第4期（总第231期） 2017年8月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
No 4 (Serial No 231 )
Aug2017
柴油机SCR系统NO转化率影响因素的研究
王军，季亮，董彦，王兴华，王静，何涛
（江苏大学汽车与交道工程学院，江苏镇江212013）
摘要：利用计算流体动力学的方法对柴油机SCR尿素水溶液喷雾分解和催化剂表面的化学反应过程进行了
数值模拟，结合SCR台架试验探究了氨氮比、温度、空速和喷嘴安装位置对NO转化率的影响。结果表明：当鼠氮比在06～20时,NO转化率随氨氮比的升高呈先升后降趋势，氯氮比为12时的NO转化率较高；当催化剂温度在300～500℃时，N0转化率随温度的升高呈先升高后趋于稳定的变化趋势，温度达450℃时基本稳定；空速在 13000～21000h-1时,NO转化率随空速升高逐渐降低；随着喷嘴与催化剂距离的增加，NO转化率逐渐增加，当喷嘴与催化剂距离大于450mm时，NO转化率逐渐趋于稳定，
关键词：柴油机；选择性催化还原；转化效率；数值模拟 DOI : 10 3969 /i issn 1001-2222 2017 04 003
中图分类号：TK42152
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2017)04-0011-05
柴油机主要排放污染物为氮氧化物（Nitrogen oxides，NO）和颗粒物（Particulatematter，PM），殖着我国排放标准的快速推进，单独依靠油机机内净化技术已不能满足日益严格的排放法规要求。选择性催化还原（Selectivecatalyticreduction， SCR)作为降低柴油机NO：排放、满足国IV及以上排放法规的必要技术手段之一，具有可进一步优化缸内燃烧,降低油耗等优势[1-2]。
国内外科研人员对SCR技术进行了深入研究。辛喆等3对催化器载体表面的化学过程进行了数值模拟和试验验证，研究了温度、NO2的体积分数以及NO2和NO，的体积比对NO转化率的影响。帅石金等通过仿真与试验相结合的方法，研究了催化剂的特性和还原剂的喷射控制策略，优化了喷嘴布置位置和喷孔数目。MingChen等5通过数值模拟方法对还原剂在催化器前喷雾特性、蒸发现象及SCR催化器内部流动与催化反应进行了研究。 ReggieZhan等设计了一种新型混合器，通过试验证明可提高SCR系统的NO，转化率，减少NH：泄漏。
本研究利用AVLFire软件建立了SCR反应模型综合考虑了尿素水溶液的喷射、雾化、热解和水解，催化剂载体表面化学反应等过程，对SCR系统
收稿日期：2017-01-18；修回日期：2017-06-30
进行了数值模拟，并结合SCR台架试验研究了不同氨氮比、温度、空速以及喷嘴安装位置条件时，SCR 系统对柴油机NO转化率的影响规律，为进一步优化柴油机SCR系统提供理论依据。
1SCR催化器模型 1.1几何模型
SCR催化器系统结构示意图及计算网格见图1。
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a催化器系统结构示意
b计算网格
图1SCR催化器结构参数及计算网格
催化器系统中排气管直径为70mm，喷嘴由
3个直径为05mm的喷孔构成，3孔水平布置，中
基金项目：国家自然科学基金(51306074）；江苏省大学生创新创业训练计划项目（201510299069X）；江苏省普通高校研究生实践创新计划
项目（SJLX15_0494）：江苏高校品牌专业建设工程项目
作者简介：王军（1980一），男，副教授，主要研究方向为发动机工作过程及排放污染物控制研究:qcwjun@ujseduen