[发明专利]用于柴油机后处理的优化尿素浓度试验装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机氮氧化物后处理领域，具体涉及一种用于柴油机后处理的优化尿素浓度试验装置及方法。

背景技术

为减少机动车氮氧化物和颗粒物的排放，国家制定了一系列的排放法规。目前，要使柴油机动车适应国IV、国V标准的主要技术手段是以尿素溶液为还原剂的选择性催化还原后处理技术。选择性催化还原后处理系统的还原剂主要是浓度为32.5％的尿素溶液，该浓度的尿素溶液具有最低的冰点。但对于一些环境温度较高的地区或季节，可以不需要这么低的冰点，应以最优的尿素浓度向后处理系统中供应尿素。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于柴油机后处理的优化尿素浓度试验装置及方法，能够找出不同温度下选择性催化还原后处理系统反应的最优尿素浓度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种用于柴油机后处理的优化尿素浓度试验装置，尿素分解管一端通过尿素分解管快接头连接到发动机排气管，所述尿素分解管的另一端通过前催化器快接头连接到催化器，所述催化器再通过后催化器快接头连接到废气连接管，所述废气连接管置入到废气处理池中，所述废气处理池设置有废气尾管；

在所述尿素分解管前端设置有尿素喷嘴，后端设置有尿素喷嘴后氨采样口；在尿素喷嘴后氨采样口与催化器之间设置有前氨采样口，在废气连接管上设有后氨采样口。

根据上述方案，在所述尿素喷嘴后氨采样口与前氨采样口之间设有水喷嘴。

根据上述方案，在尿素分解管快接头与尿素喷嘴之间还设有前压力传感器、尿素喷嘴前温度传感器，在尿素喷嘴与尿素喷嘴后氨采样口之间设有尿素喷嘴后温度传感器，在前催化器快接头与尿素喷嘴后氨采样口之间设有催化器前温度传感器，在废气连接管上设有催化器后温度传感器、后压力传感器。

根据上述方案，所述废气处理池为密封箱体，其内部装有废气处理液。

一种用于柴油机后处理的优化尿素浓度试验方法，其特征在于，包括以下步骤：选定发动机工况；定量喷射固体尿素且逐渐增加喷水量、或者定量喷射尿素水溶液且逐渐增加尿素水溶液喷射量；观察氨气的产生效率，当产生效率到达最大时，此时的尿素浓度为当前工况最优喷射浓度、或者观察氮氧化物的转化效率，当转化效率到达最大时，此时的尿素浓度为当前工况最优喷射浓度。

根据上述方案，当采取定量喷射固体尿素且逐渐增加喷水量的喷射方式，而且通过观察氨气的产生效率来判断最优尿素浓度时，

尿素浓度其中，为尿素喷射质量，单位g；为水的喷射量，单位g；氨气产生效率其中，为尿素热解和水解产生的总氨气质量，即前氨采样口测得的氨气质量，单位g；为尿素喷射质量，单位g。

根据上述方案，当采取定量喷射尿素水溶液且逐渐增加尿素水溶液喷射量的喷射方式，而且通过观察氨气的产生效率来判断最优尿素浓度时，

氨气产生效率其中，为尿素热解和水解产生的总氨气质量，即前氨采样口测得的氨气质量，单位g；为当前浓度下尿素水溶液喷射质量，单位g；为当前尿素浓度。

根据上述方案，当采用定量喷射固体尿素且逐渐增加喷水量的喷射方式，而且通过观察氮氧化物的产生效率来判断最优尿素浓度时，

尿素浓度其中，为尿素喷射质量，单位g；为水的喷射量，单位g；氮氧化物转化效率其中，为尿素热解和水解产生的总氨气质量，即前氨采样口测得的氨气质量，单位g；为转化后未参与反应的氨气质量，即后氨采样口测得的氨气质量，单位g。

根据上述方案，当采取定量喷射尿素水溶液且逐渐增加尿素水溶液喷射量的喷射方式，而且通过观察氮氧化物的产生效率来判断最优尿素浓度时，

氮氧化物转化效率其中，为尿素热解和水解产生的总氨气质量，即前氨采样口测得的氨气质量，单位g；为转化后未参与反应的氨气质量，即后氨采样口测得的氨气质量，单位g；

其中η_热解为尿素固体热解产生NH₃的效率；为尿素固体热解产生的NH₃量，即尿素喷嘴后氨采样口所测得的量，单位g；为尿素喷射质量，单位g；

其中η_水解为尿素固体水解产生NH₃的效率；为尿素热解和水解产生的总氨气质量，即前氨采样口测得的氨气质量，单位g；为尿素固体热解产生的NH₃量，即尿素喷嘴后氨采样口所测得的量，单位g；为尿素喷射质量，单位g。