生时排气管中所需喷入液化石油气的喷射脉宽.试验中氧化催化转化器对HC的转化效率达到了90%以上,满足了再生期间对催化...     

排气净化消声器声学性能数值仿真方法的研究

采用一种一维和三维混合的方法进行排气净化消声器的声学仿真.首先建立一维的发动机模型计算发动机噪声源特性,采用准一维解析方法推导消声器中催化转化器的声学传递矩阵;然后应用三维有限元法计算消声器的四极参数;最后应用声源特性和消声器四极参数计算各工况下的消声器插入损失.某款排气净化消声器插入损失的数值仿真结果与试验数据吻合,验证了该方法的可靠性和准确性.     

中冷后进气温度对重型柴油机NOX排放性能的影响分析

中冷后进气温度是影响选择性催化还原(SCR)转化效率的重要因素。文章以一台某厂家重型柴油机为研究对象,在发动机台架测试系统上运行世界统一瞬态循环(WHTC)工况,通过全流稀释采样系统(CVS)检测排气中原机NO_X排放值以及SCR催化器后的NO_X排放值。结果表明,当排气温度为42～62℃时,提高中冷后进气温度能够有效提高增压中冷柴油机的排气温度,但也使得原始排气中的NO_X排放值增大;排气温度的提升使得SCR的转化效率得以提升,但由于原始排气中NO_X排放值的增大,SCR的转化效率呈现先增大后减少的趋势。     

蜂窝载体负载V_2O_5-WO_3/TiO_2NH_3-SCR试验研究

针对一使用SCR技术满足欧Ⅳ排放标准的柴油机排气特征,在连续流动固定床反应器上利用NH3作还原剂对一纳米级V2O5-WO3/TiO2催化剂的选择性催化还原NO进行了试验研究,分析了不同温度、空速、NH3与NO物质的量比对NOx转化性能的影响。试验结果表明,温度对催化还原性能的影响最大。在低温下,NOx的转化效率很低,随着反应温度的升高,NOx转化率随之急剧升高,在300℃~450℃范围内达到较高的NOx转化效率;随着NH3与NO物质的量比的增加,还原效率并未明显增加,但NH3的氧化和泄漏越来越严重;空速对低温还原效率也存在影响。     

摩托车催化转化器及整车瞬态工况排放的数值模拟

以建设牌125ml摩托车上所使用的三效催化转化器为研究对象,利用CES08A催化器活性评价测试仪对催化剂小样的空燃比特性和氧平衡系数为0.97、1和1.03时的起燃温度特性进行试验测试。空燃比特性结果显示该催化剂对CO的转化效率较高,都保持在90% 以上。起燃温度特性结果显示氧平衡系数对CO的起燃温度影响不大。通过对催化剂反应机理的研究,建立了催化反应模型,对其进行数值求解,模拟结果与试验值吻合较好,验证了模型的正确性。在底盘测功机上对整车在循环工况下的排放进行了定容采样测试,并利用Boost软件建立发动机循环仿真模型,对整车在瞬态工况下的排放进行数值模拟。     

基于温耗比的重型柴油发动机排气热管理试验研究

对缸内燃烧喷射参数、进气节流阀和电控放气阀提升排气温度的规律进行研究，提出温耗比的概念用于表征经济性和排气温度提升效率，针对全球统一瞬态试验循环（WHTC）工况下冷态污染物排放量高的问题，通过分析提温幅度与加热时长的关系，优化了热管理控制策略。试验结果表明：优化后在油耗保持基本不变的前提下，冷态WHTC工况下的涡轮后平均排气温度提升了13℃，尿素喷射提前了63 s,NOx比排放量降低了32%;10%负载的车载排放检测系统（PEMS）测试中，在满足国家第六阶段污染物排放标准的基础上，涡轮后平均排气温度提升了17.8℃，台架PEMS试验油耗降低了3.7%。     

重型国Ⅵ柴油车后处理器温度场研究

重型柴油发动机涡轮增压器后的排气温度可以达到530℃左右,考虑发动机到后处理器排气管路的温降,排气到达后处理器后,内部排气温度依然最高可达520℃以上,而其壳体表面温度约为250℃左右,这对于重型车机舱热管理以及整车布置依然是一个不小的挑战。通过对后处理器内部与外部温度在极限工况下进行试验测试,探究其温度场分布及温降趋势,以及隔热措施的效用,研究成果对相关从业人员具有参考意义。     

基于正交试验理论的消声器优化设计

正交试验理论的提出,为复杂结构消声器的设计提供了一种新思路.文中以某重型车辆排气消声器的第二隔板位置、出口管穿孔率、连接管直径及连接管穿孔率作为水平因素,510～640 Hz内消声器的传递损失总和作为评价指标,基于正交试验理论,利用GT-power软件得出不同水平因素下的评价指标;根据正交试验分析表,对消声器的内部结构进行优化.结果表明,优化后消声器在高频段的消声性能明显优于原消声器,且与原消声器相比其通过频段明显减少.     

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。     

结构参数对阻抗复合消声器消声量的影响分析

本文中应用椭圆柱坐标系下的三维解析算法对椭圆形阻抗复合式消声器的声学特性进行了研究,分析了不同参数对消声器消声量的影响规律。结果表明,穿孔管穿孔率、孔径和吸声材料流阻率均对消声器的消声特性有较大影响,不同参数下消声器在高、低频段的消声量有较大差异。实际应用中建议根据不同工况下排气噪声频率特性来调整消声器结构参数,以获得满意的效果。     

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。     

CDPF主动再生对SCR性能影响的试验研究

基于某国六小缸径柴油机加载DOC+CDPF+SCR后处理测试台架,进行了8 g/L碳载量下CDPF主动再生及降怠速(DTI)再生试验,研究分析了CDPF主动再生对涂覆不同催化剂SCR工作特性的影响。结果表明：由于混合器作用,CDPF主动再生对SCR入口面温度分布均匀性影响较小,主动再生期间SCR入口温度平均约为580℃;主动再生稳定期间,两种催化剂涂覆方案下,NO_x转化效率均较低,铜基分子筛SCR的NO_x转化效率约为80.3%,钒基SCR约为32%,前者稳定性较好;DTI主动再生试验时,主动再生前,NO_x转化效率随SCR入口温度的升高逐渐升高,入口温度为401℃时达到这一期间最高值,约为99.3%;主动再生稳定后,转化效率随温度升高而降低;当工况突变为怠速工况时,SCR入口达到最高温度,约为582℃,此时转化效率为82.2%,氧浓度升高,致使NO_x转化效率迅速升高至较高值后保持稳定,转化效率稳定于99.5%,直至温度较低时转化效率下降。     

柴油机DOC+CDPF系统的过滤和再生性能试验研究

基于氧化催化转化器(DOC)+催化型颗粒捕集器(CDPF)系统开展了发动机台架试验,对比系统前后的颗粒物粒径分布,获得了系统的过滤效率,同时也测量了该系统在各稳态工况下的再生效率.研究结果表明:该系统对颗粒物的过滤效率在发动机的各个工况均能达到95%以上;系统前的颗粒物数量浓度呈单峰分布,主要为核模态;系统后颗粒物数量浓度呈双峰分布,峰值分别在10 nm和150 nm左右,且10 nm左右波峰峰值最大;再生效率随着再生温度的升高呈上升趋势,测试系统的起燃温度在250℃以下;再生效率均随着再生时间的增加而增加,但在再生后期明显变缓;在较高的再生温度时,颗粒担载量增大将有利于提高再生速率.     

排气温度、排气流量和海拔高度对SCR系统NOx转化率和NH3泄漏量的影响研究

为研究不同海拔下SCR系统性能,分别在80、90、100 k Pa大气压力下对一台满足国五排放标准的高压共轨柴油机进行性能与排放试验,以研究排气温度、排气流量和海拔变化对NO_x转化率和NH₃泄漏量的影响。结果表明:在排气流量为350 kg/h情况下,NO_x转化率随排气温度升高呈现先增后减的趋势,不同温度下NO_x转化率最大差值为43.4百分点;NH₃泄漏量随着温度的升高大体上呈下降趋势,不同温度下NH₃泄漏量最大差值为328×10^-6;NO_x转化率随排气流量升高呈现先增后减的趋势,在250℃时,不同排气流量下NO_x转化效率最大相差21.5百分点;NH₃泄漏量随排气流量的增大而增加,在250℃时,不同排气流量下NH₃泄漏量最大差值为90.8×10^-6。相同工况下,海拔越高,NO_x转化率越高,NH₃泄漏量越小,大气压力为80和100 k Pa下NO_x转化率最大相差20.1百分点,NH₃泄漏量最大相差54.6×10^-6。