重型柴油車的氮氧化物（NOx）排放是大氣污染物的主要來源之一,為了減少重型柴油車對環(huán)境的影響,近年來世界各國紛紛推出了越來越嚴(yán)格的重型車排放法規(guī)。尿素-選擇性催化還原（SCR）技術(shù)是降低重型柴油機(jī)NOx排放的一種有效手段,被廣泛應(yīng)用于重型柴油車市場。SCR技術(shù)具有NOx轉(zhuǎn)化效率高,耐久性和適配性較好,不需要對發(fā)動機(jī)原機(jī)進(jìn)行改裝等優(yōu)點。我國重型柴油車從國Ⅳ階段開始廣泛使用SCR后處理技術(shù)來滿足法規(guī)對NOx排放的要求。但在國Ⅵ階段,后處理系統(tǒng)的SCR催化器前將加裝了柴油氧化催化器（DOC）和柴油顆粒捕集器（DPF）等催化器,對SCR催化器性能產(chǎn)生了較大的影響。模型非線性問題、多時間尺度問題和物理傳感器測量信息不足等問題都為面向SCR系統(tǒng)控制的模型建立和策略開發(fā)造成了困難。現(xiàn)有模型存在標(biāo)定工作量大、計算資源需求量大以及集成至控制器難等問題,SCR控制系統(tǒng)存在通過優(yōu)化進(jìn)一步降低NOx排放的可能,但缺乏最優(yōu)化SCR控制模型和策略等相關(guān)內(nèi)容的研究。此外,國內(nèi)外對于未來更為嚴(yán)格的加州超低NOx排放法規(guī)技術(shù)方案仍處于探索階段,有待進(jìn)一步研究�；诖�,本文通過發(fā)動機(jī)臺架試驗對重型柴油車后處理系統(tǒng)性能進(jìn)行... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?ＳＣＲ系統(tǒng)工作過程示意圖??

?山東大學(xué)博士論文???！０（＇?????Ｉ－?／％??ｒ?＃?＼??Ｎｒ＾??ｏ??１?１?????０?１００?２００?３００?４００?５１）０?６００?７００??ＤＯＣｉｌＳ／＊Ｃ??Ｉ?Ｍ?ＩＩ?反Ｅ平衡限制ＮＯ：?ＸＯｘ??．１丄丄丄丄＿反應(yīng)速率限制ＮＯ：?ＡＯｘ???ＤＯＣ對排氣中ＮＯ的氧化??圖１．２?ＤＯＣ對Ｎ０２／Ｎ０ｖ比的影響示意圖??清華大學(xué)張俊等人｜７（Ｄ］對ＤＰＦ主動再生過程中的ＮＯ，排放進(jìn)行了測試。ＤＰＦ??再生過程中，ＮＯｘ的總濃度保持不變，但當(dāng)再生開始后，由于ＤＯＣ、ＤＰＦ溫度??升高，受化學(xué)平衡的影響，ＤＯＣ、ＤＰＦ后的Ｎ〇２幾乎全部轉(zhuǎn)化為ＮＯ。這對布置??在丨）ＰＦ后的ＳＣＲ的轉(zhuǎn)化效率極為不利，同時ＤＰＦ再生時的高溫環(huán)境會使得氨??氣與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，減少還原劑。因此，ＤＰＦ再生時ＳＣＲ的控制需要單獨??考慮，否則將導(dǎo)致ｆ）ＰＦ再生時ＮＯ，排放大幅超標(biāo)１７｜＇７２］。??目前主要使用的ＳＣＲ催化劑種類有釩基催化劑、銅沸石催化劑和鐵沸石催??化劑。釩基ＳＣＲ催化器因其耐硫中毒性能良好，被廣泛應(yīng)用于國Ｖ階段及之前??的柴油機(jī)ＮＯ．ｖ排放控制，但由于國ＶＩ法規(guī)加入ＰＮ限值的要求，需要加裝ＤＰＦ，??而ＤＰＦ在主動再生產(chǎn)生的瞬時高溫會使釩基ＳＣＲ催化劑五氧化二釩（Ｖ２〇５）揮??發(fā)，造成催化器失活，同時Ｖ２０５還是一種有毒物質(zhì)需要進(jìn)行控制。Ｍａｕｍｉｌａ等??人Ｉ７３］研究了一種新型的釩基催化劑，其耐高溫性能得到提高，在發(fā)動機(jī)上的耐受??溫度可達(dá)６５０°Ｃ。盡管新型釩基催化劑耐溫性能得到了極大的提升，但仍然無法??安裝在ＤＰＦ后Ｐ１。沸石型ＳＣＲ催化劑因

?第一章引言???石催化劑會產(chǎn)生更多的一氧化二氮ＣＮ２〇，俗稱笑氣）。不管是釩基還是沸石型催??化劑，其Ｎ０，轉(zhuǎn)化效率與ＳＣＲ催化器載體溫度之間存在非線性關(guān)系，ＮＯ，轉(zhuǎn)化??效率隨ＳＣＲ催化劑載體溫度的變化如圖１．３所示。不同催化劑高效工作溫度??窗口不同，但ＮＯ，轉(zhuǎn)化效率隨著溫度的變化都表現(xiàn)出明顯的非線性特征。此外，??ＮＣｈ／ＮＱｘ比對ＮＯ：（■轉(zhuǎn)化效率也存在影響。美國康明其斤公司Ｋａｍａｓａｍｕｄｒａｍ等人??［７７］研宂了沸石型催化劑對ＮＣｈ／ＮＯ，．比的敏感性，研究結(jié)果表明，Ｎ〇２／ＮＯｘ比為??０．５時的ＮＯ，轉(zhuǎn)化效率要明顯高于Ｎ０２／Ｎ０，比為０時，沸石型催化劑在低溫下對??ＮＣｈ／ＮＯ，比更為敏感，而鐵沸石催化劑相比于銅沸石催化劑對Ｎ〇２／ＮＱｘ比更敏??感。??—？一銅基催化劑老化溫度６７０Ｃ。，老化時間６４ｈ???釩基催化剤，老化溫度５５０Ｃ＂，老化時間７５ｈ??——釩基催化劑．老化溫度６００Ｃ°，老化時間５０ｈ??—鐵基催化劑，老化溫度６７０Ｃ°．老化時間６４ｈ??１００?－?＾??卜??０??１?１?１?＇???１００?２００?３００?４００?５００?６００??催化器溫度／°ｃ??圖１．３?ＳＣＲ催化器ＮＯｘ轉(zhuǎn)化效率對比??可以看出，影響后處理催化器特性的因素眾多，催化劑配方、工作環(huán)境??等均對后處理催化器性能產(chǎn)生影響，且影響因素多為非線性。因此，后處理??系統(tǒng)建模較為復(fù)雜。將模型線性化，并通過增益進(jìn)行修正是一種很好的解決??非線性問題的方法。但是，這種方法存在模型精確度不夠，不能使得ＳＣＲ系??統(tǒng)在全工況范圍內(nèi)達(dá)到最佳的ＮＯ，轉(zhuǎn)化效率。??１．

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]CDPF被動再生特性及再生平衡條件研究[J]. 褚國良,王國仰,祁金柱,楊波,帥石金.  汽車工程. 2019(12)
[2]DOC+DPF+SCR后處理系統(tǒng)對小型柴油機(jī)性能及排放的影響[J]. 孫文,王蘭紅,孫柯,白書戰(zhàn),李國祥.  內(nèi)燃機(jī)與動力裝置. 2019(05)
[3]DOC催化劑配方對重型柴油機(jī)氣態(tài)污染物排放的影響[J]. 樓狄明,施雅風(fēng),張允華,耿小雨.  環(huán)境工程. 2019(08)
[4]基于模型的SCR車載故障診斷策略[J]. 胡廣地,劉叢志.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報. 2019(04)
[5]氧化型催化器載體長度對柴油機(jī)排放性能的影響[J]. 樓狄明,王亞馨,孫瑜澤,張允華.  同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(04)
[6]重型柴油車滿足近零排放法規(guī)的技術(shù)分析[J]. 帥石金,劉世宇,馬驍,張俊,王國仰,果澤先,蔡開源,肖建華.  汽車安全與節(jié)能學(xué)報. 2019(01)
[7]大氣中氮氧化物的危害及治理[J]. 王禹蘇,張蕾,陳吉浩,文欣.  科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2019(07)
[8]催化型柴油機(jī)顆粒捕集器噴油助燃主動再生過程試驗研究[J]. 張俊,張文彬,李傳東,帥石金.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2016(16)
[9]重型柴油機(jī)歐Ⅵ后處理系統(tǒng)構(gòu)型方案試驗研究[J]. 張俊,唐韜,曹東曉,帥石金,胡靜.  內(nèi)燃機(jī)工程. 2017(01)
[10]利用NOx傳感器的NH3交叉敏感實現(xiàn)SCR系統(tǒng)閉環(huán)控制[J]. 王天田,顏伏伍,胡杰,侯潔,龍浩.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報. 2015(02)

碩士論文
[1]基于氨存儲控制策略的SCR系統(tǒng)研究與開發(fā)[D]. 湯佳明.江南大學(xué) 2018



本文編號：3002033