[发明专利]SCR后处理系统尿素结晶发动机台架验证方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种SCR后处理系统尿素结晶发动机台架验证方法，尤其是一种利用发动机试验台架快速检验SCR后处理系统有无可能产生尿素结晶的方法，属于发动机SCR尾气后处理系统技术领域。

背景技术

SCR（Selective Catalytic Reduction）尾气处理系统是消除柴油机尾气中氮氧化物的主要后处理技术之一。

SCR尾气处理系统的基本工作原理为：尾气从增压器涡轮流出后进入SCR尾气处理系统的进气管中，同时由安装在进气管上的尿素喷射单元将定量的尿素水溶液以雾状形态喷入进气管中，尿素水溶液在喷入排气中后发生的主要物理化学变化包括：尿素水溶液的雾化与水的蒸发、尿素分解生成氨气和异氰酸（HNCO）以及异氰酸在催化剂表面水解生成氨气等。但当排气温度比较低时，尿素分解过程中会有副反应伴随，易生成三聚氰酸、三聚氰胺等聚合物，从而在排气管壁和催化剂载体之前形成沉积物，堵塞排气管或催化剂孔道，导致排气背压增大，NO_x的转化效率下降、发动机的动力性下降及油耗上升。严重时，会导致排气管路或SCR箱被全部堵塞，使发动机不能够正常运行。

随着柴油车国四法规的全面执行，中重型柴油车基本上都是采用SCR后处理系统。目前这些国四中重型柴油车在市场上也出现了大量尿素结晶的现象，给用户和企业均造成了一定的损失。在目前国内柴油机厂家中还没有在研发阶段对尿素结晶的风险进行验证，或者验证手段单一，不能够反应实际道路情况，因此在开发过程中就无法有效地预防SCR后处理系统出现结晶的风险，一旦到市场上发现大批的尿素结晶现象，就会给企业和用户带来很大的损失。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种SCR后处理系统尿素结晶发动机台架验证方法，能够在SCR后处理研发前期发现后处理结构是否存在尿素结晶的风险，以便在产品研发过程中及时地优化产品结构，避免产品推向市场后出现尿素结晶带来的损失。

按照本发明提供的技术方案，所述SCR后处理系统尿素结晶发动机台架验证方法，其特征是，具体包括以下步骤：

步骤S1：试验前使柴油机和SCR后处理系统完成排放性能标定；

步骤S2：选择试验用发动机；

步骤S3：确认试验用发动机状态稳定；

步骤S4：运输车辆用SCR后处理系统尿素结晶台架验证方法，具体如下：用SCR后处理系统台架验证时间为60小时，分为30小时的WHTC郊区与高速工况循环和30小时的ETC循环，每隔10小时进行SCR催化消声器尿素混合腔检查；

步骤S5：城市道路车用SCR后处理系统尿素结晶台架验证方法，具体如下：用SCR后处理系统台架验证时间为60小时，分为30小时的WHTC市区工况循环和30小时的ETC循环，每隔10小时进行SCR催化消声器尿素混合腔检查；

步骤S6：根据尿素结晶情况判定发动机是否通过SCR尿素结晶试验。

进一步的，所述步骤S2：试验用发动机的选择方法：对于使用相同SCR系统配置的不同型号柴油机，在SCR系统起喷温度一致的情况下，选择结晶影响因子τ最大的柴油机进行SCR系统结晶风险验证；在SCR起喷温度不一致的情况下，选择较低起喷温度的柴油机进行试验；所述结晶影响因子，其中，τ为结晶影响因子，Ne为排放试验循环尿素消耗率，Pe为发动机瞬态循环功。

进一步的，所述步骤S3：试验前进行柴油机外特性试验，通过外特性曲线是否与正常外特性曲线一致，评价柴油机状态是否稳定。

进一步的，所述步骤S4中，WHTC郊区与高速工况循环编制方法为：选取WHTC循环第1196s至1795s编制WHTC郊区与高速工况循环，单次循环时间600s；重复运行180次，累计运行时间30h。

进一步的，所述步骤S4中，ETC循环方法为：单次循环时间1800s，重复运行60次，累计运行时间30h。

进一步的，所述步骤S5中，WHTC市区工况循环编制方法为：选取WHTC循环第311s至710s编制WHTC市区工况试验循环，单次循环时间400s；重复运行270次，累计运行时间30h。

进一步的，所述步骤S6中，当满足以下结果时，则为通过SCR尿素结晶试验，不满足时则为不通过：

（1）SCR催化消声器尿素混合腔区域的结晶体小于1cm³；或者满足，

（2）SCR催化消声器内尿素结晶体重量≤5g。

进一步的，当发动机不通过SCR尿素结晶试验时，则优化SCR后处理系统后重新进行台架验证试验。