国家自然科学基金(51276128) 作品数:11 被引量:43 H指数:5 相关作者: 李志军 李军 陶汉国 刘磊 张韦 更多>> 相关机构: 天津大学 中国汽车技术研究中心 昆明理工大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 天津市自然科学基金 国家高技术研究发展计划 更多>> 相关领域: 动力工程及工程热物理 金属学及工艺 交通运输工程 机械工程 更多>>
排气温度和催化基质特性对柴油机排放的影响(英文) 被引量:6 2014年 为了提高催化器CDPF(catalyzed diesel particulate filter)去除NOx和PM的性能,该文运用催化试验、发动机台架试验及模拟计算,研究了排气温度和催化器的基底材料特性对NOx还原和PM氧化的影响特性。通过活性评价和表征试验发现,由于La2Cu0.7Fe0.3O4表面具有较高的氧空位浓度和较强的晶格氧移动特性,所以300°C~500°C时具有较好的催化活性,且350°C~500°C时碳化硅较堇青石能更好地催化还原NO。发动机台架试验表明,由于碳化硅具有更高的孔隙率和更好的热交换特性,在1 600 r/min的75%和90%负荷工况时,碳化硅CDPF具有更好地催化去除NOx和PM的特性规律。模拟计算结果显示,具有较高过滤孔密度和比表面积的CDPF,由于较低的内部传质阻力和较高的传质特性,所以能较好地还原NOx和氧化PM。研究结果可为优化柴油机后处理器CDPF的催化性能提供科学依据。 陈朝辉 张韦 陈贵升 沈颖刚关键词:柴油机 催化器 氮氧化物 碳烟 柴油车非循环工况NO_x排放评价方法研究 被引量:1 2018年 通过对传统车用柴油机排放评价方法和非工况排放评价方法分析,提出了一种柴油机非工况循环排放评价方法。该方法通过对试验用柴油机选择性催化还原器(SCR)进行台架试验,将制取所得的催化后功基排放强度脉谱作为前馈,结合车辆运行中实时工况点分布,进行道路车辆实时运行工况排放数据的计算,实现可不依赖于移动式排放测试设备(PEMS)的道路车辆实际排放量实时估算。详细介绍了台架试验制取氮氧化物(NOx)功基排放强度前馈脉谱的全过程,并以区域达标法(NTE)为例对实车进行了道路NOx排放预测,验证本方法的可行性及在车辆实际排放控制和监测中的优势。同时识别出了现有NTE法或功基窗口法并不覆盖车辆实际运行的高排放区域,为相关部门对车辆的实时排放情况监管提供一种新的技术选择。 冯曦 李军 陶汉国 李志军 申博玺关键词:内燃机 SCR催化剂 基于ESC测试循环的SCR催化剂动态转化效率温度窗口研究 被引量:3 2017年 为了建立选择性催化还原转化器(SCR)台架评价结果与欧洲稳态测试循环(ESC)工况条件下的减排效果之间的联系,进行了催化剂动态转化效率试验,绘制了基于反应平衡时间的SCR催化剂转化效率温度窗口,得到了不同反应温度下催化剂动态转化效率发展过程对反应平衡时间的依赖程度。基于ESC试验排放采样窗口期内发动机排气条件的特征分析,研究了ESC试验中催化剂动态转化效率发展特征,提出了基于该催化剂动态转化效率温度窗口表示方法,分析了温度窗口的试验评价条件和基于实际化学计量比(NSR)控制策略的窗口模拟计算调整方法。使用该温度窗口对ESC工况排放值进行预测,依据ESC名义转化效率温度窗口预测的ESC排放结果与实测值的偏差小于8%。 李军 李志军 陶汉国 冯曦 申博玺关键词:内燃机 SCR催化剂 Effect of rich air/fuel ratio and temperature on NO_x desorption of lean NO_x trap 2013年 An experimental and model-based study of the effect of rich air/fuel ratios(AFRs) and temperature on the NOx slip of a lean NOx trap(LNT) was conducted in a lean-burn gasoline engine with an LNT after-treatment system. The emissions of the engine test bench and the inlet temperature of the LNT were used as the major inlet boundary conditions of the LNT. The engine periodically operated between a constant lean AFR of 23 with alterable rich AFRs of 10, 11, 12, 13, and 14. A decrease in the rich AFR of the engine strengthened the desorption atmosphere in the LNT, an effect closely related to the number of reductants, and further heightened the NOx desorption of the LNT, but with a penalty in fuel consumption. To eliminate that penalty, the inlet boundary conditions of the LNT were varied by adjusting the inlet temperature within a range between 200℃ and 400℃. An increase in inlet temperature heightened the NOx desorption of the LNT, and a NOx breakthrough occurred after the inlet temperature exceeded 390℃. To control NOx breakthrough, the inlet temperature can be adjusted to offset the strong desorption atmosphere in the LNT commonly created by a rich AFR. Lei LIU Zhi-jun LI Hong-yang ZHANG Qing CHANG Bo-xi SHEN高负载铜基SSZ-13分子筛催化剂SCR模型研究 被引量:1 2023年 随着日益严格的排放法规出台,降低重型柴油机的氮氧化物(NO_(x))排放已成为研究的重点.为提高SSZ-13分子筛催化剂在低温下的二氧化氮(NO_(2))转化效率,通过数值仿真的方法研究了高负载铜基的小孔径分子筛催化剂在不同工况下的最佳NO_(2)占比情况.利用GT-SUITE软件建立了一维反应器模型以及催化反应动力学模型,采用数值模拟计算的方法对选择催化还原(selective catalytic reduction,SCR)系统内化学反应进行了研究.模型考虑了423~673 K的温度范围内,氨气(NH_(3))的吸附、脱附和氧化反应、一氧化氮(NO)氧化反应、NO_(x)的还原反应以及硝酸铵(NH_(4) NO_(3))的分解反应,并且在排出气体中监测重要的温室气体——氧化亚氮(N_(2)O)的排放量.结果表明:在高负载铜基的SSZ-13分子筛催化剂作用下,NO_(2)与NH_(3)反应生成的NH_(4)NO_(3)在573 K以下的低温段结晶,晶体堵塞孔道抑制反应进行;而随着温度升高,NH_(4)NO_(3)逐渐分解,反应得以正常进行,因此NO_(2)的含量对NO_(x)的转化效率产生影响,即不同温度段的最高NO_(x)转化效率对应的NO_(2)进气量不同,当温度升高,最高NO_(x)转化效率对应的NO_(2)占比先升高后降低,最高NO_(2)占比不超过40%,并且对应温度区间内排出的N_(2)O含量低于6×10^(-6).改变氨氮比、空速、催化剂活性位点密度等工况探究氮氧化物转化效率最高对应的NO_(2)占比,得到的NO_(2)占比均为动态变化值.定义氮氧化物转化效率超过80%的温度范围为最佳温度窗口,变化工况发现最佳温度窗口均为503~673 K. 李志军 王妍 王计广 李智洋 申博玺 李振国关键词:选择催化还原 分子筛催化剂 反应动力学模型 新型后处理器SCRF催化去除柴油机PM和NO_x的模拟计算与分析 被引量:4 2016年 以涂覆铜沸石的壁流式碳化硅SCRF(SCR catalysts coated DPF)为研究对象,对在SCRF壁面进行的碳烟氧化、NH3吸附及NOx还原反应过程进行模拟计算。计算结果表明:450℃时SCRF对NOx具有的最大转化率,并对PM有较高的氧化速率。随着NO2/NOx的增加,NH3吸附覆盖度降低,当NO2/NOx=0.5时,能同时达到较高的碳烟和NOx转化效率。增大氨氮比(ANR)和基底的比表面积,能提高NOx和PM的转化效率。沉积在SCRF壁面的滤饼层碳烟增大了NH3的物理吸附,同时碳烟的被动再生生成的NO组分改变了局部的NO2/NOx,能提高快速SCR的反应速率,因而增大了SCRF对NOx的还原效率。本研究能为新型后处理器SCRF在柴油机尾气系统中的应用提供理论基础。 陈朝辉 张韦 陈贵升 沈颖刚 李志军关键词:内燃机 柴油机 SCRF 微粒 氮氧化物 柴油机微粒捕集器非对称孔道内流场和压降特性模拟 被引量:11 2016年 采用Fluent建立了柴油机微粒捕集器(DPF)非对称孔道的三维模型,计算了孔道内的流动和压降特性,分析了DPF内碳烟微粒的沉积过程,比较了不同壁面渗透率和碳载量下对称孔道与非对称孔道中的压降特性。研究结果表明:进口孔道速度沿轴向先增大后减小,出口孔道速度沿轴向逐渐减小;进口孔道静压沿轴向先减小后增大,出口孔道静压沿轴向逐渐减小;碳烟微粒总是先在孔道的后端沉积,随着碳载量增大,碳烟微粒沿孔道轴向分布逐渐趋向于均匀;绝对碳载量系数大于0.3时,非对称孔道相对于对称孔道具有较小的压降;进、出口孔道比例越大,压降受排气流量的影响越大。 李志军 王楠 张立强 黄群锦 魏所库 张彦科关键词:动力机械工程 柴油机微粒捕集器 流场 压降 金属催化器中铂、钯和铑测定方法研究 被引量:6 2015年 分析了金属催化转化器在汽车行业的市场前景和行业管理现状。针对车用金属催化转化器样品,建立了用ICP-MS法测定催化剂涂层中贵金属Pt、Pd、Rh含量的方法。采用6 mol/L盐酸溶液浸泡样品,将得到的滤液与不溶物分别经过碲共沉淀制备成试液。经过8家实验室的共同验证:本方法对于Pt、Pd、Rh 3种元素,各试验室的样品测定结果与参考值的相对偏差均小于10%,再现性不确定度分别为:6.6%、6.5%、5.8%,本方法检出限低,回收率高,再现性好,可行性强。 李军 刘悦 方茂东关键词:金属载体 催化转化器 电感耦合等离子体质谱法 不均匀性对DPF加热再生过程影响的数值模拟 本文通过建立的柴油机微粒捕集器加热再生仿真模型,分析了不均匀性对DPF加热再生的影响。结果表明,采用进口大出口小的不均匀结构可以改善再生过程;孔道前端微粒分布较多时再生速度最快;随着灰分渗透率的降低,灰分在壁面上的分布形... 李志军 侯普辉 焦鹏昊 申博玺 杨阳 王楠关键词:柴油机微粒捕集器 不均匀性 数值模拟 文献传递 轿车用CNG/汽油双燃料系统开发及其排放特性试验研究 被引量:5 2013年 研制了CNG/汽油双燃料系统,该系统采用附加CNG供给装置,结合电子控制技术,实现CNG/汽油的双燃料工作模式。依据GB18352.3—2005的试验运转循环工况,在转鼓试验台上对汽油机燃用CNG的排放污染物进行测试。结果表明:燃用CNG时,CO、THC排放降低而NOx排放增加;调大点火提前角会使CO进一步下降,NOx排放更加上升,而THC则有所回升。 张文 李志军 刘磊 焦鹏昊 张瀛关键词:压缩天然气 汽油机 电控系统 排放特性