用台架试验评价车用尿素溶液的性能_耿立波

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1、测试评定技术TestandEvaluationTechniques建立了配备SCR系统的柴油发动机台架。使用研发的长城SCR尾气净化液，在试验台架上考察了不同入口温度、空速和NH3/NOX比例对SCR系统NOX转化效率及NH3泄漏量的影响；考察了长城SCR尾气净化液在ESC、ETC工况下的排放性能、NOX转换效率、NH3泄漏量，并与进口车用尿素溶液进行了性能对比。结果表明：在入口温度小于330℃时，在相同的空速下，入口温度越高，NOX转化效率越高；在相同的入口温度下，空速越低，NOX转化效率越高；当入口温度大于330℃时

2、，NOX转化效率均在90%以上，其受空速的影响较小；NH3/NOX比例为0.9～1.0时，NOX转化效率及NH3泄漏量可保持在理想水平；长城SCR尾气净化液在ESC、ETC工况下的NOX的转化效率均在70%以上，与参比的进口车用尿素溶液性能相当。用台架试验评价车用尿素溶液的性能2012October耿立波杨兵水琳第五中国石油化工股份有限公司润滑油研发（北京）中心期149随着国家第Ⅳ阶段机动车排放◇ISO22241《柴油发动素溶液，即长城SCR尾气净化液。标准（国Ⅳ排放法规）实施的日益机-NOX还原剂AUS32质量要求》；

3、本文采用长城SCR尾气净化临近，国内发动机厂家基于选择性◇JISK2247-1《柴油发动液，在柴油发动机台架上进行了催化还原（SCR）技术的诸多优势机-NOX还原剂AUS32质量要求》；SCR性能试验研究，并与一种欧洲[1]而选用这一技术路线。SCR技术必◇北京地方标准DB11/552—生产的车用尿素产品进行了性能对[3]备的车用尿素溶液也成为未来自成2008《车用尿素溶液》等。比研究。体系的新产品，引起国内诸多研究这些标准仅规定了车用尿素[2]机构和生产厂家的关注。为了规范溶液的理化指标，对工业化车用尿试验部分车用尿素

4、溶液的质量，国内外制定素溶液的台架试验未作要求，目前试验设备了一系列严格的标准，包括：也未见相关的文献报道。中国石化◇DIN70070《柴油机NOX还润滑油公司成功研发了可满足ISO试验在配备废气涡轮增压及原剂AUS32质量要求》；22241和DB11/552的要求的车用尿中冷、电控单体泵供油系统、测试评定技术TestandEvaluationTechniquesSCR催化器、尿素喷射系统及控制器DCU的国Ⅳ柴油发动机台架（图1）上进行。该台架系统配备AVLI600分析仪、MEXA-6000FT氨分析仪和AVL微粒采样设

5、备等装置。试验用柴油发动机的基本参数见表1，所配置的SCR催化器的基本参数见表2。试验样品试验样品分别为中国石化润滑油公司研制的长城SCR尾气净化液（尿素A）及欧洲生产的车用尿素溶液（尿素B），其质量指标见表3。试验方法SCR性能试验SCR性能试验参考HJ451—2008《环境保护产品技术要求柴油[4]车排气后处理装置》7.5进行。发动机排放试验发动机排放试验采用GB17691—2005《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机于汽车排气污染2012October物排放限值及测量方法（中国Ⅲ、[5]Ⅳ、Ⅴ阶段）》。使用尿素A，在

6、发动机工况平面配置后续试验的工况点，并进行试验前的预处理。运行ESC、ETC测试循环，分别测试原机和尿素喷射系统下通过后处理第系统后的NOX（氮氧化物）、THC五期（总烃）、CO（一氧化碳）气体排放、微粒排放PM及NH3泄漏量，计150算NOX转化效率。结果及讨论台架试验参数的研究采用催化还原反应（SCR）技术可以有效降低柴油发动机排放的NOX，其基本原理为尿素溶液在高温下分解成NH3，而NH3在催化剂的作用下与NOX发生反应生成N2和H2O，从而降低了NOX排放量，达到国Ⅳ阶段的排放要求。在此过程中，对新增加的污染物N

7、H3测试评定技术TestandEvaluationTechniques也有着严格的限制。发动机运行工况的不同对NOX转化效率和NH3泄漏量有着重要的意义，同时也决定了工业化车用尿素溶液的喷射控制策略。入口温度和空速对SCR系统NOX转化效率的影响根据所用发动机的流量特性，-1-1分别在44000h、33000h和-120000h的空速条件下进行SCR系统入口温度特性试验。在此试验项目中，在不同的入口温度点下精确定量喷射尿素喷射量，测量入口和出口的NOX浓度，并计算此时的NOX转化效率。使用尿素A在不同空速下随入口温度增加

8、的NOX转化效率变化见图2。由图2可见，在不同空速下，使用尿素A的NOX转化效率均随入口温度的升高而增大。其中：◇当入口温度在220～330℃时，空速越小，NOX转化效率越高；◇当入口温度大于330℃时，2012October在3种试验空速条件下的NOX转化效率均在90%以上，此时空速对NOX转化效率的影响较小。因此