吸附还原催化系统降低稀燃汽油机NOx排放模拟与实验

在分析NO_x吸附还原催化器在稀燃吸附和浓燃还原过程所进行的化学反应后,依据开发的稀燃汽油机新型稀NO_x吸附还原催化系统和在典型稀燃工况下催化后的实验数据,编写了CHEMKIN软件输入气体成分文件,并进行了模拟计算.结果表明:计算与实验结果具有很好的一致性;发动机排气流量、吸附还原催化器浓、稀燃运行时间和比值大小对新型稀NO_x吸附还原催化系统NO_x排放具有较大影响.

稀、浓燃状态运行时间对装有吸附还原催化转化器的稀燃汽油机NO_x排放的影响

对装有吸附还原催化器的稀燃汽油机的稀、浓燃状态运行时间t稀、t浓及t稀/t浓的值对其排放和燃油经济性的影响进行了实验研究。结果表明:稀、浓燃状态运行时间比值t稀/t浓减小,CO、HC排放增大,NOx排放减小,燃油消耗率增加。而随着稀、浓燃状态运行时间的增大(t稀/t浓一定),稀燃发动机NOx的排放增大,燃油消耗率降低。减小稀、浓燃状态运行时间可改善稀燃汽油机负荷增大时的NO排放。

吸附还原法还原过程中空燃比控制策略的试验研究

运用研制设计的新型稀燃尾气催化系统和恒转矩电控系统,对稀NOx吸附还原催化器(LNT)还原过程中空燃比大小和浓、稀燃时间比值及长短对稀燃发动机性能进行了试验研究,结果表明:还原过程空燃比大小和稀、浓燃时间比值及长短不仅对发动机的输出转矩大小、燃油消耗率等性能有影响,而且对发动机的排放特性也有重要影响。稀NOx吸附还原催化器还原过程空燃比越小和浓、稀燃时间比值越大、浓燃还原时间越长,NOx还原越彻底,NOx排放越低,但稀燃发动机的比油耗稍变大,经济性变差。因此,在应用LNT降低稀燃发动机NOx排放时,需要对其还原过程空燃比大小和浓、稀燃时间比值及长短进行优化。

稀燃汽油机降低NOx排放技术方案分析研究

采用吸附还原催化转化器和三效催化转化器的不同组合,对一台改装的16气门电控燃油喷射稀燃汽油机进行了降低富氧下NOx排放的实验研究。结果表明:三效催化转化器位于吸附还原催化转化器之前的布置方案具有较好的降低稀燃汽油机NOx排放的效果。

吸附还原降低柴油机NO_x和PM的微观反应动力学计算

以BaO(s1)为第1吸附位,Pt(s2)为第2吸附位,采用Chekmin软件对吸附还原脱除柴油机NOx和PM的微观反应动力学过程进行了模拟计算,结果表明:稀燃阶段气相NO(g)、NO2(g)以NO2(s1)、NO2NO3(s1)、NO3(s1)形式储存在BaO表面;浓燃阶段NOx中的N原子相互结合,形成的N2分子被脱附,C(S)与活性氧O*进行表面反应。稀燃运行时间和比值大小、发动机排温及排气中氧浓度对NOx和PM的去除有较大影响。

降低准均质稀燃汽油机NO_x排放的电控系统研制

为了配合稀NOx吸附 还原催化转化器的正常工作,开发了一套稀燃汽油机电控系统.该系统不仅可以任意设定汽油机浓、稀燃的空燃比大小和间隔时间长短,而且可以使稀NOx吸附 还原催化转化器在稀燃时,控制汽油机按稀燃状态运行;而在浓燃还原再生过程中,电控系统自动调小节气门开度和点火提前角,使得汽油机对外输出的扭矩稳定.将该系统应用于一台丰田8A FE16气门EFI汽油机,实验结果表明,研制的稀燃电控系统,达到了设计的要求.

稀燃汽油机NO_x排放控制的实验研究

开发了一套适用于稀燃汽油机的电控节气门系统以配合NOx吸附 还原催化转化器的再生过程.该系统对节气门开度以及点火提前角施以相应的特殊控制,以满足NOx吸附 还原催化转化器的工作要求,同时保持输出功率的稳定.将稀燃NOx吸附 还原催化转化器配合三效催化转化器应用于丰田8A16气门EFI发动机进行稀燃匹配实验,大大降低稀燃发动机的NOx排放,NOx排放最低可达50×10-6,最高转化率达91%.发动机浓稀转换频率越低,NOx排放越高,但其对NOx排放总体影响不大;负荷对NOx排放的影响较大,负荷越大,NOx排放越高.

前端TWC对稀燃汽油机LNT的NO_x净化能力影响

NOx吸附还原催化系统(LNT)前端耦合三效催化剂(TWC)可以进一步提高LNT的NOx催化转化效率.采用数值模拟方法搭建了TWC和LNT模型,研究了前端TWC对LNT在稀燃、浓燃以及稀、浓燃切换工况下的影响.研究结果发现:稀燃阶段中,TWC有助于LNT对NOx的吸附;浓燃阶段中,TWC使得LNT的NOx脱附呈现前期减速、整体加速的效果;相同稀、浓燃时间比例条件下,绝对时间越长,TWC有助于促进LNT对NOx的催化转化并提高LNT吸附位失效后的NOx催化转化效率.

稀薄燃烧汽油机NO_x排放后处理研究进展

降低稀燃汽油机NOx排放是实现稀薄燃烧的最大难题。文中详细阐述了降低稀燃汽油机NOx排放的吸附催化转化和选择还原催化转化技术与研究进展。认为应该充分应用稀燃发动机的排气产物作为还原物质,如HC和CO等,采用沸石和贵金属分子筛催化器对NOx进行选择还原。提出研制具备高的NOx转化效率,同时具有好的水热耐久性和高的抗硫中毒能力的选择还原催化器是我们科技工作者追求的目标。