柴油机Urea_SCR系统低温控制策略研究

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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