尿素喷射管路对气助式尿素喷射装置性能影响研究

SCR系统是目前较为成熟的重型柴油机尾气后处理技术,其中尿素泵、尿素喷嘴是SCR系统的核心部件,与尿素喷射管路共同组成发动机尿素喷射系统,其喷射精度、雾化质量等性能直接影响柴油机SCR系统的NOx转化率和NH3泄露量。为了探究尿素喷射管路对气助式尿素喷射系统性能的影响,搭建发动机试验台架,使用不同规格的尿素喷射管进行ESC、ETC排放试验,并通过关键过程数据的对比分析,研究尿素喷射管对气助式尿素喷射系统性能的影响。试验结果表明,采用不同规格尿素喷射管能够影响空气辅助尿素喷射系统对NOx的处理效果以及氨气的泄漏量;尿素管路内径较粗,会影响尿素的正常喷射,导致ESC循环各工况点NOx尾气浓度不稳定,带来氨泄漏的增加,尿素喷射量较大的高负荷工况更加明显;喷射管长度较长会影响尿素喷射的瞬态响应性,适当减小尿素管长度有助于提高气助系统对NO_(x)的转化效果、降低氨泄漏风险。搭建的常用气助式尿素喷射系统,使用内径3 mm,长度1.5 m以内的尿素喷射管最优。

后处理封装总成离线测试装置设计

柴油机后处理封装总成试验是后处理系统开发过程中的重要环节,通常基于发动机台架进行试验。由于发动机台架系统结构复杂,试验成本高,对于批量验证或批量生产后的后处理样件,往往需要耗费较多资源,并且试验过程的一致性难以保证。针对这些问题,设计了一种后处理封装总成离线测试装置。通过模拟产生发动机特定工况下的尾气,用来进行后处理封装总成的性能试验,试验系统由控制单元、进气系统、硝基甲烷喷射系统、混合器及熄焰装置、尿素喷射系统、背压调节装置、测试装置、尾气处理装置、进气流量计、NOx传感器及温度传感器等组成,一套装置可以覆盖不同排量“国六”后处理催化消音器试验,避免发动机一致性对试验结果产生的影响。通过进行氮氧转化效率测试和世界统一稳态标准测试循环(WHSC)测试,并与发动机台架测控系统试验结果进行对比。试验结果表明,该装置可以有效模拟发动机实际运行状态,并具有较好的一致性。相对发动机台架测控系统,更加灵活、方便、成本低。