• <tr id="yyy80"></tr>
  • <sup id="yyy80"></sup>
  • <tfoot id="yyy80"><noscript id="yyy80"></noscript></tfoot>
  • 99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

    基于ESC穩(wěn)態(tài)試驗?zāi)蛩貒娚淇刂蒲芯?/h1>
    2022-01-17 01:03:39郭麗娜胡明郝魁岳廣照
    內(nèi)燃機與配件 2022年2期
    關(guān)鍵詞:柴油車

    郭麗娜 胡明 郝魁 岳廣照

    摘要:以康明斯4L柴油發(fā)動機作為研究對象,通過MATLAB完成尿素噴射控制策略編程,在ESC穩(wěn)態(tài)試驗循環(huán)中,對比閉環(huán)控制尿素噴射和開環(huán)控制尿素噴射的整體循環(huán)測試結(jié)果和單點測試結(jié)果,得出閉環(huán)控制在尿素噴射過程中具有尿素消耗量少,排氣中NOX轉(zhuǎn)換效率高的特點。

    Abstract: With cummins 4L diesel engine as the research object, By Matlab program urea injection control strategy, in the ESC steady-state test cycle, compared with closed loop control of urea injection and open loop control of urea injection of single point test results and the whole cycle test results, draw a closed loop control in the process of urea injection with urea consumption, less NOX in the exhaust pipe high conversion efficiency.

    關(guān)鍵詞:柴油車;ESC工況;NOX計算

    Key words: diesel vehicles;ESC condition;NOX calculation

    中圖分類號:TK421 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼:A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號:1674-957X(2022)02-0001-03

    0 ?引言

    目前對于后處理廠家而言,在國五排放階段關(guān)于NOX的起步門檻條件是通過國家指定排放實驗室臺架ESC/ETC/WHTC循環(huán)測試,滿足GB17691-2005中關(guān)于NOX的排放限值,ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)測試作為ETC和WHTC數(shù)據(jù)標定的基礎(chǔ),其在柴油車尾氣排放測試中具有關(guān)鍵性的作用[1]。針對于ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)的重要性,本文對現(xiàn)階段市場中存在的開環(huán)控制標定和閉環(huán)控制標定方式進行了闡述,對比了開環(huán)控制ESC試驗結(jié)果和閉環(huán)控制ESC試驗結(jié)果,得出閉環(huán)控制具有尿素消耗量低,轉(zhuǎn)換效率高的試驗結(jié)論。

    1 ?柴油機NOX還原方法介紹

    尾氣后處理SCR技術(shù)路線主要分為兩部分,用電控高壓噴射和增壓中冷實現(xiàn)缸內(nèi)凈化降低PM,以此達到GB17691-2005中關(guān)于尾氣標準的要求,但是由于NOX和PM之間的“蹺蹺板”關(guān)系,PM降低會明顯增大NOX排放,此時依靠SCR尾氣后處理技術(shù)將排氣中的NOX數(shù)據(jù)降低,達到國標GB17691-2005需求[2]。

    2 ?相關(guān)基礎(chǔ)公式

    2.1 ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)工況選取

    發(fā)動機轉(zhuǎn)速A、B、C的確定需要依據(jù)高轉(zhuǎn)速nhi和低轉(zhuǎn)速nlO計算獲得。高轉(zhuǎn)速nhi是最大凈功率70%,低轉(zhuǎn)速nlo是最大凈功率50%下的轉(zhuǎn)速[3]。

    轉(zhuǎn)速A=nlO+25%(nhi-nlO)(1)

    轉(zhuǎn)速B=nlO+50%(nhi-nlO)(2)

    轉(zhuǎn)速C=nlO+75%(nhi-nlO)(3)

    ESC試驗發(fā)動機在測功機上運行工況循環(huán)如表1所示。

    發(fā)動機必須按照每個工況所規(guī)定的時間運行,最初20秒用于完成轉(zhuǎn)速和負荷的轉(zhuǎn)換,每個工況中規(guī)定的轉(zhuǎn)速應(yīng)保持在±50r/min之內(nèi),規(guī)定的扭矩應(yīng)保持在該實驗轉(zhuǎn)速下最大扭矩的±2%以內(nèi)。

    在ESC試驗13工況完成后,ESC測試還附帶控制區(qū)內(nèi)隨機工況點檢測,在開始測量前,發(fā)動機先調(diào)整至第13工況運行3min,然后在控制區(qū)內(nèi)由檢驗機構(gòu)選擇的三個不同的位置進行測量,每次測量時間為2min。測量規(guī)程和13工況循環(huán)中NOX的測量相同[4]。

    2.2 ESC試驗循環(huán)NOX氣態(tài)污染物計算

    2.2.1 氮氧的濕度和溫度校正

    下列公式中的因子就是對NOX濃度進行大氣溫度和濕度的校正[5]。

    (4)

    式中:

    Ta=進氣的絕對溫度,K;

    Ha=進氣的絕對濕度(水/干空氣),g/kg

    (5)

    式中:

    Ra-進氣的相對溫度,%;

    Pa-發(fā)動機進氣空氣的飽和蒸氣壓,kPa;

    Pb-總大氣壓,kPa。

    2.2.2 排氣污染物質(zhì)量流量的計算

    每工況排氣污染物的質(zhì)量流量(g/h)按下列公式計算直采NOX數(shù)據(jù)(假設(shè)排氣在273k(0℃)和101.3kPa下的密度為1.293kg/m3):

    (6)

    式中NOX cono是排氣采集系統(tǒng)在十三工況中的每一工況中采集的平均濃度(ppm)。

    2.2.3 比排放的計算

    各個組分的排放量(g/kW·h)計算如下所示。

    (7)

    式中:NOmass為十三工況中各工況NOX質(zhì)量流量;

    WFI為表1中的加權(quán)系數(shù);

    P(n)i為十三工況中各工況質(zhì)量流量。

    2.3 穩(wěn)態(tài)ESC工況,不同控制策略試驗對比

    對于SCR尿素噴射系統(tǒng)而言,其化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)是尾氣中的NOX在催化劑的作用下與NH3發(fā)生催化還原反應(yīng)生成N2和H2O的過程。此反應(yīng)屬于放熱反應(yīng),對于釩基催化劑而言,其成本相對較低,但釩基催化劑受溫度影響較大,基本反應(yīng)活性溫度起點集中在200~220℃左右,一般催化劑性能失活溫度在500℃左右,由此可見溫度是影響柴油車SCR尾氣處理的重要影響因素之一;另一個重要因素是尾氣在流過催化劑載體時的時間,也是人們常說的空速,尾氣需要在催化劑中充分反映才可實現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)。

    在臺架ESC穩(wěn)態(tài)測試過程中,SCR尿素噴射開環(huán)控制整體測試結(jié)果NOX無法滿足國五2.0g/kW·h的標準要求,十三個工況點的單點數(shù)據(jù)也不夠穩(wěn)定,誤差較大;而對于閉環(huán)控制而言,閉環(huán)控制能夠矯正空速的滯后、尿素泵噴射的機械誤差以及實際尿素反應(yīng)的瞬態(tài)調(diào)整,保證單點測試和整體測試結(jié)果的穩(wěn)定性,同時可以保證車輛出廠后SCR尾氣后處理系統(tǒng)實際運行的一致性。

    SCR尿素噴射反饋閉環(huán)控制的原理是依據(jù)下游氮氧傳感器采集的排氣管中反應(yīng)后的NOX數(shù)據(jù)與實際預(yù)期的理論NOX數(shù)據(jù)進行比較,從而調(diào)整尿素噴射量的修正,當實際轉(zhuǎn)換效率大于理論轉(zhuǎn)換效率時,可以減少尿素噴射量,在保證轉(zhuǎn)換效率的同時實現(xiàn)尿素消耗節(jié)省;當實際轉(zhuǎn)換效率小于理論轉(zhuǎn)換效率時,可以增大尿素消耗量,以保證轉(zhuǎn)換效率的穩(wěn)定性。

    3 ?臺架驗證

    此次試驗臺架驗證的SCR尾氣后處理系統(tǒng)主要包含集成式尿素供給單元、催化劑、各類傳感器(上下游傳感器、上下游排溫傳感器、尿素箱溫度及液位傳感器)以及其他連接件組成。系統(tǒng)構(gòu)成以及臺架試驗系統(tǒng)布置如圖1所示,試驗測試設(shè)備如表2所示。

    圖1中所示集成式尿素噴射系統(tǒng)是整個SCR后處理系統(tǒng)的核心,其通過發(fā)動機信號、上游AD排溫信號、下游NOX信號計算當前排氣管中NOX的反應(yīng)情況,對比預(yù)期NOX需求反應(yīng)效率,反饋公式根據(jù)實際尿素反應(yīng)情況與理論需求尿素反應(yīng)情況進行反饋控制,實現(xiàn)尿素噴射量的修正。此處需注意,反饋控制的修正數(shù)據(jù)可能是正反饋也可能是負反饋。表3所示為各階段ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)尾氣排放標準。

    3.1 試驗過程

    對于ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)工況來說,尿素噴射處理后的NOX排放結(jié)果通過尾氣檢測系統(tǒng)采集SCR催化消聲器后的排氣氣體成分,對于排氣采集系統(tǒng)來說,一般分為直流采集(原始排氣)和稀釋采集(稀釋排氣),直流采集一般僅用于ESC測試系統(tǒng),稀釋采集既可以用于ESC測試,也可以用于ETC測試。本文NOX氣態(tài)污染物計算方式按照排氣系統(tǒng)稀釋采集方式計算。

    3.2 試驗結(jié)果

    SCR催化還原反應(yīng)是32.5%的尿素水溶液霧化后在催化劑的作用下,與發(fā)動機尾氣中的NOX反應(yīng)生成N2和H2O的過程,對于SCR控制策略的對比主要從排氣溫度、尿素消耗量、催化還原反應(yīng)后的NOX以及催化還原反映后的NH3進行對比。

    3.2.1 ESC穩(wěn)態(tài)工況原機排溫

    由于SCR催化轉(zhuǎn)換效率受溫度影響較大,ESC十三工況下各工況點平均溫度如表4所示。在十三工況點中,只有A100和B100在500℃附近,其他點均在220℃和450℃之間,目前,市場使用的催化劑轉(zhuǎn)換效率最佳點也在此溫度區(qū)間范圍之內(nèi),轉(zhuǎn)換效率能達到80%以上,此發(fā)動機原機溫度對于SCR反應(yīng)來說比較有利。

    3.2.2 ESC穩(wěn)態(tài)工況循環(huán)排放結(jié)果對比

    在發(fā)動機ESC循環(huán)工況,分別用閉環(huán)反饋控制策略和開環(huán)控制策略,完成尿素噴射臺架試驗,最終排放結(jié)果如表5所示。

    根據(jù)表5可知,在同一發(fā)動機的ESC穩(wěn)態(tài)工況下,SCR閉環(huán)控制策略在尿素消耗量、最終反應(yīng)后的NOX數(shù)據(jù)以及氨氣泄漏方面均具有優(yōu)勢。

    3.2.3 ESC工況單點排放結(jié)果對比

    根據(jù)GB17691-2005車用壓燃式、氣體燃料點燃式發(fā)動機與汽車排氣污染物排放限值及測量方法可知,ESC穩(wěn)態(tài)循環(huán)后還需要進行單點抽查測試,測試點為十三工況范圍內(nèi)的3個隨機工況點,而3點抽查的最終排放處理結(jié)果依賴ESC各工況尿素噴射的穩(wěn)定性,現(xiàn)對各工況點進行開環(huán)控制和閉環(huán)控制尿素噴射后的數(shù)據(jù)對比,對比如表6開閉環(huán)ESC工況尿素噴射NOX數(shù)據(jù)所示,由表6可知閉環(huán)控制處理后NOX數(shù)據(jù)是開環(huán)控制處理后NOX數(shù)據(jù)的50%左右。

    4 ?結(jié)論

    本文通過對康明斯4L發(fā)動機尾氣ESC排放測試,確定了閉環(huán)控制策略由于其及時反饋調(diào)整,無論是在整個循環(huán)還是在十三點的單點測試,其最終轉(zhuǎn)換效率均高于開環(huán)控制轉(zhuǎn)換效率,同時閉環(huán)控制策略十三工況點的NOX轉(zhuǎn)化效率更接近預(yù)期理論轉(zhuǎn)換效率,保證了柴油車SCR尾氣后處理系統(tǒng)工作性能的穩(wěn)定;達到了尾氣處理,環(huán)境保護的目的。

    參考文獻:

    [1]王杰,王世杰.固態(tài)氨與尿素噴射控制系統(tǒng)對柴油機氮氧化合物排放影響對比研究[J].汽車實用技術(shù),2021.

    [2]張濤,王峰,等.基于 Amesim 的國五重型商用車NOX排放仿真分析[J].內(nèi)燃機與動力裝置,2021,38(4).

    [3]鮑寧,劉軍,蔡瀟揚.國五標準輕型柴油車 SCR 系統(tǒng)控制器的設(shè)計[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2018,44(3).

    [4]張凡,李昂,于津濤.重型發(fā)動機氨排放特性的臺架試驗研究[J].車用發(fā)動機,2019(2).

    [5]危紅媛,周華,等.我國重型柴油車排放標準的發(fā)展歷程[J].小型內(nèi)燃機與車輛技術(shù),2020,49(6).

    基金項目:中國高等教育學(xué)會職業(yè)技術(shù)教育分會2020年度立項課題(課題名稱“基于產(chǎn)教融合校企合作的‘四縱四橫三平臺創(chuàng)新教學(xué)模式的探究”,項目編號:GZYYB202020)。

    作者簡介:郭麗娜(1989-),女,內(nèi)蒙古呼和浩特人,碩士,講師,研究方向為柴油車尾氣處理、汽車故障診斷、汽車專業(yè)教育教學(xué)、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐教育。

    猜你喜歡
    柴油車
    基于PEMS的重型柴油車排放特性研究
    河南省在用柴油車加載減速煙度排放限值研究*
    禁止
    日企全面撤出歐洲柴油車市場
    最高補貼4萬元!杭州將實施國Ⅲ柴油車淘汰補助
    專用汽車(2017年9期)2017-05-30 10:48:04
    武漢市柴油車環(huán)檢情況及相關(guān)建議
    中石化免費為柴油車加注尾氣處理液
    環(huán)境(2015年4期)2015-05-30 10:48:04
    2015年1月起柴油車將全面實施國四標準
    大眾標準化(2015年1期)2015-03-19 11:11:22
    瑞風(fēng)1.9CTI柴油車空調(diào)不制熱
    我國應(yīng)研究制定 國Ⅳ重型柴油車置換補貼政策

    富锦市| 祁连县| 垫江县| 开封县| 开封市| 璧山县| 方山县| 高邑县| 太仆寺旗| 南安市| 贵港市| 昌宁县| 东山县| 进贤县| 郓城县| 永州市| 什邡市| 溧水县| 扎鲁特旗| 方山县| 庆城县| 洛南县| 银川市| 平利县| 全州县| 清镇市| 巨野县| 阜新| 江达县| 陆丰市| 永春县| 呈贡县| 邵阳县| 繁峙县| 旺苍县| 丰宁| 南阳市| 崇义县| 玉环县| 星座| 城口县|