未来轻型柴油机的排放后处理结构及控制方法

未来轻型柴油机的排放后处理结构及控制方法

图2 T2B2结构图

美国能源部提倡节能减排，推动了汽车市场轻型柴油机项目的发展。康明斯公司和日产公司开发了一种先进的质量为2495kg的轻型柴油机车辆，该车将燃油效率至少提高了40%。介绍了该车的排放后处理结构及其控制方法。

试验用车选择2011年的康明斯ISF 2.8L柴油车。为了满足T2B2或T3B30排放标准，根据基准发动机进行换算，需要至少能转换99%NOx和99.5%NMOG的后处理系统。为达到这一目的，不能只通过优化排放后处理系统，还需要进行优化排放后处理结构，并设计出控制方法。本研究采用的排放后处理结构方案有两个：T2B5结构和T2B2结构（图1、图2）。排放后处理结构过滤器中催化剂使用贵金属（如Pt和Pd）涂覆，以促进炭烟、CO和CO/HC氧化。研究表明：T2B5结构可最大限度地提高NOx转换效率，同时也最大限度地减少NH3消耗和废气排放；T2B2系统可以减少柴油机冷起动时HC和NOx的排放量，同时催化剂在低温情况下有较高的效率。

为了达到减少废气中NOx含量、降低发动机排放，以及提高后处理系统的转换效率，通过采用DOC、DPF和SCR催化剂，同时采用双通道喷射气态氨的排气后处理控制方法，以提高NOx低温转化效率。研究结果表明：采用T2B5结构的后处理系统，总氨消耗减少了24.4%，但NOx转化效率从96%升到98.7%；而采用T2B2结构与T2B5结构相结合的结构，在汽车低温冷起动工况下，提高了NOx转化效率，总体上降低了废气中NOx的排放，同时减少了氨气消耗。

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

编译：徐嘉浩