改善柴油机NOx排放的新型后处理系统

改善柴油机NOx排放的新型后处理系统

柴油机具有良好动力性和燃油经济性，被广泛应用在商用车和部分乘用车上。与汽油机相比，柴油机具有效率高、油耗低等优点，但柴油机的氮氧化合物（NOx）排放较高。为降低柴油机NOx排放，对柴油机进行了优化设计，降低柴油机NOx排放，美国能源部规定未来柴油机汽车在联邦测试程序（FTP-75）循环工况下，汽车排放需要满足美国环保局汽车Tier 3排放标准或加州低排放汽车LEV III排放标准。

在常规的后处理系统中，柴油机排放首先经过柴油氧化催化器，将排放中的CO和HC等转化成H2O和CO2；之后将废气经过选择性催化还原（SCR）系统，结合氨气将排放中的NOx转化为N2和H2O。由于废气先经过了柴油氧化催化器，因而降低了进入SCR系统的排气温度，较低的温度将使NOx的转化率降低。而新型后处理系统采用一个被动吸收CO和HC的吸附剂来替代原本的柴油氧化催化剂，称之为柴油冷起动催化剂。同时，在SCR系统中设置两个氨气补给地点，并由专门设计的气态氨气传输系统传输氨气。这种设计能保证废气进入SCR系统时具有足够高的温度，并能最小化氨气的泄漏，从而最大化NOx的转化。在底盘测功机上对新设计的后处理系统性能进行评价，将康明斯2011 ISF 2.8L柴油机作为测试发动机。分别测量柴油机在FTP-75循环工况和高速燃油经济性HWFET循环工况下的排放。结果显示，在这两种循环工况下，测试柴油机排放能够满足Tier 3排放标准和LEV III排放标准。

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

编译：王祥