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随着重型柴油机排放法规的日趋严格,选择性催化还原(SCR)技术成为适合我国国情的最优选择。目前商品化的SCR系统普遍采用添蓝作为氮氧化物的还原剂,但柴油机工况、排气管结构、添蓝喷射系统特性、环境条件等约束易造成添蓝分解不完全,而在排气管壁面生成沉积物,导致排气背压增大,严重影响柴油机的动力性、经济性和可靠性。 国内外学者针对SCR柴油机排气管沉积物问题进行了广泛研究,提出了基于排气管流场的沉积物生成模型和基于热重试验的沉积物反应机理模型,但二者均无法对排气管沉积物生成量进行定量分析,以致难以为减少或避免沉积物提供准确有效地指导。 针对上述问题,以某款排量为11.12L的国四SCR柴油机为例,通过仿真与试验相结合的手段建立了排气管壁面沉积物生成量的定量计算模型,并应用该模型对沉积物的各类影响因素开展了仿真研究,揭示了各因素的影响规律。主要内容及结论如下: (1)基于AVL FIRE&BOOST软件将柴油机排气管CFD模型与沉积物反应机理模型结合,建立了可定量描述各约束条件下排气管壁面沉积物生成量的仿真模型;并通过台架试验对模型参数进行了辨识,使沉积物生成量的相对误差控制在±10%以内; (2)应用该模型对柴油机工况参数、排气管结构参数、添蓝喷射系统参数,环境条件参数等进行了定量分析,得到了各因素对沉积物生成量的影响规律。结果表明,沉积物生成量随排温、环境对流传热系数呈抛物线规律变化,随排气管导热系数呈对数规律变化,随其他因素呈线性规律变化。