MAN柴油发动机排气后处理系统概述_张立成.pdf
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1、 年第期 柴油发动机排气后处理系统概述张立成(中海油田服务股份有限公司,河北 三河 )摘要:随着 碳达峰越来越近,那么我国汽车排放要求必然会越来越严格,鉴于一些工程服务领域的特殊性,长时间内仍会以柴油机为主。目前柴油车为达到排放要求采用最多的就是上装选择性催化还原装置()技术,而该系统最重要的一点是需要添加尿素(),若因 系统出现问题,轻则车辆功率下降,燃油消耗增大,排放有害物质增多,重则不能启动,故如何对 系统进行维护就显得格外重要。关键词:系统;尿素();(去氮氧化物);滤芯;设计中图分类号:文献标识码:文章编号:()(,):?,(),:;();();作者简介:张立成(),男,河北承德人,
2、中海油田服务股份有限公司,本科,勘探(测井)专业工程师,主要从事油田测井机电设备管理及维保工作。引言目前排气后处理转化器一般有催化转化器,柴油机氧化催化转换器(),存储催化转化器(),选择性催化还原转化器()等,目前 系统是柴油机尾气处理商用最广的,无论是奔驰重卡、曼恩重卡、潍柴、玉柴等厂家均采用 公司的 系统,但由于不同车辆的现场使用要求和空间限制,个别车辆的安装位置和型号略有不同,本文以笔者接触的奔驰 系列和曼恩重卡的 系列在使用过程中 系统的构成工作原理及日常使用及维保展开讨论,通过使用维保发现,这两个系列的尿素控制模块基本一样,故下文仅以曼恩 系列展开论述。系统及汽车尿素简介选择性催化
3、还原技术()是针对柴油车尾气排放中 的一项处理工艺,即在催化剂的作用下,喷入还原剂氨或 尿 素(),把 尾 气 中 的 还 原 成 和,该技术是目前欧洲及国内主流技术路线,它由尿素箱、尿素供给模块、计量模块、计量管、电控单元等组成。供给模块:通过膜片泵,在一定压力下将尿素水溶液输送至计量模块。计量模块:精确计量尿素水溶液,并与压缩空气混合形成携带尿素水溶液的气流,并将作为气溶胶和壁面薄膜的尿素水溶液输送到计量管。计量管:作为计量模块与排气行程间的接口(中间环节),它将尿素水溶液雾化并均匀地分布在排气管上。电控单元:它与计量电控单元分开,可选择组合在柴油机电控单元中。其主要任务是基于模型、按设定
4、的计量策略计算尿素水溶液的计量。柴油发动机尾气处理液(俗称为:汽车尿素,车用尿素,汽车环保尿素),在中国和欧洲称为 ,在美洲称为 ,在 巴 西 称 为 。是 由 成 分 为 的高纯尿素和 的去离子水组成的高纯度透明液体,有淡淡的氨水气味,如果溅出,水分蒸发会形成结晶,由于尿素()拥有非常高的水含量,并且在 之下会结冰,这意味着尿素需要加热系统,通电加热定量单元、泵和滤清器的所有内部管路。目前加热方式主要是敷设管路加热尿素()箱和内部循环有热水的外部管路。系统计量策略在还原介质的特性场(或在发动机台架上得到,或由 假定计算得出)中,要计量的还原介质的数量是柴油机喷 油 量 和 转 速 的 函 数
5、。柴 油 机 冷 却 液 温 度(影 响 的生成物)和系统的工作时间(考虑老化)是作为校正因数引人的。DOI:10.19475/ki.issn1674-957x.2023.04.029内燃机与配件 由催化转化器的静态工作温度和在它后面的排气温度的差值可得到在两次静态工作温度变化时的校正因数。特别是在有高,存储容量的催化转化器上,推荐将瞬态工作过程和实际存储的 数量作为一个模型,因为 转化器的 存储能力随温度增加而降低。系统尿素反应原理目前市场在售商用车大部分采用选择性催化还原装置。选择性的还原介质可以降低 ,工作时,它优先的从 中选择氧,而非从排气中的氧分子选择。同时,行业内一致认定氨气()被
6、证明是最好的选择性还原介质。因为 是有毒的,在汽车上主要使用的还原介质来自无害的尿素载体 ()。尿素易溶于水,可在排气中简单地添加计量好的尿素水溶液,尿素水溶液的商品名称为 。在水中有 的尿素质量浓度时,水点达到最小值,为,并形成低共溶混合物,且不会离析。为在排气中精确地计算还原介质,开发了除去 的电子系统(系统)化学反应在选择性催化还原反应前要将尿素变成。这时进行两个化学反应,它们统称为水解反应。首先进行尿素的热分解反应生成和异氰酸:()接着进行异氰酸与水的水解反应生成和 通过选择有效的催化转换器,在足够的高温(超过 )时快速地完成第二个化学反应可防止反应物的析出。现代的 转换器还同时承担了
7、水解催化转化器的功能。通过热分解产生的,在选择性催化还原器中的反应按下面的反应式进行:()()()在低温()主要按反应式()进行。为在低温时得到高的反应生成物 与 之比应调整在约:。这样在温度为 时就可按反应式()进行化学反应。在预存储的、有最佳转化效率的 氧化催化转化器中进行 的氧化就可生成 。如果计量的还原介质多于还原时被转换的 ,就会“产出”一些不希望出现的。通过在 转化器后面的附加的氧化催化转化器就可除去。这种拦截的“拦截催化转化器”在必要时可将跑出的氧化成 和。此外,仔细的应用计量好的尿素()也是必不可少的。应用还原介质的一个重要特性参数是供给比。它定义为需计量的 与现有的排气中的
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