采用EGR和催化还原技术降低柴油机NO_x排放的试验研究

【摘要】：随着汽车工业的高速发展,汽车尾气对大气造成的越来越严重的污染,特别是NO_x的危害已引起了各国政府的高度重视。作为汽车主要的动力源,柴油机NO_x的排放控制也逐渐成为研究热点。目前,废气再循环(EGR)和后处理催化还原被公认为是可以应用在柴油机上比较有效的净化NO_x排放技术。 本文的目标是对EGR和HC-SCR技术进行基础性的研究,并分别在直喷式柴油机上进行了台架试验。内容主要包括: 第一部分,在柴油机新型TR燃烧系统上进行自然吸气方式的冷却EGR试验研究。试验结果表明,在各负荷下EGR率最大值为15.4%:燃烧过程缸内压力的最大值和缸内平均温度的最高值均有所降低;在额定转速下,各负荷燃烧始点基本保持不变,在多数负荷下燃烧持续期稍有延长。这说明,在循环废气量较少的条件下,冷却EGR对TR系统燃烧过程的影响主要体现在热效应方面,而稀释效应的影响不太明显。排放方面,通过EGR和TR燃烧系统的匹配,能够极大地改善原机NO_x的排放,但同时排气烟度和油耗率也有小幅度的升高。 第二部分,试制了Pt/Rh/Pd/堇青石和Cu-ZSM-5/堇青石两类稀燃催化剂,结合微粒过滤器,利用柴油机排气中的HC作为还原剂,通过台架试验,重点考察催化剂的活性、稳定性、起燃温度、反应温度窗等几方面性能,为今后在柴油机上的实用化提供参考依据。试验结果表明,同Cu-ZSM-5催化剂相比,贵金属类催化剂应用在柴油机净化NO_x方面,具有较好的活性及稳定性,反应温度窗较宽,但要实现产品化仍有许多问题需要解决。