中型載貨車尿素選擇性催化還原系統優化設計

?

中型載貨車尿素選擇性催化還原系統優化設計

為了滿足2010年柴油機排放標準，開發了一種用于HC、COx、NOx、PM的后處理系統。該處理系統可以對氮氧化合物進行還原。為了模擬還原過程，傳統設計通常是建立一個選擇性催化還原系統（SCR）的基準模型。該模型包括尿素噴射器、混合分解管以及催化劑。然而，由于硬件結構設計的不足使得基準分解管存在尿素混合不充分以及沉淀過多的問題。本研究的主要目的是優化基準系統的硬件結構，從而獲得期望的尿素混合度，并對尿素混合度進行評估。

由于給定的尿素噴射管及存儲空間有限，因此設計了預噴射管的幾何結構、后噴射管錐形結構，并對單通道混合結構進行了改動，添加了雙管通道結構方案。考慮了這些幾何結構及設計方案后，對催化還原模型幾何結構進行了重新設計，以此來提高尿素混合度，使其達到需求值。

對所提出的設計方案和幾何結構進行了多次的迭代設計，以此來實現最終的系統結構。每次結構設計完成后，即采用流體力學計算軟件（CFD）和流體排放試驗室對該結構的優缺點進行評估。流體力學軟件測試結果可以用來分析每次設計的方向，以此來不斷改進設計方案。但是，CFD軟件模擬結果與實際流體運動結果仍有差距，在經多次改進后，通過流體排放試驗結果對結構做進一步優化。

最終，系統結構包含了S彎管、雙通道混合器、同軸導向的噴油器以及獨特的催化還原系統入口。這種改進的選擇性催化還原系統結構與相同尺寸的基準系統相比，可以增強尿素混合度，同時顯著降低了尿素封裝風險。

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

編譯：賀蓉