柴油機(jī)Urea-SCR系統(tǒng)控制模型的設(shè)計與仿真研究.pdf

1、在機(jī)動車持續(xù)增長和能源緊缺的形勢下，發(fā)展和完善發(fā)動機(jī)NOx控制技術(shù)對減少全球NOx排放有十分重要的意義。面對越來越嚴(yán)格的排放法規(guī)，在眾多的排氣后處理措施中Urea-SCR技術(shù)被認(rèn)為是車用柴油機(jī)滿足當(dāng)前排放標(biāo)準(zhǔn)的最優(yōu)選擇。針對不同NOx排放水平的柴油機(jī)，快速開發(fā)出與之匹配的SCR后處理系統(tǒng)，已成為迫在眉睫的任務(wù)。
　　 SCR系統(tǒng)的尿素噴射量控制策略確定后，需要經(jīng)過有效的標(biāo)定工作得到準(zhǔn)確的控制參數(shù)，以保證SCR系統(tǒng)正常工作時柴油機(jī)

2、排放達(dá)到法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。本文基于MATLAB/Simulink軟件平臺，建立柴油機(jī)SCR系統(tǒng)仿真模型。依據(jù)柴油機(jī)ETC循環(huán)NOx排放與NH3泄漏的仿真預(yù)測結(jié)果，實現(xiàn)柴油機(jī)SCR控制策略的優(yōu)化與完善。主要研究內(nèi)容為：
　　 (1)基于AVL BOOST軟件平臺，建立一維瞬態(tài)催化器模型，介紹了模型求解方法和模型參數(shù)優(yōu)化計算方法；并借助AVL Design Explorer平臺，選擇遺傳算法對SCR化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，將優(yōu)化后的計算

3、結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)對比，表明優(yōu)化后的參數(shù)提高了催化器模型的仿真性能。
　　 (2)基于MATLAB/Simulink軟件平臺，建立SCR系統(tǒng)尿素噴射量控制模型，實現(xiàn)模型控制參數(shù)的在線修改和尿素噴射量的在線調(diào)整功能。通過計算排氣中NOx對尿素溶液的理論需求量，結(jié)合尿素噴射量計算邏輯以及原機(jī)NOx排放、排氣流量、轉(zhuǎn)化效率等脈譜圖，在MATLAB/Simulink軟件平臺建立SCR系統(tǒng)尿素噴射量控制模型。
　　 (3)以MATLA

4、B/Simulink軟件為平臺，在SCR系統(tǒng)尿素噴射量控制模型基礎(chǔ)上，通過與AVL BOOST軟件耦合計算，嵌入實時SCR催化化學(xué)反應(yīng)模型，形成一個集系統(tǒng)輸入信號、尿素噴射量控制系統(tǒng)、催化化學(xué)反應(yīng)計算以及輸出NOx排放值為一體的柴油機(jī)NOx排放預(yù)測模型。并提出和實踐了一種較為先進(jìn)的柴油機(jī)排放匹配標(biāo)定方法：基于建立的仿真模型，依據(jù)柴油機(jī)ETC循環(huán)NOx排放與NH3泄漏的仿真預(yù)測結(jié)果，實現(xiàn)柴油機(jī)排放控制策略優(yōu)化與完善。最后，通過試驗驗證了仿