柴油机SCR系统NOx转化率影响因素的研究

利用计算流体动力学的方法对柴油机SCR尿素水溶液喷雾分解和催化剂表面的化学反应过程进行了数值模拟,结合SCR台架试验,探究了氨氮比、温度、空速和喷嘴安装位置对NO转化率的影响。结果表明:当氨氮比在0.6~2.0时,NO转化率随氨氮比的升高呈先升后降趋势,氨氮比为1.2时的NO转化率较高;当催化剂温度在300~500℃时,NO转化率随温度的升高呈先升高后趋于稳定的变化趋势,温度达450℃时基本稳定;空速在13 000~21 000h-1时,NO转化率随空速升高逐渐降低;随着喷嘴与催化剂距离的增加,NO转化率逐渐增加,当喷嘴与催化剂距离大于450mm时,NO转化率逐渐趋于稳定。     

柴油机SCR系统OBD功能的诊断策略研究

在OBD诊断原理研究基础上,通过灵活运用诊断方法和合理设计诊断逻辑框架,构建了基于SCR系统的OBD功能诊断策略.研究表明,所设计的诊断策略能满足OBD认证法规的要求.     

选择性催化还原（SCR）技术降低柴油机NO_X排放研究

NOX是车用柴油机排气中的主要污染物,为了适应更严格的排放法规,必须采用机外净化措施来控制柴油机的PM和NOX排放,选择性催化还原（SCR）技术是柴油机机外净化的关键技术之一。文中分析了SCR系统的组成、工作原理和反应机理,研究了影响SCR系统NOX转化效率的主要因素,对SCR技术存在的问题进行了探讨。     

国外车用柴油机SCR技术的应用研究

机外措施是控制柴油机NOx 排放的有效措施,是柴油机排放控制的关键技术。选择催化还原(SCR)技术是降低车用柴油机NOx 排放的机外措施之一。介绍了SCR技术的理论依据、系统组成及工作原理;重点介绍了国外车用柴油机SCR技术的应用情况及还需解决的问题。     

柴油机尿素 SCR 反应特性的试验研究

利用可独立控制尿素喷射量的SCR系统,通过柴油机台架试验,研究了钒基催化剂温度和空速对SCR催化还原反应NOx 转化效率和反应速率的影响,以及尿素喷嘴安装位置对转化效率的影响。结果表明：NOx 转化率随着氨氮比（NH3与NOx 物质的量之比）的升高而逐渐升高,由于尿素水解和热解不完全等因素,氨氮比上升到2时NOx 转化率才可达到最大;NOx 转化率随着催化剂温度升高而升高,到400℃时基本趋于稳定,NOx 转化率随空速升高略有下降;SCR反应速率随温度的升高而升高,随空速的变化不明显;相同氨氮比时,尿素喷嘴与催化剂的距离增加,有利于NOx 转化率的升高。     

选择性催化还原(SCR)技木降低柴油机NOx排放研究

NOX是车用柴油机排气中的主要污染物,为了适应更严格的排放法规,必须采用机外净化措施来控制柴油机的PM和NOX排放,选择性催化还原（SCR）技术是柴油机机外净化的关键技术之一。文中分析了SCR系统的组成、工作原理和反应机理,研究了影响SCR系统NOX转化效率的主要因素,对SCR技术存在的问题进行了探讨。     

前置DOC对SCR系统柴油机NO_x排放的影响

对装配前置DOC和无DOC的SCR系统柴油机进行稳态和瞬态试验,研究了前置DOC在不同循环状态下对NOx排放的影响。结果表明:前置DOC能显著提高SCR入口处NO2与NOx的体积比V(NO2)∶V(NOx),加速SCR反应,提高NOx转化效率,改善NOx排放;在ESC非怠速工况下,DOC对V(NO2)∶V(NOx)的影响会随着排气中氧含量和排气温度、空速的提高逐渐降低;温度超过一定范围时,NH3对O2的选择性突然提高,V(NO2)∶V(NOx)对NOx转化效率的影响将减小;DOC内氧化反应产生的热量有限,不足以提高SCR入口处排气温度,而DOC陶瓷载体的储热特性在瞬态循环下会对SCR入口温度产生一定影响,但这并不是改善NOx排放的主要原因。     

基于SCR控制器的国Ⅳ柴油机OBD系统设计

在SCR控制器硬件基础上进行了国Ⅳ柴油机OBD系统设计,介绍了基于SAE J1939与ISO 15765协议的通信功能实现,设计了针对NOx排放控制系统与发动机燃油系统的故障监测、诊断和报警,对发动机端DM1代码进行了解析并遵循ISO 15031—6规定重新组装发送,还对OBD系统中未定义的故障代码(DTC)进行了自定义。目前已完成玉柴YC6L系列单体泵国Ⅳ柴油机匹配标定,并已通过中国汽车技术中心OBD功能认证。     

柴油机SCR系统车用尿素喷雾特性仿真与试验研究北大核心

通过建立喷射系统CFD三维仿真模型,研究了柴油机SCR系统在空气辅助雾化条件下尿素喷射的喷雾速度流场、雾化粒径、喷雾形态和贯穿距等变化规律,并通过试验对模型进行了验证;根据喷射模型对SCR系统的喷孔直径等结构参数进行了优化设计,通过发动机ESC,ETC试验对还原剂雾化性能进行试验验证。试验结果表明:采用改进后的柴油机空气辅助喷射还原剂供给系统后,柴油机NOx排放和NH3泄漏等指标均满足国Ⅴ阶段排放法规要求,验证了所采用的喷雾特性仿真优化设计方法有效可行。     

采用SCR技术的国Ⅳ柴油机OBD系统的故障管理

文中对采用SCR技术的国-Ⅳ柴油机OBD系统的故障管理方法进行研究,结合相关技术标准的要求,有效整合了故障信息,实现了与IS015031-5服务模式相对应的故障管理方案.     

分子筛型SCR对车用柴油机排放改善的试验研究

商用车柴油机多采用DOC+SCR的后处理系统来满足国Ⅳ、国Ⅴ排放标准的要求,而不同类型SCR的催化特性对最终污染物排放影响也不同。试验获取了一支铜基分子筛型SCR,基于1台2.8L柴油机和一支钒基SCR,运行了车用柴油机稳态循环(ESC)和瞬态排放循环(ETC),研究并分析了其对柴油机污染物的减排特性。结果表明,相较于钒基SCR,运行ETC循环时分子筛型SCR对发动机NOx和PM排放的减排效率分别提升19%和33%;分子筛型SCR对NOx的低温转化效率更高,且由于对排气流量不敏感,在高空速工况下其转化效率显著高于钒基SCR;分子筛型SCR对颗粒物个数的减排效率弱于钒基SCR,达7%以上,容易将大质量颗粒物分解为小质量颗粒物;两种SCR均对CO和HC具有一定的减排效果,减排率可达20%左右。     

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。     

柴油机 SCR 系统故障诊断软件的开发与应用

针对电控柴油机SCR系统的故障诊断功能,研究了诊断机理,分析了监测参数,并选其特征值进行分类处理。以VisualC＋＋6．0可视化集成开发环境为平台,设计了一套柴油机SCR系统机外故障诊断软件。诊断软件采用模块化结构和CAN总线技术,其中数据分析模块解析了J1939报文到CAN扩展帧的映射机制;数据库模块由MFCODBC技术实现对Access数据库的管理。对故障诊断软件进行实机调试并设置故障处理验证软件功能,结果表明软件运行可靠,故障获取准确,为进一步研究柴油机SCR系统故障诊断提供了一种新思路。     

重型柴油机失火诊断研究

介绍了失火的原因、危害以及目前针对柴油机失火故障采取的3种诊断策略,重点介绍了失火诊断的最常用方法,即曲轴转速波动法。基于这种方法提出了一种针对重型柴油机失火诊断的简洁实用的算法,在matlab-simulink中建立相应的失火诊断模型并将其生成的C代码烧录到单片机中。最后,在电控柴油机试验台架上通过模拟失火故障验证该控制策略。试验结果表明,当重型柴油机运行于低转速、高负荷工况时,本研究提出的失火诊断策略具有很好的准确性和实时性。     

重型柴油机瞬态工况排放和EGR影响的试验研究

本文中对一重型柴油机瞬态工况下的NOx与碳烟排放和引入EGR技术的影响进行试验研究。结果表明,引入EGR后,NOx的瞬态排放有所改善;但碳烟的瞬态排放恶化;关闭EGR阀可缓解碳烟瞬态排放的恶化。通过直流电机EGR阀关闭阶跃试验,揭示了EGR阀的关闭对发动机各项性能的影响规律,为重型柴油机瞬态排放的EGR控制提供了依据。     

面向控制的SCR催化转化器温度模型

为了建立面向控制的SCR催化器温度模型,根据能量守恒和质量守恒方程并考虑热平衡中所涉及的换热过程不同,建立了4种SCR催化器温度的数学模型,并利用Matlab/Simulink构建图形化的计算模型。采用柴油机欧洲稳态循环(ESC)和欧洲瞬态循环(ETC)条件下的台架实测数据对模型进行检验,基于最大离散程度、拟合度和计算时间3个指标对模型进行评价和比较。结果表明,考虑催化器与废气和周围环境对流换热的温度模型具有良好的预测精度和实时性,更适合用于SCR控制策略。     

柴油机尿素SCR氨分布均匀性的试验与模拟优化

在发动机排气温度300℃、排气流量400kg/h的条件下,测量了尿素SCR催化剂载体前端面的NH3浓度分布。测试结果表明:载体前端面NH3浓度分布均匀性较差,NH3浓度最大值约是最小值的6倍,试验NH3分布均匀性指数仅为0.791。为了提高NH3的分布均匀性,采用CFD软件建立了该SCR系统的流动以及尿素水溶液的喷雾、热解和水解反应等模型,并研究了混合器对NH3浓度分布的影响。模拟结果表明:尿素水溶液喷射后,部分液滴发生撞壁,在排气管直管段大部分液滴集中沿管壁方向运动,进入进口多孔管后液滴分散开,但整体液滴分布不均匀。安装混合器能够使NH3分布均匀性指数和NOx转化效率提高约10%。     

一汽解放"奥威"重型系列柴油机的自主创新成果

"奥威"重型系列柴油机是为满足国内市场对重型载货汽车需求迅猛增长而自主开发的具有国内领先、国际先进水平且真正适合我国国情的重型车用发动机。阐述了"奥威"重型系列柴油机的总体设计目标,从高强化技术、核心部件设计技术、节能环保燃烧技术、电控系统集成技术、电控系统产品生产检测与维护技术、三代机械开发与可靠性增长技术等主要方面,论述了"奥威"重型系列柴油机的自主创新成果。总结了"奥威"重型系列柴油机成功研发对行业技术进步起到的推动作用.     

重型柴油机Urea-SCR系统尿素沉积物的试验研究

利用发动机台架试验研究了排气温度、排气流速以及尿素水溶液喷射量对尿素沉积物生成量的影响.测量对比了排气管内壁面与排气的温度差.通过热重与红外光谱分析研究了SCR系统耐久性试验和道路试验中产生的沉积物的加热分解过程及分解产物,通过电感耦合等离子体发射光谱仪和质谱仪对沉积物中杂质金属含量进行了分析.结果表明,排气温度、排气...