论文部分内容阅读
柴油机作为一种主要动力装置，凭借其在热效率、动力性和燃油经济性等方面的优势，已被广泛应用于交通运输、能源动力和农用机械等重要领域。随着全球排放与控制法规日趋严格，必须结合柴油机尾气后处理技术进一步降低NOx和微粒排放。为满足欧Ⅳ、欧Ⅴ排放标准，SCR技术已成为中重型柴油机企业首选NOx净化方案，并日趋为人们接受成为柴油机尾气NOx后处理的主流研究方向。全文主要从理论研究、试验研究和仿真研究三方面开展工作。首先，理论研究主要介绍了柴油机SCR系统的结构组成和技术原理，列举并分析了SCR系统各种不同类型还原剂和催化剂的功能特性，详细阐述了反应温度、空间流速、NH3/NOx浓度比以及尿素喷雾等主要因素对SCR系统降低柴油机NOx排放产生的影响，为全工况NOx排放试验及SCR系统还原NOx影响因素的仿真分析提供理论依据。其次，试验研究首先对柴油机进行原机ESC排放特性研究，并在此基础上进一步研究了转速范围为700r/min～2200r/min、油门开度在10%～100%范围内的柴油机原机全工况试验，详细分析了试验过程中NOx排放、HC排放、CO排放、排气压强、排气温度、进气压力、扭矩、功率以及燃油消耗率等工况参数随转速的变化情况。对比配有SCR系统的柴油机全工况NOx排放数据，深入分析各转速工况下的NOx还原量及还原率，为SCR系统还原NOx影响因素的仿真研究提供试验基础和数据参考。最后，仿真研究主要基于全工况试验中NOx排放较大的转速为1200r/min、扭矩为633N.M的运行工况点，重点分析了0.4s内该工况下柴油机SCR系统壁面和空间截面的尿素喷雾、反应温度、空间流速、NH3/NOx浓度比等影响因素的流场分布及变化情况，深入分析上述因素对SCR系统还原NOx产生的影响。通过将上述因素的仿真云图转化为二维曲线和数据，结合理论研究中的相关结论，更为直观地作出进一步说明。研究表明，实际运行工况中，柴油机SCR系统能有效还原排气中的NOx组分，较好达到降低柴油机污染物排放的效果。