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

1、在機(jī)動(dòng)車(chē)持續(xù)增長(zhǎng)和能源緊缺的形勢(shì)下，發(fā)展和完善發(fā)動(dòng)機(jī)NOx控制技術(shù)對(duì)減少全球NOx排放有十分重要的意義。面對(duì)越來(lái)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(chē)用柴油機(jī)滿(mǎn)足當(dāng)前排放標(biāo)準(zhǔn)的最優(yōu)選擇。針對(duì)不同NOx排放水平的柴油機(jī)，快速開(kāi)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(guò)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(shí)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(tái)，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(cè)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)SCR控制策略的優(yōu)化與完善。主要研究?jī)?nèi)容為：
　　 (1)基于AVL BOOST軟件平臺(tái)，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(jì)算方法；并借助AVL Design Explorer平臺(tái)，選擇遺傳算法對(duì)SCR化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，將優(yōu)化后的計(jì)算

3、結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)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(tái)，建立SCR系統(tǒng)尿素噴射量控制模型，實(shí)現(xiàn)模型控制參數(shù)的在線(xiàn)修改和尿素噴射量的在線(xiàn)調(diào)整功能。通過(guò)計(jì)算排氣中NOx對(duì)尿素溶液的理論需求量，結(jié)合尿素噴射量計(jì)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(tái)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(tái)，在SCR系統(tǒng)尿素噴射量控制模型基礎(chǔ)上，通過(guò)與AVL BOOST軟件耦合計(jì)算，嵌入實(shí)時(shí)SCR催化化學(xué)反應(yīng)模型，形成一個(gè)集系統(tǒng)輸入信號(hào)、尿素噴射量控制系統(tǒng)、催化化學(xué)反應(yīng)計(jì)算以及輸出NOx排放值為一體的柴油機(jī)NOx排放預(yù)測(cè)模型。并提出和實(shí)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(cè)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)排放控制策略?xún)?yōu)化與完善。最后，通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了仿