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随着柴油机排放法规的日益严格,排气后处理技术已经成为柴油机满足更高排放法规要求的必需手段。柴油机中最主要的排气污染物是氮氧化合物(NOX)和颗粒物(PM)。选择性催化还原(SCR)技术因其还原剂安全且价格低廉、NOX转化效率高、催化剂对燃油硫含量要求不高、可间接提高燃油经济性等优点,被认为是目前中重型柴油机降低NOX排放最为有效的后处理手段之一,已成为国内外高校和企业研究的重点。在柴油机实际运行过程中,提高NOX转化率和降低NH3泄漏量是SCR尿素喷射控制策略追求的目标。本文利用可以独立控制尿素水溶液喷射量的SCR测控系统,通过柴油机台架试验,提出了一种利用NOX传感器对NH3的交叉感应特性来监测催化转化器下游NH3泄漏的方法,研究了柴油机稳态工况时SCR系统转化效率影响因素和催化转化器NH3存储特性,并初步设计了稳态工况时SCR的尿素喷射控制策略。主要研究内容如下:(1)基于NOX传感器对NH3的交叉感应特性,设计和布置了SCR催化转化器下游NH3泄漏监测系统,分析了NH3/NOX对NOX转化率和NH3泄漏的影响,验证了NH3泄漏监测系统的可行性。(2)进行了柴油机SCR台架试验,研究了SCR系统转化效率影响因素。重点分析了催化转化器温度和空速对NOX转化率和催化还原反应速率的影响,以及尿素喷嘴安装位置对NOX转化率的影响。(3)利用所设计的NH3泄漏监测系统,计算分析了催化转化器温度和空速对催化转化器NH3泄漏和饱和NH3存储量的影响,并研究了NH3累积存储量对NOX实时转化率的影响。(4)初步设计了稳态工况时的SCR尿素喷射控制策略,并进行了原机NOX排放和SCR尿素喷射控制降低NOX排放的试验。有SCR作用时,NOX排放在柴油机各运行工况均有所降低,尤其在催化剂活性温度窗口范围内,NOX平均转化率可达75%以上。