刘世宇，王国仰，谭 致，张兆欢，帅石金，王志明

(1. 清华大学，汽车安全与节能国家重点实验室，北京 100084；2. 山东大学能源与动力工程学院，济南 250061)

前言

柴油机排放的污染物是大气空气污染物的主要来源之一，近年来环境污染日益成为大众所关注的焦点问题[1－4]。为了减少重型柴油车排放对环境的影响，近年来世界各国纷纷推出越来越严格的重型车排放法规[5]。国六和欧VI 阶段测试循环采用世界统一稳态测试循环(world harmonized stationary cycle，WHSC)和世界统一瞬态测试循环(world harmonized transient cycle，WHTC)，WHTC 循环 NOx排放限值降低到0.46 g/(kW·h)，相比于欧V 限值降低了77%。美国于2007年提出了美国重型柴油机US 2010 法规，在美国联邦测试(federal test procedure，FTP)瞬态循环下NOx排放限值为0.272 g/(kW·h)。美国加州空气资源委员会(California air resources board，CARB)于2015年提出了加州超低NOx排放法规，NOx排放限值进一步加严90%，降低至27 mg/(kW·h)[6]。

Sharp 等[7]在一款13 L 发动机上进行试验，FTP冷起动循环NOx转化效率要达到98%，热起动循环效率要达到99.5%才能够满足超低NOx排放法规的要求。选择性催化还原( selective catalytic reduction，SCR)技术是降低柴油机氮氧化物(nitric oxides，NOx)排放的一种有效手段[8]。我国重型柴油车从国IV 排放阶段开始便广泛使用尿素－SCR 技术来满足法规对NOx排放的要求[9]。尿素－SCR 技术将浓度为32.5%的尿素水溶液喷射到排气管中，尿素在高温下分解产生氨气，通过产生的氨气将排气中的NOx还原成N2和H2O，从而降低柴油机的NOx排放[10]。但是仅依靠SCR 催化器难以达到超低NOx排放法规的要求，因此也涌现出了多种新的机内、外净化技术方案，其中紧凑耦合SCR(ccSCR)催化器是一种可以进一步降低柴油机NOx排放的有效手段。……