论文部分内容阅读
汽油机稀薄燃烧技术是实现汽油机节能减排的重要技术手段，稀燃汽油机的NOx排放过高是目前限制其发展的主要问题之一。NOx吸附还原催化器LNT（Lean-NOx Trap）可以在较大的温度范围内高效地对NOx进行净化，如何利用好LNT催化器对稀燃汽油机的发展有着重大的意义。本文建立了LNT催化器的数值模拟模型，并通过台架试验得到的数据对其进行了验证。通过数值模拟，获得了大量的LNT催化器内部的流体信息，为LNT的优化提供了理论依据。本文对LNT催化器吸附过程中的温度场、速度场、压力场和浓度场分布进行了模拟研究，并探究了不同的温度、载体孔密度和入口NOx浓度对吸附过程的影响。主要发现：1、催化器载体中心位置所受温度的冲击较大，同时发现进气温度不同时，低温对NO的吸附有利，高温对NO2的吸附有利；2、该LNT催化器的压力场和速度场分布较为均匀，同时发现随孔密度的增加，压降增幅明显但对速度的影响较小，此外，大的孔密度有利于NOx的吸附；3、尽可能减小LNT入口端的NOx浓度对LNT的工作效率有明显的提升作用。在对LNT还原过程的模拟中主要研究了还原过程中浓度场的分布和不同的还原性气体浓度对LNT还原过程的影响。主要发现：1、还原开始阶段存在NOx的突释现象；2、CO浓度升高会使还原时间缩短，但是缩短的不明显；C3H6的浓度升高对还原时间几乎没有影响；H2的浓度对还原时间的影响最大，H2浓度升高，还原时间明显缩短，因此在实际应用LNT催化器的过程中可以考虑通过增加H2的浓度来缩短还原所需时间，达到改善油耗和降低排放的目的。