第5期（总第226期）
2016年10月·性能研究·
车用发动机 VEHICLE ENGINE
No 5 (Serial No 226)
Oct2016
柴油机氨基SCR化学反应特性的试验研究
倪计民，苏锦磊，石秀勇，彭煌华（同济大学汽车学院，上海201804）
摘要：为了研究不同因素对氨基SCR化学反应特性的影响,基于某重型柴油机及其已有SCR装置，分别针对
不同空速、温度和鼠氧比对氨基SCR化学反应特性中NO，转化效率和SCR反应速率的影响以及升温过程对 NH：的饱和存储量的影响开展试验研究。结果表明；NO，平均转化速率基本上由温度决定，而NO：转化效率则由温度和空速共同影响：随看鼠氧比增加，NO，转化效率也会随之升高但是当氨氮比大于10后，NO，转化效率
存储量的变化会造成NH3泄漏。试验还获得不同空速、不同温度下的NO，最大转化效率MAP图和NH3饱和存储量的动态方程,对于SCR控制策略的建立具有重要意义
关键词：柴油机；排放；氨氮比；选择性催化还原；反应速率；氮氧化物；转化效率 DOI:10 3969/j issn 1001-2222 2016 05 005
中图分类号：TK4215文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2016)05-0023-06
汽车工业的飞速发展为国民经济的发展作出了巨大贡献，但带来的尾气污染也越来越严重。随着排放法规的日益严格，汽车排放控制技术成为了降低大气污染的关键。柴油机由于其良好的经济性，中专重奥南重主重学科需缺子塔用压燃的工作模式，缸内长时间处在高温富氧状态，会产生较多的氮氧化物（NO)和颗粒物（PM）造成严重的尾气污染，柴油机排放后处理技术也因此越来越受到重视"。
氨基SCR系统作为柴油机排放后处理的主要
技术路线，通过向排气中喷射尿素，在催化剂作用下能够显著降低NO排放，已经成为国内中重型柴油机排放后处理技术的主要选择。但由于SCR催化器中化学反应复杂且为动态变化，在新一代SCR 系统的开发过程中，需要了解SCR化学反应特性，弄清楚SCR系统的影响因素,以此为基础来开发最优的SCR控制策略[2]。
本研究基于国内配备SCR系统的国IV发动机，对不同空速、不同温度和氨氮比对SCR化学反应特性影响进行试验研究,并探究升温过程对NH:的饱和存储量的影响，进而获得不同空速、不同温度下的 NO，最大转化效率MAP图和NH3饱和存储量的
收稿日期：2016-05-27；修回日期：2016-09-28
动态方程，为SCR控制策略模型的建立打下基础，
氨基SCR化学反应特性 1.1氨基SCR中主要的化学反应
1）尿素的热解和水解
尿素水溶液转化成有效成分NH3需要经历蒸发、热解和水解三步反应。在高温排气（超过 150℃作用下热解反应式如下：
(NH2)2CONHa+HNCO。水解反应式如下：
HNCO+H:0NH:+CO2。 2）NH：的吸附及解吸附
SNHs（吸附态）；
吸附：NH:（气态）十S
解吸附：NHa（吸附态）NHa（气态）十S。式中：S代表催化剂中的活性中心位。
3）NO，的选择性催化还原
标准反应：4NHs十4NO+O：→4N:十6H:0；快速反应：2NH:十NO十NO2
2→2N2+3H20。
4）其他反应
在温度高于450℃时，还会发生氨（吸附态)的氧化反应，反应式如下：
4NH3+302>2N2+6H20。
作者简介：倪计民（1963一），男，教授，博士生导师，主要研究方向为发动机节能与控制技术；njmwjyx@hotmailcom。通讯作者：苏锦磊（1991一），男，硕士，主要研究方向为发动机节能与控制技术；1434437@tongjieducn，