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

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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

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，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。