柴油机Urea_SCR系统低温控制策略研究

柴油机Urea_SCR系统低温控制策略研究

第３５卷第６期２０１４年１２月内　燃　机　工　程

ＣｈｉｎｅｓｅＩｎｔｅｒｎａｌＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＥｎｉｎｅＥｎｉｎｅｅｒｉｎ　　　　ｇｇｇ

Ｖｏｌ．３５Ｎｏ．６

Ｄｅｃｅｍｂｅｒ．２０１４

（）文章编号：１９２５２０１４０６－００８４－０６０００－０

３５０１２１

柴油机ＵＣＲ系统低温控制策略研究ｒｅａ－Ｓ

冯　坦，吕　林

（）武汉理工大学高性能船舶技术教育部重点实验室，武汉４６３３００

ＤｅｖｅｌｏｍｅｎｔｏｆＬｏｗＴｅｍｅｒａｔｕｒｅＣｏｎｔｒｏｌＳｔｒａｔｅｆｏｒ　　　　　ｐｐｇｙ　

ｅｍＳＣＲＳｓｔＤｉｅｓｅｌＥｎｉｎｅＵｒｅａ　－　　ｙｇ

，ＦＮａｎＬＬｉｎＥＧＴ　

（，ＫｅＬａｂｏｒａｔｏｒｏｆＨｉｈＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＳｈｉｏｆＭｉｎｉｓｔｒｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆ　　　　　　ｙｙｇｐｙｙ　　　　　

，）ＴｅｃｈｎｏｌｏＷｕｈａｎ４３００６３，Ｃｈｉｎａ　ｇｙ

：，ＡｂｓｔｒａｃｔＢａｓｅｔｅｍｅｒｄｏｎｔｈｅａｎａｌｓｉｓｏｆＳＣＲｒｅａｃｔｉｏｎｋｉｎｅｔｉｃｓａｔｌｏｗａｔｕｒｅａｎｅｍｂｅｄｄａｂｌｅＳＣＲ　ｍｏｄ－－　　　　　　　　　　　ｐｙ

，ｗｅｌｗａｓｒｏｎｃｅｓｅｎｔｅｄｈｉｃｈｃａｎａｃｃｕｒａｔｅｌｕａｎｔｉｆｔｒａｎｓｉｅｎｔＮＯｅｎｔｒａｔｉｏｎｆｒｏｍＳＣＲｓｓｔｅｍ．Ｆｏｌｌｏｗｉｎ　　　　　　　　ｐｙｑｙｙｇｘｃ　　

，ｂａｓｅｒｅｓｅｎｔｅｄａｎｄａｄｏｓｉｎｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔ（ＤＣＵ）ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｌａｔｆｏｒｍ　ｗａｓｔｈａｔａｍｏｄｅｌｄｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｗａｓ－　　　　　　　　　ｐｇｐｇｙ　　

／，ｒｏｃｅｓｓ．ＦｉｎａｌｌｔｈｅＷｏｒｌｄＨａｒｍｏｎｉｚｅｄＴｒａｎｓｉｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｗｉｔｈＭａｔｌａｂＳｉｍｕｌｉｎｋｔｏａｃｃｅｌｅｒａｔｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ－　　　　　　　　　ｐｙｅｎｔＣｃｌｅｔｅｓｔｓ（ＷＨＴＣ）ｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｔｈｅｔｅｓｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｒｅｓｅｎｔｅｄ　　　　　　　　　　　　　ｙｇｙｐ　

ｓｌｉｅｄｕｃｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃａｎｄｌｏｗａｍｍｏｎｉａ（ＮＨ３）ｈｅｒｅｃａｎａｃｈｉｅｖｅａｂｅｔｔｅｒｂａｌａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｈｉｈＮＯ　　　　　　　　　　　ｐ．ｙｇｘｒ　

摘要：从低温反应动力学的角度出发，建立了一种可适用于低排温工况的可嵌入式模型，排放进行准确描述。基于上述研究，对选择性催化还原（系统氮氧化物（提出了一ＳＣＲ）ＮＯｘ）／种基于模型的控制策略，并利用Ｍ标定平台，ａｂＳｉｍｕｌｉｎｋ软件建立后处理控制单元（ＤＣａｔｌＵ）

以加速Ｓ通过世界统一（循环进行验证。试验结果表明：ＣＲ系统的标定过程。最后，ＷＨＴＣ）的泄漏量。同时能降低氨气（采用新策略可获得高ＮＯＮＨ３）ｘ转化效率，

低温Ｓ关键词：内燃机；柴油机；尿素－选择性催化还原；ＣＲ反应动力学；ＷＨＴＣ循环

：；；ＫｅｗｏｒＳＣＲ；ＳＣｄｓＩＣｅｎｉｎｅｄｉｅｓｅｌｅｎｉｎｅｕｒｅａＲｒｅａｃｔｉｏｎｋｉｎｅｔｉｃｓ－　　　　ｇｇｙ　

；ＷＨＴａｔｕｒｅＣｔｅｓｔｔｅｍｅｒａｔｌｏｗ　－　ｐ

＋

中图分类号：．５ＴＫ４２１

文献标识码：Ａ

０　概述

我国机动车污染问题日益突出，减少重型柴油排放是一项重要工作。机的氮氧化物（ＮＯｘ）

技术能够大尿素－选择性催化还原（ＳＣＲ）ｕｒｅａ－并可作为排放升级研发的持续性幅降低ＮＯｘ排放，技术平台，被国内多数发动机企业作为车用柴油机

］１３－

。满足当前排放标准的最优选择［

添蓝喷射控制策略是Ｓ合理的ＣＲ系统的核心，

［］

控制策略是ＳＣＲ系ＣＲ系统优良性能的保证４。Ｓ

统的主要控制方式可分为开环控制和闭环控制，包括基于稳瞬态的开环控制策略和自适应闭环控制策

］８５－

。现有研究表明：略等［采用开环控制时，发动机

排气流量、出口ＮＯ添蓝浓度和储氨量变化ｘ浓度、所带来的误差，可使实际ＮＯｘ转化效率与目标值的而闭环控制则需要解决Ｓ偏差达１３．５％；ＣＲ系统的

收稿日期：２０７０１０１４－－

））；基金项目：国家自然科学基金重点项目（湖北省自然科学基金重点项目（５１３７９１６５ＦＦＡ１０５２０１２

：，作者简介：冯　坦（男，博士生，主要研究方向为柴油机性能优化与排放控制，１９８８）ａｉｌｒＥ－ｍｈａｄａｍａｎｔｈ６３．ｃｏｍ；＠１ｙ

：，吕　林（联系人）ａｉｌｌＥ－ｍｕｌｉｎｗｈｕｔ６３．ｃｏｍ。＠１

柴油机Urea_SCR系统低温控制策略研究

０１４年第６期　２内　燃　机　工　程

，ｄｒｅｘｐ－ＮＨａｄｓ·ｓ＝Ｋ３ａ

·８５·

［６］

。时滞、ＮＯｘ传感器对ＮＨ３的交叉敏感性等问题

因此，对于添蓝喷射控制策略的研究逐渐向基于模型的控制方式发展。此外，由于法规收紧了对低排温工况ＮＯ更好的低温控制策略成为ｘ排放的要求，了当前研究的重点。

目前对适用于低排温工况的嵌入式ＳＣＲ系统

９］

，因此本文从低温反应动力学的模型的研究较少［

（

Ｅａｄｓ

）··（ｃ１－θＮＨＮＨ３３

ＲＴ

（）６

）

，ｅｅｘｒｐ－ＮＨｓ＝Ｋｄｅｓ·３ｄ

（

）Ｅｄ１－ε·θｅｓ·（ＮＨ３

·θＮＨ３

ＲＴ

（）７

）

角度出发，建立了一种可适用于低温工况的可嵌入式模型，并提出一种基于模型的控制策略。１　可嵌入式模型的建立１．１　化学反应动力学

为了完整描述Ｓ同时ＣＲ系统的瞬态响应特性，兼顾到Ｄ本文提出的嵌入式模型考ＣＵ的计算能力，标准Ｓ虑了ＮＨ３的吸附／解吸附反应，ＣＲ反应和ＮＨ３的氧化反应如下。

）ｓＮＨ３＋Ｓ→ＮＨ３（）ｓＮＨ３＋Ｓ→ＮＨ３（

）６Ｈ２Ｏ４ＮＨ３（４Ｎｓ＋４ＮＯ＋Ｏ２→２＋）４ＮＨ３（２Ｎｓ＋３Ｏ６Ｈ２Ｏ２→２＋

（）１（）２（）３（）４

，ｘｒ＝ＫＯ２·ｅｐ－ＮＨ３Ｏ２

（ＥＯ２

·θＮＨ３

ＲＴ）

（）８

１－

；式中，ｓＫａＥａ３吸附反应速率常数，ｄｓ为ＮＨｄｓ为

；／ＫｄｋＮＨ３吸附反应的活化能，ｌＪｍｏ３解吸ｅｓ为ＮＨ

３

）；（／附反应速率常数，·ｓＥｄｍｍｏｌ３解析附ｅｓ为ＮＨ

；／反应的活化能，ＫＯｌｋＪｍｏ３氧化反应的速率２为ＮＨ

３

）；（／·常数，ＥＯ２为ＮＨ３氧化反应的活化能，ｓｍｍｏｌ

。／ｌｋＪｍｏ１．２　催化器模型

目前对ＳＣＲ系统催化器模型化描述的研究很］／多，提出了多种建模方法，包括文献［提出的ＮＯ１３／文献［提出的全化学ＮＮＯ８］－ＮＨ３催化器模型、２２Ｏ

模型及文献［提出的考虑微孔结构的催化器模１４］型。但是，上述化学模型的计算速度较慢，无法直接应用于ＤＣＲ系统催化器看作多网ＣＵ中。本文将Ｓ，在每个网格内部格连续搅拌釜式反应器（ＴＲ）ＭＣＳ各处状态是均匀的。这一假设避免了在催化器模型中出现偏微分方程，满足ＤＣＵ对于模型计算速度的要求；同时又能反映出ＳＣＲ催化器内的化学反应过程。

根据质量守恒定律，对一个网格的模型化描述）如式（所示。９

对于中高温度范围（ＮＨ３选择还原８０℃）＞２］文献［提出的ＥＮＯ的机理，１０Ｒ反应机理被广泛认

可，但是该速率方程无法准确描述低温下开始和停止供应ＮＨ３时催化器出口ＮＯ的浓度变化；文献［］研究表明，低温Ｓ１１ＣＲ反应速率与临界ＮＨ３覆盖度有关，并提出了Ｍ文献［的进１２］θ反应动力学；一步研究表明，当温度低于２Ｏ５０℃时，２的浓度对反应速率有较大影响，并提出了一种更为复杂的反应）动力学，其反应速率方程如式（所示。５

ｅｘｒｐ－ＮＯ＝ＫＮＯ·

ｒＮＯ，ＮＯＮＯ＝ＮＯ－Ｉｎ－４

ＶＶ

·

·

·

（

ＥＮＯ＊

··ｃθＮＯ·ＮＨ３

ＲＴ

）

，ｄ，ｅｒｒＮＨ＝ＮＨ３，Ｉｎ－ｓ＋ｓ－ＮＨＮＨＮＨ３３ａ３ｄＶＶ３

·

·

·

（

θＮＨＴ－３δβ（ｃ１－ｅｘＯ－＊）·（ｐ２）θＮＨ３

）

（）５

，ｄ，ｅ，）ｒｒｒｒ＝·（ＮＨＮＨＮＨＮＯ－４ＮＨｓ－ｓ－４３３ａ３ｄ３Ｏ２

Θ（）９

３３

／；；式中，Ｍ为质量流量，Ｖ为网格体积，ｓｍｍΘ为３

。／储氨量受温度的影响较大，储氨量，在模型ｍｏｌｍ

３

）；（／·ｓ式中，ｒＫＮＯ为反应速ｍｍｏｌＮＯ为反应速率，１－

；；／率常数，ＥＮＯ为活化能，ｃＯ的浓ｌｓｋＪｍｏＮＯ为Ｎ３＊；／度，为临界ｍｏｌｍθθＮＨ３为ＮＨ３的表面覆盖率；ＮＨ３３

；／覆盖度；为Ｏｃｍｏｌｍδ和β为温度Ｏ２的浓度，２

系数。

）进行描述。中用式（１０

－２

ｅΘ＝Ｓ１·

Ｓ·Ｔ

（）１０

式中，Ｓ１和Ｓ２为温度系数。

本文使用的催化器结构参数如表１所示。

１５］

表明：在催化器内对本文所用催化器的研究［

本文在模型为了详细描述低温下的ＳＣＲ反应，。此外，中采用了速率方程式（模型中对于ＮＨ３５）吸附／解吸附和ＮＨ３的氧化反应速率的描述如式（））所示。６８～式（

部，在４ＳＣＲ反应主要发生在催化剂前端，０％位置。处ＮＯ文献［对图１）１６］５％（　ｘ转化效率已达到８

柴油机Urea_SCR系统低温控制策略研究

·８６·

表１　催化器结构参数

项目

体积／Ｌ　长度／ｍｍ　节距／ｃｍ　

　孔密度／ｃｍ－２

内　燃　机　工　程２０１４年第６期　

参数１２８２８０１２７０．　６２０．０１９０５　０．００１９０５　

壁厚／ｃｍ　涂层厚度／ｃｍ　

某商用催化器的研究同样表明：大部分

ＮＯｘ在催化剂前端已经转化

（５％位置处ＮＯ３７．ｘ转化效率为

。因此，００％位置处ＮＯ８０％，１２％）ｘ转化效率为９），本文采用非均匀的网格划分（图２以更准确地描述催化器内部的ＳＣＲ反应过程。

图３　可嵌入式催化反应模型

用ＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＥｓｔｉｍａｔｉｏｎＴｏｏｌｓ完成信赖域算　　　法的迭代求解，同时用ＰａｌｌｅｌＣｏｍｕｔｉｎＴｏｏｌｓ进ａｒ　ｐｇ　行分布式计算，以加速迭代求解过程。

参数辨识所依据的试验结果由台架试验获得。本文研究所使用的台架试验设备包括某４．５Ｌ排量７／）、的柴油机（表２体积为１ＷＯＴｉＯ２Ｌ的Ｖ２Ｏ５－３２催

化器、添蓝喷射系统及后处理控制单元。在催化器此外测量设的进出口处均装有ＮＯｘ和温度传感器，备还包括ＡＶｉ６０排放分析仪和ＳｍｅｎｓＬＡＭＡｉｅ　　ＮＨ３分析仪。

图１　ＮＯｘ浓度和转化效率随催化剂位置的变化

项目

特征排量／Ｌ　

表２　发动机参数

参数

直列四缸、电控高压共轨喷射、

增压中冷

５４．７１１０×１２５１

７．５０１２６６０

缸径／ｍｍｍｍ×行程／压缩比

标定功率／ｋＷ　（·最大扭矩／Ｎｍ）

图２　ＭＣＴＲ模型示意图Ｓ

根据上文的化学反应动力学和ＭＣＴＲ模型守Ｓ

恒方程，用Ｓｕｌｉｎｋ建立了可嵌入式催化反应模型，ｉｍ如图３所示。

１．３　反应动力学参数的辨识

催化器模型所采用的化学反应动力学参数是否合理，直接影响模型仿真结果的准确性。因此，模型在使用前，需要对反应动力学参数进行辨识，以提高仿真模型性能。

ｎ

］总结的一种常见的商用催化１２　　本文选取文献［

器的Ｓ辨识前后的ＣＲ反应动力学参数作为初始值，仿真结果与试验结果对比如图４所示。由图４可见，辨识后模型的仿真结果与试验值更为接近。

Ｓ（ｍｉｎλ）＝

λ

ｔ＝１

ｃ∑（

ＮＯ

２＾（，ｔ－ｃＮＯ）β）

（）１３

，式中，为ｔ时刻的ＮＯｃｔλ为需要优化的参数；ＮＯ（ｘβ）

＾ＮＯ为ｔ时刻的Ｎ浓度仿真值；ｃＯｘ浓度试验值。

图４　参数辨识前后仿真值与试验的对比

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０１４年第６期　２内　燃　机　工　程

·８７·

２　基于模型的ＳＣＲ系统控制策略２．１　分段储氨量控制

当有ＳＣＲ控制系统的核心是对储氨量的控制，充足的氨吸附在催化剂表面时，ＳＣＲ系统可以达到但是，储氨量过多可能导致较高的ＮＯｘ转化效率；因此，合理的ＳＮＨ３泄漏；ＣＲ控制策略应精确控制催化器内的储氨量，在避免ＮＨ３泄漏的同时，尽可研究表明：在催化剂能地降低ＮＯ１６］ｘ排放。文献［内部，储氨量的分布并不均匀，沿通道轴向方向逐渐）。本文提出一种基于模型的分段储氨量降低（图５），实控制策略（图６通过对ＮＨ３表面覆盖度的控制，现对催化剂内部储氨量的精

确控制，同

时达到高ＮＯｘ转化效率和低ＮＨ３泄漏的要求。

图７　基于模型的喷射量控制策略

模糊控制器包括ＮＯ分段储氨ｘ目标修正模块、量控制模块和ＮＳＲ修正模块。ＮＯｘ目标修正模块

根据工况信息、ＮＯＯｘ传感器数值和Ｎｘ浓度预测值，对ＮＯ模糊控制器中的ｘ浓度目标值进行修正；分段储氨量控制模块会根据修正后的ＮＯｘ浓度目标值，通过模糊算法最终确定满足各分段覆盖度目标值的储氨修正量。同时，ＮＳＲ分级控制模块会根据ＮＯ并根Ｏｘ传感器数值进行Ｎｘ排放水平预测，据预测结果进行ＮＳ

Ｒ系数的分级调控。模糊控制器的具体逻辑如图８所示。

图５　催化剂内部储氨量分布

图６　分段储氨量控制策略示意图

如图６所示，在网格１和网格２中，允许ＮＨ３

表面覆盖度不同程度地超过覆盖度限值，以达到更高的ＮＯ而在网格３中，若当前ＮＨ３表ｘ转化效率；面覆盖度超过限值，则立即减喷以防止ＮＨ３泄漏。基于该分段储氨量控制思路，提出如图７所示的基于模型的喷射量控制策略。

原机ＮＯｘ排放的预测是基于发动机万有特性试验得到的脉谱图，当发动机处于瞬态工况时，会根据转速变化率和扭矩变化率修正这些稳态值。同时，初始喷射量还会考虑到不同空速和排温下的极

－６

，氨气泄漏体积浓度边界值）限转化效率（０

１０×１

图８　模糊控制器逻辑框图

由图８可知，在目标值修正模块中，会使用模糊评价方法对当前工况、平均温度及ＮＯｘ排放状

态进行评估，并根据评估结果修正ＮＯｘ浓度目标值。分段储氨量控制模块根据修正后的ＮＯｘ浓度目标值并结合评估结果，对分段目标值进行调整：如倒拖工况、在容易发生ＮＨ３泄漏（温度突增）的情况下，适当降低分段目标值；在可充分利用催化器转化能力的情况下，适当升高分段目标值。在

并在发动机工况突变时进行修正。

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·８８·

内　燃　机　工　程２０１４年第６期　

模糊控制器用稳态预测方ＮＳＲ分级控制模块中，法对ＮＯ并根据喷射量与ＮＯｘ比排放进行预测，ｘ质量流量降低量之间的线性关系进行ＮＳＲ分级控制系数的计算。当平均温度高于上限值（５００℃）时，催化器转化效率急剧下降，在这种特殊工况下，计算得到ＮＳＲ控制系数会固定在最小值。最后，的尿素喷射量会由突增控制器进行修正，以防止喷射量的突然增加。ＣＵ标定平台２．２　Ｄ

为了加速Ｄ提高试验效率，本ＣＵ的标定过程，文使用由Ｓ如图９ｕｌｉｎｋ

建立的ＤｉｍＣＵ标定平台，所示。

图１０　ＷＨＴＣ循环工况表３　ＷＨＴＣ循环ＮＯｘ排放结果

序号

策略无储氨

策略分段储氨控制策略

循环冷起动热起动冷起动热起动

／循环ＮＯ／ＮＯｘ比排放ｘ比排放－１）－１）（·（··）·）（（ｈｈｋＷｋＷｇｇ

４．６６０３．８９３４．９５４３．８２４

４．００１

１

２３．２５６

表４　ＷＨＣ循环ＮＨＴ３泄漏结果

序号

策略无储氨

策略分段储氨控制策略

循环冷起动热起动冷起动热起动

ＮＨ３泄漏平均值／１０－６

６６５．２　７４５．２　２．１９４　１．６２３　

ＮＨ３泄漏

最大值／１０－６

２５５２４９７１３７

１

图９　ＤＣＵ标定平台

２

整体的标定流程可分为三个部分：第一部分主要进行发动机万有特性和ＳＣＲ系统极限转化效率等试验，以获得所需要的数据脉谱，并根据得到的试验数据，完成ＭＣＴＲ模型的反应动力学参数标定；Ｓ第二部分主要进行分段目标值和控制模块相关参数的标定，并通过排放测试循环进行验证；第三部分主要完成ＳＣＲ系统ＮＯｘ排放水平预测功能的参数标定，并确定不同等级ＮＳＲ系数。３　试验验证

本文使用低排温工况比例较多的ＷＨＴＣ循环

（），图１对开启和关闭分段储氨量控制（模糊控制器０开启和关闭）两种策略进行验证。发动机原机／（·），其中ＷＨＴＣ循环比排放为９．６ｋＷｈＣＷＨＴ０ｇ

／（，冷起动循环原机比排放为７．８ｇｋＷ·ｈ）ＷＨＴＣ７／（·。根据催热起动循环原机比排放为９．６ｋＷｈ）２ｇ

化器能力，设置喷后ＮＯＶ阶段ｘ目标值为京标第Ｉ（·）。／限值３．ｋＷｈ７ｇ

两种策略得到的ＷＨＴＣ循

环ＮＯｘ比排放和ＮＨ３泄漏体积浓度结果如表３和表４所示。

Ｏ　　嵌入式模型计算ＮＯｘ排放结果与实测Ｎｘ排

放结果对比如图１１和图１２所示。

由试验结果可知，ＴＲ模型可以准确描述ＭＣＳ催化器出口ＮＯ贴合度Ｒ２均高于ｘ的浓度变化，

。使用分段储氨量控制策略之后，０５Ｃ循环．８ＷＨＴ／（·）／（·），降至３ＮＯ０１ｋＷｈ．６２５ｋＷｈ．０ｇｇｘ比排放由４

／（其中冷起动循环ＮＯ降６ｇｋＷ·ｈ）．６ｘ比排放由４／（，至４．热起动循环ＮＯｋＷ·ｈ）４９５ｇｘ比排放由

／（／（。同时，降至３．９３ｋＷ·ｈ）４８２ｇｋＷ·ｈ）３．８ｇ２ＷＨＴＣ循环ＮＨ３泄漏体积浓度平均值由５．７×

－６

，冷起动循环ＮＨ３泄漏体积浓９×１１０－６降至１．０

－６－６

，热起动循环降至７度最大值由２１×１００５５×１－６

降至３４９×１７×０ＮＨ３泄漏体积浓度最大值由２

１０－６。两组热起动ＷＨＴＣ循环ＮＨ３泄漏峰值处的

添蓝喷射量对比如图１０３所示。由图１３可知，１４０４５０ｓ时的添蓝喷射量修正降低了ＮＨ３泄漏峰～１

值。试验结果表明：本文提出的储氨修正策略可以在保证高ＮＯ有效降低瞬态工况ｘ转化效率的同时，下的ＮＨ３泄漏量。

柴油机Urea_SCR系统低温控制策略研究

０１４年第６期　２

内　燃　

机　工　程

·８９·

图１３　储氨控制策略对喷射量进行修正

４　结论

（）从低温反应动力学的角度出发，建立了一１

种适用于描述低温ＳＣＲ反应的可嵌入式模型。该模型可准确描述ｕＳＣＲ系统在低温下的瞬态ａｒｅ－特性。

（）基于该可嵌入式模型，提出一种适用于低２

温工况的添蓝喷射控制策略。试验结果表明：该控制策略在保证高ＮＯｘ转化效率的同时能降低ＮＨ３泄漏量。参考文献：

图１

１　无储氨量控制策略的ＷＨＴＣ循环结果

［］［／／１ｎｓｏｎＴ．ＲｅｖｉｅｗｏｆｄｉｅｓｅｌｅｍｉｓｓｉｏｎｓａｎｄｃｏｎｔｒｏｌＣ］ＳＡＥｏｈ　Ｊ　　　　　　

，０１０３００１０１２０１０．２－－

［］／／，２ｏｈｎｓｏｎＴ．Ｄｉｅｓｅｌｅｍｉｓｓｉｏｎｓｉｎｒｅｖｉｅｗ［Ｃ］Ｓ０１１４ＡＥ２０１０３０　Ｊ　　　　　－－

２０１１．

［］／／３ｏｈｎｓｏｎＴ．Ｖｅｈｉｃｕｌａｒｅｍｉｓｓｉｏｎｓｉｎｒｅｖｉｅｗ［Ｃ］０１Ｓ０１３ＡＥ２　Ｊ　　　　－－　

８，２０１３．０５３

［］４ａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆａｕｒｅａｈｉＪＮ，ＤａＣｏｓｔａＨ　Ｆ　Ｍ．ＭｏｄｅｌｉｎＳＣＲ　　　　　Ｃ　　　－ｇ　

／／，０１０９６ｆｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｔｅｍ［Ｃ］Ｓ００５６２００５．ＡＥ２ａ－－　　ｙ

［］５Ｌ．ＭｏｄｅｌｅｄｏｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒａüＬ，Ｗａｎｂａｓ　Ｌ　　　　　－ｐｐｇ　

］ｄｉｅｓｅｌｅｎｉｎｅＳＣＲｓｓｔｅｍ［Ｊ．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｕｔｏｍｏ　　　　　　－ｇｙ，（）：ｔｉｖ１８．２０１３，１４１１３ｅＴｅｃｈｎｏｌｏ－　ｇｙ

［］６ｉｌｌｅｍｓＦ，ＣｌｏｕｄｔＲ，ＥｉｎｄｅｎＥ，ｅｔａｌ．ＩｓｃｌｏｓｅｄＣＲｃｏｎｌｏｏＳ　Ｗ　　　　　　－－ｊｐ　

［／／ｔｒｏ０１ｌｒｅｕｉｒｅｄｔｏｍｅｅｔｆｕｔｕｒｅｅｍｉｓｓｉｏｎｔａｒｅｔＣ］Ｓ００７ＡＥ２－－　　　　　　　ｑｇ１５７４，２００７．

［］７ｎＣＹ，ＡｎｎａｓｗａｍＡ　Ｍ．Ａｎａｄａｔｉｖｅｒｏｏｒｔｉｏｎａｌｉｎｔｅｒａｌ　Ｏ　　　　ｇｙｐｐｐｇ　　

ｃｏｎｔｒｏｌｏｆａｕｒｅａｓｅｌｅｃｔｉｖｅｃａｔａｌｔｉｃｒｅｄｕｃｔｉｏｎｓｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎ　　　　　　　　　ｙｙ［／／，ｓｓｔｅｍｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓＣ］０１１１７Ｓ０１０４２０１０．ＡＥ２　　－－　ｙ

［］８ｏｎｆｉｌｓＡ，ＣｒｅｆｆＹ，ＬｅｒｅｕｘＯ，ｅｔａｌ．Ｃｌｏｓｅｄｏｎｔｒｏｌｏｆａｌｏｏｃ　Ｂ　　　　　　－ｐｐ　

ＳＣＲｓｓｔｅｍｕｓｉｎａＮＯｅｎｓｅｎＪ］．ｓｏｒｃｒｏｓｓｓｉｔｉｖｅｔｏＮＨ　　　－　　　ｙｇｘｓ３［　，（）：Ｊｏｕ３７８．ｒｎａｌｏｆＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ２０１４，２４２３６８－　　　

［］９ｓｉｅｈＭ　Ｆ，ＷａｎＪＭ．Ｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔａｎｄｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｉｅｓ　Ｈ　　　　　ｇｐｐ　

ｏｆａｃｏｎｔｒｏｌｏｒｉｃａｔＳＣＲｅｎｔｅｄＳＣＲ　ｍｏｄｅｌｆｏｒａｔｗｏａｌｓｔｕｒｅａ　　－－－　　　　　ｙ，：ｓｓｔｅｍ［Ｊ］．ＣｏｎｔｒｏｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎＰｒａｃｔｉｃｅ２０１１，１９（４）４０９－　ｙｇｇ　４２２．

图１Ｃ循环结果２　使用储氨量控制策略的ＷＨＴ

（下转第９５页）　　

柴油机Urea_SCR系统低温控制策略研究

０１４年第６期　２内　燃　机　工　程

，（）：４４．ｔｉｏｎＥｎｉｎｅＥｎｉｎｅｅｒ２００７，２８６４１ｂｕｓ－　　ｇｇ

·９５·

（）由于冷却系统具有良好的冷却效果，使得各３

缸火力面的温度分布较均匀，温度差异在３℃以内。（）缸盖的传热分析为下一步计算缸盖的热机４

１０］

。疲劳提供了温度边界［参考文献：

［１］ｏｎｄｉｓｄｈｅＡ，ＹａｄａｖＶ，ＭｕｌｅｍａｎｅＡ．Ａ　ｍｕｌｔｉｃｉｌｉｎａｒａ－－　Ｌ　　　ｐｙｐ　

ｃｈｆｏｒｅｖａｌｕａｔｉｎｓｔｒｅｎｈｏｆｅｎｉｎｅｃｌｉｎｄｅｒｈｅａｄａｎｄｃｒａｎｋｒｏａ－　　　　　　　　ｇｇｇｙｐ　／／ｃｓｅａｓｓｅｍｂｌｕｎｄｅｒｔｈｅｒｍｏｕｃｔｕｒａｌｌｏａｄｓ［Ｃ］Ｓ００９ＡＥ２ａｓｔｒ－－　　　　ｙ　０１０８１９，２００９．－

［］２ｓｔｅｒｗｉｓｃｈＣ，ＤｅＪａｃｋ　Ｍ，ＳｍｏｌｎｉｋａｒＭ．ＣＡＥｒｏｃｅｓｓｆｏｒｄｅ　Ｏ　　　　　－ｐ

ｖｏｉｎｃｌｉｎｄｅｒｈｅａｄｄｅｓｉｎｉｎｃｌｕｄｉｎｓｔａｔｉｓｃａｌｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎｄｅｌ　　　　　ｐｇｙｇｇ　　［／／，０１０４９ｓｈａｅｏｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＣ］Ｓ０１０４２０１０．ＡＥ２－－　　ｐｐ

［］３ａａｓｓｅｎＦ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｅｎｄｕｒａｎｃｅａｎｄｔｈｅｒｍｏｃｃｌｅｔｅｓｔｉｎ　Ｍ　　　　　　　ｙｇ

［／／ｆｏｒｈｉｈｌｌｏａｄｅｄＨＳＤＩｄｉｅｓｅｌｃｌｉｎｄｅｒｈｅａｄｓＣ］００１ＳＡＥ２　　　　　－　ｇｙｙ　０１３２２６，２００１．－

［］／４ｈａｒａｎｉＤＲ，ＲａｍｄａｓｉＳＳ，ＭａｒａｔｈｅＮ．Ｄｅｓｉｎａｎａｌｓｉｓａｎｄ　Ｂ　　　　　　ｇｙ

ｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｏｆｃｌｉｎｄｅｒｈｅａｄｆｏｒｈｉｈｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ３ｃｌｉｎｄｅｒ　　　　　　　ｐｙｇｐｙＣＲＤｉＥｕｒｏｉｅｓｅｌｅｎｉｎｅｆｏｒａｈｉｈｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｒｅｓｓｕｒｅｏｆ　－Ⅴｄ　　　　　　　ｇｇｐ［／／，２００ｂａｒＣ］Ｓ０１０５２０１０．ＡＥ２０１１９７　－－

［］白敏丽，吕继组，等．利用部件整体耦合法分析柴油机气５　王宇，

（）：］缸盖热机械强度［内燃机工程，４４．７，２８６４１Ｊ．２００－ＷａｎＹ，ＢａｉＭ　Ｌ，ＬüＪＺ，ｅｔａｌ．Ａｎａｌｓｉｓｆｏｒｔｈｅｒｍａｌｈａｎｉｅｃ　　　　　－ｍ－ｇｙ　ｃｔｒｅｎｔｈｏｆｔｈｅｃｌｉｎｄｅｒｈｅａｄｏｆ６１１０ｄｉｅｓｅｌｅｎｉｎｅｕｓｉｎａｌｓ　　　　　　　　　ｙｇｇ］ｗｈｏｌｅｃｏｍｏｎｅｎｔｃｏｕｌｅｄｍｅｔｈｏｄ［Ｊ．ＣｈｉｎｅｓｅＩｎｔｅｒｎａｌＣｏｍ－　　　　　ｐｐ

［］］许敏，辛军，等．发动机缸盖耦合热应力分析［内燃６Ｊ．　杨万里，

（）：机工程，２５７，２８２４７０００．－

，ａｎＷ　Ｌ，ＸｕＭ，ＸｉｎＪｅｔａｌ．ＣｏｕｌｉｎｔｈｅｒｍａｌｓｔｒｅｓｓａｎａｌＹ－　　　　　ｇ　ｐｇｙ　［］ｓｉｓｏｆｅｎｉｎｅｃｌｉｎｄｅｒｈｅａｄＪ．ＣｈｉｎｅｓｅＩｎｔｅｒｎａｌＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＥｎ－　　　　　　　ｇｙ，（）：５ｉｎｅＥｎｉｎｅｅｒ２００７，２８２４７０．－　ｇｇ

［］刘敬平，杨靖，等．基于流固耦合的缸盖温度场分析７　邓帮林，

（）：［］汽车工程，２０６．２，３４３２０３Ｊ．２０１－

，ＤｅｎＢＬ，ＬｉｕＪＰ，ＹａｎＪｅｔａｌ．Ａｎａｎａｌｓｉｓｏｎｔｈｅｔｅｍｅｒａ　　　　　　　　－ｇｇｙｐ　　［］ｔｕｒｓｏｌｅｆｉｅｌｄｏｆｃｌｉｎｄｅｒｈｅａｄｂａｓｅｄｏｎｆｌｕｉｄｉｄｃｏｕｌｉｎＪ．Ａｕ－－　　　　　　　　ｙｐｇ，（）：ｏｔｉｖｅＥｎｉｎｅｅｒｉｎ２０１２，３４３２０３ｔｏｍ２０６．　－ｇｇ

［］舒歌群，张志福，等．考虑沸腾换热的内燃机流固耦合８　刘国庆，

（）：］传热分析［内燃机学报，５４８．１，２９６５４３Ｊ．２０１－

ＬｉｕＧ　Ｑ，ＳｈｕＧ　Ｑ，ＺｈａｎＺＦ，ｅｔａｌ．Ａｎａｌｓｉｓｏｆｆｌｕｉｄｓｏｌｉｄ　　　　　　　ｇｙ　ｃｏｕｌｉｎｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｉｎｉｎｔｅｒｎａｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｅｎｉｎｅｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎ　　　　　　ｐｇｇｇ　］：ｂｏｉｌｉｎｅｆｆｅｃｔ［Ｊ．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＣＳＩＣＥ，２０１１，２９（６）５４３　　－ｇ　５４８．

［］９ｃｈｕｂｅｒｔＣ，ＷｉｍｍｅｒＡ，ＣｈｍｅｌａＦ．Ａｄｖａｎｃｅｄｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｓ　　　　　

［／／，ｍｏｄｅｌｆｏｒＣＩｅｎｉｎｅＣ］０１０６９Ｓ００５５２００５．ＡＥ２　　　－－　ｇ

［］Ｖ１０ｅｎｋａｔｅｓｗａｒａｎＮ，ＶｉｎｏｂａｋｒｉｓｈｎａｎＲ，ＢａｌａｍｕｒｕａｎＶ．Ｔｈｅｒ　　　－ｇ

ｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎａｌｓｉｓｏｆｔｈｅｃｌｉｎｄｅｒｈｅａｄａｎｄｃｌｉｎｄｅｒｂｌｏｃｋｏｍ　　　　　　　　ｙｙｙ［／／，２８０１１ｗｉｔｈｔｈｅＬｉｎｅｒｏｆＡＦＶｄｉｅｓｅｌｅｎｉｎｅＣ］Ｓ０１１８ＡＥ２－－　　　　　　　ｇ２０１１．

（编　辑：许　蕾）

上接第８９页）　（

［］Ｔ１０ｏｓｏｅＮ　Ｙ．Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｖｅｃａｔａｌｔｉｃｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆ　　　　　　　ｐｙ

ｉｎａｍｍｏｎｉａｅｌｕｃｉｄａｔｅｄｂｎｉｔｒｉｃｄｅｂｕｏｎｌｉｎｅＦｏｕｒｉｅｒｏｘｉｓｉｔ　　　　　－－－ｙｙ　　［］，：ｔｓｅＪ．Ｓｃｉｅｎｃｅ１９９４，２６５（５１７６）ｎｓｆｏｒｍｉｎｆｒａｒｅｄｒｏｓｃｏｒａｃｔ－　ｐｐｙ１２１１２１７９．－

［］Ｌ，Ｃ１１ｉｅｔｔｉＬ，ＮｏｖａＩａｍｕｒｒｉＳ，ｅｔａｌ．ＤｎａｍｉｃｓｏｆｔｈｅＳＣＲｄｅ　　　　　　　－－ｙ

ＮＯａｒｓｏｃｔｉｏｎｂｔｈｅｔｒａｎｓｉｅｎｔｎｓｅｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＡＩＣｈＥｅｅ－　　　ｐｙｘｒ　，（）：２５７０．Ｊｏｕｒｎａｌ１９９７，４３１０２５５９－

［］沈颖倩．低温Ｓ武汉理工大学，武汉：１２ＣＲ反应动力学研究［Ｄ］．

２０．０１

／［］Ｃ，Ｔ／Ｎ１３ｏｌｏｍｂｏＭ，ＮｏｖａＩｒｏｎｃｏｎｉＥ，ｅｔａｌ．ＮＯＮＯ－ＮＨ　　　　２２Ｏ３

ｅａｃｔｉｏｎｓｏｖｅｒａｃｏｍｍｅｒｃｉａｌＦｅｌｉｔｅｃａｔａｌｓｔｆｏｒｄｉｅｓｅｌＳＣＲｒｚｅｏ　　　　　　　　－ｙ：ｅｘｈａｕｓｔａｆｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｎｔｒｉｎｓｉｃｋｉｎｅｔｉｃｓａｎｄｍｏｎｏｌｉｔｈｃｏｎｖｅｒｔ　　　　　－［］，ｅｒｍｏｄｅｌｌｉｎＪ．ＡｌｉｅｄＣａｔａｌｓｉｓＢ：Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ２０１２，１２　　　ｇｐｐｙ

（）：１１８．１１０６－

，［］Ｗｕ１Ｄ１４ｒｚｅｎｂｅｒｅｒＪＣ，ＷａｎｋｅｒＲ．ＭｕｌｔｉｌｅＳＣＲ　ｍｏｄｅｌｉｎｓｃａ　　　　－ｇｇ

／／ｋｉｎｅｔｉｃａｎａｌｓｉｓａｎｄ３Ｄｓｓｔｅｍｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ［Ｃ］０Ｓ００５ＡＥ２１　　　　－－　ｙｙ０９４８，２００５．

［］冯坦．柴油机ｕ１５ａｒｅＳＣＲ系统化学模型的设计与仿真研究［Ｄ］．－

武汉：武汉理工大学，３．２０１

，［］Ｔ，ｚｅｏ１６ｏｏｓＴＪＰｉｈｌＪＡ，ＰａｒｔｒｉｄｅＷ　Ｐ．Ｆｅｌｉｔｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔ－　　　　　　ｐｇｙ

ａｎｄｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｉｎｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｖｅｃａｔａｌｔｄｕｒａｂｉｌｉｔ　　　　　　－ｙｙ，［］ｉｃｒｅｉｔｄｕｃｔｉｏｎ（ＳＣＲ）ｏｆＮＯｈａｍｍｏｎｉａＪ．Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌａｎｄ　　　　ｘｗ，（）：１２１．ＡｌｉｅｄＣａｔａｌｓｉｓ２０１４，１５３９７－　ｐｐｙ

（编　辑：许　蕾）

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/0xa1.html