改善柴油機NOx排放的新型后處理系統

改善柴油機NOx排放的新型后處理系統

柴油機具有良好動力性和燃油經濟性，被廣泛應用在商用車和部分乘用車上。與汽油機相比，柴油機具有效率高、油耗低等優點，但柴油機的氮氧化合物（NOx）排放較高。為降低柴油機NOx排放，對柴油機進行了優化設計，降低柴油機NOx排放，美國能源部規定未來柴油機汽車在聯邦測試程序（FTP-75）循環工況下，汽車排放需要滿足美國環保局汽車Tier 3排放標準或加州低排放汽車LEV III排放標準。

在常規的后處理系統中，柴油機排放首先經過柴油氧化催化器，將排放中的CO和HC等轉化成H2O和CO2；之后將廢氣經過選擇性催化還原（SCR）系統，結合氨氣將排放中的NOx轉化為N2和H2O。由于廢氣先經過了柴油氧化催化器，因而降低了進入SCR系統的排氣溫度，較低的溫度將使NOx的轉化率降低。而新型后處理系統采用一個被動吸收CO和HC的吸附劑來替代原本的柴油氧化催化劑，稱之為柴油冷起動催化劑。同時，在SCR系統中設置兩個氨氣補給地點，并由專門設計的氣態氨氣傳輸系統傳輸氨氣。這種設計能保證廢氣進入SCR系統時具有足夠高的溫度，并能最小化氨氣的泄漏，從而最大化NOx的轉化。在底盤測功機上對新設計的后處理系統性能進行評價，將康明斯2011 ISF 2.8L柴油機作為測試發動機。分別測量柴油機在FTP-75循環工況和高速燃油經濟性HWFET循環工況下的排放。結果顯示，在這兩種循環工況下，測試柴油機排放能夠滿足Tier 3排放標準和LEV III排放標準。

Krishna Chilumukuru et al. SAE 2017-01-0911.

編譯：王祥