石代龙，傅松，白书战，杨婷，张晓丽,王意宝

(1.山东大学能源与动力工程学院，山东 济南 250061；2.潍柴动力股份有限公司发动机研究院，山东 潍坊 261205)

选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)是减少柴油机尾气中NOx的标准方法[1]。但是，SCR技术中也存在一些严重的问题[2-5]。比如，在排气温度较低的低负荷工况下，喷入发动机尾气中的尿素溶液不能及时蒸发分解，未分解的尿素和一些分解中间产物会在尿素喷嘴或SCR混合器壁面产生结晶[1-8]。尿素结晶会产生一系列严重问题。比如，降低催化剂还原效率，甚至影响催化剂使用寿命；同时，还会对排气管路产生一定程度的堵塞，导致排气压力损失增大，从而降低发动机经济性，甚至影响发动机使用耐久性。

针对传统SCR催化器在排气温度较低的低负荷工况下在尿素喷嘴或混合器壁面形成尿素结晶的问题，本研究以某重型柴油机SCR催化器为研究对象，对该SCR催化器进行结构优化，设计出了一种新型SCR混合器结构，并提出了新的尿素喷嘴布置方案。运用CFD方法分析了载体前端面速度分布均匀性和NH3分布均匀性等，结果显示，优化设计的新型SCR催化器未出现尿素结晶，同时NOx转化效率比传统结构显著提高，氨泄漏明显降低。最后，进行了发动机性能试验、台架耐久试验和道路结晶验证试验。试验结果表明，优化后的新型SCR催化器有助于尿素喷雾和发动机尾气的充分混合，促使尿素水溶液进一步雾化蒸发，最终降低尿素喷嘴和混合器壁面的尿素结晶风险。……