紧耦型SCR催化器混合段的性能研究.pdfVIP

第 3 期 （总 第 2 2 期) 车用 发 动 机 No . 3 (Serial No . 224) 2 01 6 年 6 月 V EH IC LE ENGINE Jun . 2016 紧耦型S C R 催化器混合段的性能研究 郑 贵 聪 ，许 智 强 ，张 婷 ，沈 彩 琴 ，颜 传 武 ，陆胜旗 ( 杭州银轮科技有限公司，浙江杭州 310013) 摘 要 ：应 用F lu e n t 软件对紧耦型 S C R 催化器两种混合段方案进行压力损失、温度场、速度场分析，在发动机台 架上进行两种混合段方案的转化效率试验、压力损失试验、排 放 循 环 试 验 、氨 泄 漏 试 验 。分 析 与 试 验结果表明：单 层管混合结构的速度均匀性为 0 .9 7 , 压 力 损 失 为 9.32 k P a ，均 好 于双层管混合结构，后 者 的 速 度 均 匀 性 为0 .9 48 , 压 力 损 失 为 10. 82 k P a ;两种混合段方案的温度场分析结果一致，且瞬态排放循环 W H T C 结果都能满足国家要求， 但低温工况时，双 层 管结构 S C R 的转化效率和氨泄漏情况明显好于单层管结构 SC R ，瞬 态 排 放 循 环W H T C 过程 中双层管混合结构的氨泄漏体积分数峰值为29. 5 X 1 (T 6 ，平 均 值 为4. 2 X 1 (T 6，而单层管混合结构的氨泄漏体积 分数峰值高达 263X 10—6 ，平 均 值 为15. 8 X 1 0一6。 关 键 词 ：紧耦型；选择性催化还原；氨泄漏；转化效率；压力损失 DOI ： 10. 3969/j. issn. 1001-2222. 2016. 03. O il 中图分类号：T K 421.5 文献标志码：B 文章编号：1001-2222(2016)03-0058-05 选择性催化还原(SCR )技术是降低柴油机尾气 关键。 N a 排放的有效措施，是重型车用柴油机排放升级 在一款紧耦型SCR催化转化器上，设计了单层 首选的减排技术和研发方向[1_4]。传统的 SCR催化 管混合结构和双层管混合结构两种混合段，通过 器配套基本都是将尿素喷嘴安装在增压器出气端后 CFD 分析，对比两种混合结构的流场均匀性、压力 的排气直管上，无论是安装成本、要求、维护以及故 损失、温度场分布，同时也在发动机台架上对两种 障都需要很大的服务成本，且尿素的液滴雾化空间 SCR方案进行转化效率试验、压力损失试验、氨泄 不足，很容易喷射在排气管壁面上，得不到充分的蒸 漏试验、排放循环试验，从而对比两者的性能。 发和混合，容易与尾气的颗粒物聚集形成难以分解 1 紧耦型SCR催化器 的结晶物[5_7]。因此，整车配套厂提出把喷嘴集成在 催化转化器上，形成一个紧耦结构的 SCR 转化器， 紧耦型SCR催化器由于配套成本下降且性能 降低对排气管的安装要求、维护成本以及降低结晶 稳定，从而得到了主机厂的大力支持，目前，国内发 的风险[8]。尿素结晶一直是SCR技术重点研究和 动机厂已经全面开展紧耦型SCR催化器的性能标 攻克的难题，无论是从催化器设计上、尿素喷嘴结构 定、台架和整车验证以及小批量配套验证工作。 上以及 SCR系统控制策略上都要进行不同方案的 图 1示出了紧耦型SCR催化器。尿素喷嘴集成在 验证，选择最优的性能配套方案。 催化器的入口位置，总共分为三段，前段是气液混合 紧耦型S C R 催化器设计的难点是在有限的混