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柴油機新型排放控制系統(tǒng)

柴油機燃燒NOx和PM排放之間存在此消彼長的關系。隨著排放標準的日益嚴格，在優(yōu)化燃燒系統(tǒng)的基礎上結合后處理技術同時降低NOx和PM排放。選擇性催化還原（SCR）系統(tǒng)是目前最受關注的降低NOx排放的后處理方法之一，柴油顆粒過濾器（DPF）是降低PM排放的有效途徑。然而，將上述兩種系統(tǒng)同時應用在汽車上時，系統(tǒng)較為復雜，難以兼顧柴油機的排放特性、動力特性及循環(huán)熱效率。介紹了一種新型后處理系統(tǒng)即SCRF系統(tǒng)，其提高NOx轉化率的同時可對不同催化劑及發(fā)動機熱管理控制策略進行評價，分析不同策略對NOx轉化率的影響。

該新型SCRF系統(tǒng)即涂覆SCR催化劑的DPF，其將SCR催化劑如銅沸石等涂覆在具有高孔隙率的壁流式DPF基底表面，在過濾體的壁面既能將沉積的碳煙催化氧化，又能在還原劑作用下高效催化還原NOx。在設計新型SCRF系統(tǒng)時，共設計了4個不同的系統(tǒng)：①在標準基底上結合柴油氧化催化劑（DOC）、催化過濾器（CSF）和SCR；②在標準基體上結合DOC、SCRF和SCR；③在高孔隙率基體上結合DOC、SCRF和SCR；④在高孔隙率基體上結合DOC和SCRF。試驗時，關閉發(fā)動機的EGR系統(tǒng)，將尿素作為催化劑通過一個空氣輔助水泵混入排放的廢氣中，并將一個靜態(tài)混合器置于排氣歧管之后，以確保催化劑和排氣的均勻混合。試驗采用本田公司800HP測功機，并選擇標準瞬態(tài)測試循環(huán)作為循環(huán)工況。進氣流量采用美國斯亞樂空氣流量計測量，采用日本崛場公司MEXA 7500D排放氣體分析儀和傅氏轉換紅外線光譜分析儀測量發(fā)動機CO、HC和NOx排放，采用K型電偶溫度計測量排氣溫度。試驗結果表明，由于第3個系統(tǒng)中SCRF組件置于靠近排氣口處，使得SCR能夠較快地達到其工作溫度，因而第3個系統(tǒng)顯示出較高的NOx轉化率，達到了95%。

MojghanNaserietal.SAE 2014-01-1525.

編譯：陳丁躍