scr系统尿素计量装置开发探究

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1、SCR系统尿素计量装置开发探究摘要：分析了选择性催化还原(SCR)系统的工作原理，对其中尿素计量装置开发的技术难点进行了归纳，制定了尿素计量装置开发方案，对关键部件进行了详细设计，开发出了尿素计量装置工程样机，并进行了标定、验证和可靠性考核。结果表明，尿素计量装置性能稳定，喷射量与喷射脉宽线性化关系良好，200mg/s以上的尿素喷射量控制精度在3%以内，能够满足对尿素的精确计量要求。关键词：选择性催化还原(SCR)；尿素计量装置；开发中图分类号：TK423文献标文献标志码：A文献标D0I：10.3969/j.issn.2095-1469.

2、2012.02.003TheDevelopmentofUreaLevelMeteringDeviceforSCRSystemsWangYongfu,MengZaiqiang,DengHailong,WangHongrong(TheVehiclepowertrainR&DCenter,ChinaAutomotiveEngineeringResearchInstituteCo.,Ltd,Chongqing400039,China)Abstract:Thispaperanalyzedtheworkingprinciplesofselective

3、catalyticreduction(SCR)system,andsummedupthetechnicaldifficultiesofthedevelopmentofurealevelmeteringdevice・Thedevelopmentschemeofurealevelmeteringdevicewasstudiedandthecriticalcomponentsweredesigned・Theprototypedesignhasbeenaccomplished.Thecalibrationwasconductedandreliab

4、ilitywasevaluatedtooptimizetheperformanee.TheexperimentalresuItsshowedthatureainjectionquantitykeptquiteagoodlinearrelationshipwiththeinjectionpulsewidthatdifferentmotorspeeds・Whentheureainjectionqualitywasabove200mg/s,thequantitycontrolprecisionwaslessthan3%,whichcouldme

5、ettherequirementofSCRsystentKeywords:selectivecatalyticreduction；urealevelmeteringdevice；development柴油机热效率高、功率覆盖面广，在目前能源日益紧张的形势下车用发动机的柴油化已经成为重要的发展方向[1]。由于柴油机固有的非均相扩散燃烧方式，要达到国IV及以上排放标准，仅通过机内燃烧净化方式无法满足要求，排气后处理成为柴油发动机满足严格排放法规的必备系统。从2009年的统计数据可知，我国重型和中型商用货车年销量达到68.3万辆，大、中型客车年

6、销量达到12.91万辆，已全部柴油化，我国重型柴油汽车国IV排放标准已在2011年开始实施，将需要大量的柴油机后处理系统。柴油机燃烧的特殊性决定着其排放控制需要燃烧系统与后处理系统的协同优化和集成。纵观国外经验，国IV、国V阶段可采用两种技术路线：一是通过发动机燃烧系统的优化降低微粒排放，采用选择性催化还原（SCR）后处理降低NOx排放；二是运用发动机废气再循环（EGR）技术降低NOx排放，机外采用微粒后处理器降低微粒排放。而要满足更高的排放标准（如欧VI）,机内燃烧的优化耦合SCR和颗粒捕集器（DPF）两类后处理系统将成为可能［2］。由

7、于SCR系统与EGR+DPF相比，SCR系统具有成本低、节能等优势，而EGR+DPF对油品有较高的要求［3］。因此，我国国IV阶段采用SCR后处理系统已成为业内共识。1SCR系统的技术难点1.1SCR系统的工作原理SCR系统由SCR催化剂、尿素计量装置、电控制系统（DCU）、传感器和尿素罐等组成（图1和图2）。SCR系统采用尿素（NH2C0NH2）为还原剂，通过尿素喷射系统（DCU+尿素计量装置）将一定剂量的尿素水溶液与压缩空气混合形成的尿素雾喷入排气管（或直接将尿素水溶液喷射到安装在排气连接管上雾化器内）。尿素水溶液在高温下分解成氨气（

8、NH3）和C02,在高温环境中（温度高于300°C）,再加上催化剂的作用，排气中的NOx迅速与NH3反应，生成N2和H20,以此降低排气中的NOx排放[4-5]oSCR电控系统（DCU）从柴油