【摘要】：由于發(fā)動機(jī)尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)的提高,傳統(tǒng)的SCR控制策略已不能滿足國Ⅴ排放法規(guī),提出新的SCR(Selective Catalytic Reduction)控制策略已成為各國研究重點(diǎn)。本文以現(xiàn)有的控制策略為基礎(chǔ),提出全新的基于SCR老化特性的控制策略,并開發(fā)相配套的軟件,實現(xiàn)更高效的NOx轉(zhuǎn)化,主要研究內(nèi)容如下:(1)老化機(jī)理分析:1)分析研究銅基分子篩催化劑SAPO-34催化機(jī)理,建立分子篩催化轉(zhuǎn)化器老化三態(tài)模型,從而建立基于SCR化學(xué)反應(yīng)速率模型的SCR催化器模型,對SCR模型進(jìn)行求解;2)分析研究老化機(jī)理,以銅基分子篩催化劑SAPO-34的老化機(jī)理為基礎(chǔ),分析研究四類主要失活因素(高溫失活、化學(xué)元素中毒、焦化結(jié)塊和機(jī)械損傷)對銅基分子篩催化劑的影響,得出高溫失活是分子篩催化劑的主要失活方式,并且提出基于團(tuán)簇速率與反應(yīng)速率的老化動力學(xué)模型。(2)建立老化控制策略模型:1)提出基于前置溫度傳感器的溫度計算模型,求得載體溫度與氣體溫度,并且對前置溫度傳感器進(jìn)行標(biāo)定,最后采用模型仿真與實驗的對比驗證;2)提出基于瞬時反應(yīng)平衡態(tài)的NOx生成機(jī)理計算模型,以傳感器獲取的NOx值為基準(zhǔn),加入中冷水溫與進(jìn)氣溫度的NOx溫度修正系數(shù),結(jié)合老化系數(shù)對NOx原排進(jìn)行修正,并且對NOx傳感器進(jìn)行標(biāo)定,最后采用模型仿真與實驗對比驗證;3)提出基于溫度計算模型的老化系數(shù)計算模型,對SCR老化特征進(jìn)行分析,并且對老化模型的參數(shù)進(jìn)行實驗求解,利用GT-POWER軟件建立老化系統(tǒng)模型求取各參數(shù)的辨識值;4)提出基于老化系數(shù)的尿素噴射修正策略,根據(jù)NH3的最佳吸附比保證NOx的轉(zhuǎn)換效率和NH3的低泄漏,并且提出模型自校正方式,對尿素噴嘴進(jìn)行標(biāo)定;5)采用GT-POWER自帶的發(fā)動機(jī)模塊結(jié)合SIMULINK進(jìn)行聯(lián)合仿真,SIMULINK建立的老化控制策略模型的準(zhǔn)確性采用實驗與仿真結(jié)果進(jìn)行對比進(jìn)行驗證。(3)軟件開發(fā)是將老化控制策略模型通過SIMULINK自帶的RTW模塊轉(zhuǎn)化為代碼,自動轉(zhuǎn)換代碼需要配置的參數(shù)有三類,配置SOLVER、硬件規(guī)格配置和輸出目標(biāo)文件;并且設(shè)計信號采集與預(yù)處理程序與老化控制程序,并且對老化控制程序進(jìn)行驗證;開發(fā)上位機(jī)軟件以便于人機(jī)交互,上位機(jī)軟件是基于LABVIEW開發(fā)環(huán)境進(jìn)行設(shè)計,包括數(shù)據(jù)交換設(shè)計和上位機(jī)界面;上位機(jī)界面包含實時數(shù)據(jù)采集,狀態(tài)監(jiān)測和歷史數(shù)據(jù)采集三個部分;硬件選型,選取的微處理器為16位強(qiáng)性能的芯片S12XEQ64,并且設(shè)計選取電源模塊,信號采集模塊與通信模塊,以此為硬件的基礎(chǔ)結(jié)合某公司的平臺進(jìn)行后續(xù)實驗。(4)實驗驗證,臺架驗證實驗室依據(jù)ESC穩(wěn)態(tài)十三工況點(diǎn)測試對不同老化程度的催化劑,將傳統(tǒng)控制策略與老化控制策略的結(jié)果進(jìn)行對比,表明老化控制策略可在老化程度較深的SCR控制器上達(dá)到良好的控制目的;延長SCR催化器壽命的方法有三類:1)保證燃油品質(zhì);2)采用老化控制策略;3)再生措施。
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X734.2;O643.363
【圖文】：

DeNOxtronic6.5系統(tǒng)

EcoFitTM系統(tǒng)

轉(zhuǎn)化器的老化是個非常冗雜的物（理）化（學(xué)）過程，不與分子篩催化轉(zhuǎn)換器的設(shè)計方式，催化劑的配方與制備對分子篩催化轉(zhuǎn)化器的老化要素進(jìn)行剖析，通過對分子研究，從而得到其主要老化形式，進(jìn)而對老化特性進(jìn)行研催化機(jī)理，而后才能根據(jù) SCR 催化器的催化機(jī)理搭建 SC理理，即 SCR 分子篩催化劑表面活性組分參與的 NH3 與尾理。SCR 催化原理現(xiàn)今存在兩種理論思路，第一種可稱為 EH 反應(yīng)機(jī)理[43]。機(jī)理：NH3 首先與分子篩催化劑的表面活性組分發(fā)生反，而后中間產(chǎn)物與排氣中的 NOx 發(fā)生反應(yīng)生成 N2 和 H示，圖中 A 表示為氣態(tài) NOx（NO 和 NO2 等），B 表示的活性組分結(jié)合產(chǎn)生的 NH3P，C 表示為 NOx 與 NH3 發(fā)質(zhì) N2 和 H2O。

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本文編號：2751960