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中型載貨車(chē)尿素選擇性催化還原系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

為了滿(mǎn)足2010年柴油機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)發(fā)了一種用于HC、COx、NOx、PM的后處理系統(tǒng)。該處理系統(tǒng)可以對(duì)氮氧化合物進(jìn)行還原。為了模擬還原過(guò)程，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)通常是建立一個(gè)選擇性催化還原系統(tǒng)（SCR）的基準(zhǔn)模型。該模型包括尿素噴射器、混合分解管以及催化劑。然而，由于硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不足使得基準(zhǔn)分解管存在尿素混合不充分以及沉淀過(guò)多的問(wèn)題。本研究的主要目的是優(yōu)化基準(zhǔn)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，從而獲得期望的尿素混合度，并對(duì)尿素混合度進(jìn)行評(píng)估。

由于給定的尿素噴射管及存儲(chǔ)空間有限，因此設(shè)計(jì)了預(yù)噴射管的幾何結(jié)構(gòu)、后噴射管錐形結(jié)構(gòu)，并對(duì)單通道混合結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改動(dòng)，添加了雙管通道結(jié)構(gòu)方案?？紤]了這些幾何結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)方案后，對(duì)催化還原模型幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，以此來(lái)提高尿素混合度，使其達(dá)到需求值。

對(duì)所提出的設(shè)計(jì)方案和幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行了多次的迭代設(shè)計(jì)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)最終的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。每次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，即采用流體力學(xué)計(jì)算軟件（CFD）和流體排放試驗(yàn)室對(duì)該結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估。流體力學(xué)軟件測(cè)試結(jié)果可以用來(lái)分析每次設(shè)計(jì)的方向，以此來(lái)不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。但是，CFD軟件模擬結(jié)果與實(shí)際流體運(yùn)動(dòng)結(jié)果仍有差距，在經(jīng)多次改進(jìn)后，通過(guò)流體排放試驗(yàn)結(jié)果對(duì)結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步優(yōu)化。

最終，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包含了S彎管、雙通道混合器、同軸導(dǎo)向的噴油器以及獨(dú)特的催化還原系統(tǒng)入口。這種改進(jìn)的選擇性催化還原系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與相同尺寸的基準(zhǔn)系統(tǒng)相比，可以增強(qiáng)尿素混合度，同時(shí)顯著降低了尿素封裝風(fēng)險(xiǎn)。

Manoj Kumar Sampath et al. SAE 2013-01-1074.

編譯：賀蓉