數(shù)據(jù)驅(qū)動的柴油機后處理系統(tǒng)一致性的應(yīng)用研究

孫 飛，胡 帥，吳 波，李小標(biāo)，蔡 斌

1.宿州學(xué)院機械與電子工程學(xué)院，安徽宿州,234000；2.安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽合肥,230601；3.安徽車橋股份有限公司，安徽宿州,234000

隨著環(huán)保要求的升級，國Ⅵ排放法規(guī)開始實施，滿足國Ⅵ法規(guī)的柴油機后處理大規(guī)模投放市場。如何在生產(chǎn)和測試中快速檢測和判斷后處理系統(tǒng)的一致性一直是質(zhì)量管控的難點[1]。為此眾多學(xué)者投入該領(lǐng)域的研究中，如宗宣潔[2]設(shè)計了一種基于Adaboost-SVM的集成學(xué)習(xí)模型實時快速檢測裝置系統(tǒng)，改善車輛運行過程中對尾氣檢測的實時性和數(shù)據(jù)分析能力。付細(xì)平[3]基于尾氣后處理的物理和化學(xué)模型，建立尾氣后處理的數(shù)值計算模型，研究不同控制參數(shù)對尾氣排放一致性的影響。石亞博[4]設(shè)計開發(fā)尾氣催化轉(zhuǎn)化器載體質(zhì)量檢測臺，對載體生產(chǎn)一致性進(jìn)行檢測，為載體生產(chǎn)質(zhì)量的改善指引了方向。周超宇[5]通過對單缸發(fā)動機燃燒過程進(jìn)行CFD仿真，建立典型參數(shù)對柴油機排放一致性的影響規(guī)律，為柴油機后處理系統(tǒng)的研究提供一定的參考。劉勝吉等[6]通過燃燒過程模擬確定滿足柴油機排放一致性的噴油器等零部件參數(shù)的公差范圍。這些研究主要是通過引入學(xué)習(xí)算法、數(shù)值仿真和檢測儀器對后處理系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行觀察，確定不同參數(shù)對后處理一致性和排放性能的影響。事實上，對生產(chǎn)準(zhǔn)備環(huán)境下后處理樣件的快速檢測方法和與之相對應(yīng)的排放性能一致性的研究較少。如何快速準(zhǔn)確地對后處理樣件進(jìn)行檢測和評判，確定后處理產(chǎn)品關(guān)鍵參數(shù)的極限偏差對排放性能的影響，是后處理系統(tǒng)生產(chǎn)檢測一致性的重要判定依據(jù)。研究針對某2.0L柴油機國VI后處理系統(tǒng)進(jìn)行分析，基于GT-POWER仿真軟件對DOC(柴油機氧化催化轉(zhuǎn)換器)、DPF(柴油機顆粒捕集器)、SCR(選擇性催化還原裝置)化學(xué)反應(yīng)過程進(jìn)行數(shù)值仿真，根據(jù)仿真結(jié)果建立后處理系統(tǒng)一致性控制參數(shù)數(shù)據(jù)庫，并確定關(guān)鍵參數(shù)的權(quán)重等級。應(yīng)用數(shù)據(jù)庫制作下偏差樣件進(jìn)行排放試驗測試，驗證數(shù)據(jù)庫中參數(shù)控制對排放性能一致性的影響。

1 系統(tǒng)建模及一致性數(shù)據(jù)庫構(gòu)建

GT-POWER軟件主要應(yīng)用于發(fā)動機燃燒過程，換氣過程和排放分析等領(lǐng)域。研究基于GT-POWER發(fā)動仿真分析的尾氣后處理模塊，通過控制尾氣后處理系統(tǒng)各部件參數(shù)，模擬發(fā)動機尾氣處理過程，并輸出相關(guān)對比數(shù)據(jù)。GT-POWER建模仿真示意圖如圖1所示。仿真過程主要分為結(jié)構(gòu)建模、化學(xué)反應(yīng)建模和邊界條件設(shè)置。結(jié)構(gòu)建模主要功能是：建立后處理系統(tǒng)的外形尺寸，包括發(fā)動機尾氣流通管道的形狀尺寸，后處理載體材料、壁厚和目數(shù)等參數(shù)；化學(xué)反應(yīng)建模主要功能是：建立尾氣在后處理系統(tǒng)中轉(zhuǎn)化的化學(xué)反應(yīng)模型，涂層類型和活性等參數(shù)；邊界條件設(shè)置是確定后處理系統(tǒng)運行過程中氣體流量、溫度、壓力、組成成分和比例等參數(shù)。

圖1 GT-POWER建模仿真示意圖

1.1 DOC系統(tǒng)建模

1.1.1 模型假設(shè)條件

根據(jù)已知的DOC參數(shù)和化學(xué)反應(yīng)動力模型，在GT-POWER上建模，為提高模型計算的精確性，降低制造誤差對模型造成的影響，對系統(tǒng)提出以下假設(shè)：

(1)模型中所有參與化學(xué)反應(yīng)的氣體視為理想氣體，符合理想氣體的特性，各狀態(tài)參數(shù)僅是溫度T的函數(shù)；

(2)模擬廢氣流動為穩(wěn)態(tài)流動；

(3)所有排氣管道，封裝等零部件均視為剛體，管道密封性良好；

(4)系統(tǒng)所處環(huán)境為恒溫恒壓，25 ℃，101.3 kPa，系統(tǒng)初始溫度與外界環(huán)境保持一致。

1.1.2 化學(xué)反應(yīng)模型

柴油機尾氣排放的主要污染物是一氧化碳CO、碳?xì)浠衔颒C和氮氧化物NOx，廢氣中實際HC是復(fù)雜的。實際建模時對系統(tǒng)中的HC做出某些假設(shè)，使用30%～50%快速HC(C3H6丙烯)和50%～70%慢速HC(C13.5H23.6)用于柴油，以摩爾為單位[7]。DOC模型中主要進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)為CO、HC和NO的氧化反應(yīng)記憶NO2的分解，具體如下：

2CO+O2→2CO2

(1)

2C3H6+9O2→6CO2+6H2O

(2)

C13.5H23.6+19.4O2→13.5CO2+11.8H2O

(3)

2NO+O2=2NO2

(4)

DOC的關(guān)鍵參數(shù)見表1所示，材料為堇青石。

表1 DOC參數(shù)

1.1.3 DOC一致性參數(shù)數(shù)據(jù)庫及仿真結(jié)果對比

DOC的主要作用是：處理柴油機尾氣污染物HC、CO，將其轉(zhuǎn)化成CO2和水；氧化NO，為DPF的被動再生提供NO2；氧化燃油，為DPF的主動再生提供高溫[8]。經(jīng)過分析確定典型的關(guān)鍵參數(shù)及控制值如表2所示。

表2 DOC關(guān)鍵參數(shù)

基于GT-POWER建立DOC一維模型對CO、HC的起燃溫度進(jìn)行模擬，調(diào)整表2中關(guān)鍵參數(shù)數(shù)據(jù)，選取下極限偏差值(載體壁厚取上極限偏差值)與正常值進(jìn)行數(shù)值仿真對比，仿真結(jié)果如圖2至圖6所示，結(jié)果顯示：(1)DOC直徑和長度取下極限偏差值時起燃溫度與正常相比基本無變化；(2)載體壁厚、目數(shù)和貴金屬含量降低10%時，起燃溫度明顯上升，CO和HC的起燃溫度均升高2 ℃左右。因此確定影響貴金屬含量的參數(shù)，載體壁厚和目數(shù)的重要度等級為A，其余參數(shù)重要度等級為B，如表2中重要度等級劃分。

圖2 DOC直徑減小2 mm仿真結(jié)果對比

圖3 DOC長度減小1 mm仿真結(jié)果對比

圖4 DOC貴金屬含量降低10%仿真結(jié)果對比

圖5 DOC目數(shù)降低10%仿真結(jié)果對比

圖6 DOC壁厚升高10%仿真結(jié)果對比

1.2 DPF系統(tǒng)建模

1.2.1 模型假設(shè)條件

根據(jù)已知DPF參數(shù)和物理捕集和化學(xué)反應(yīng)動力模型，在GT-POWER上建模，為了提高模型計算的精確性，降低制造誤差對模型造成的影響，對DPF系統(tǒng)提出與DOC系統(tǒng)相同的假設(shè)條件。

1.2.2 DPF壓降模型

DPF壓力損失分為七個部分，如圖7所示。新鮮干凈的DPF壓力損失主要集中在氣流穿過孔道壁面的壓力損失ΔP5；當(dāng)開始捕集碳煙顆粒，壓力損失主要集中在捕集的碳煙層造成的壓力損失ΔP3。

圖7 DPF壓力損失

ΔP1=孔道的開孔造成的氣流收縮的壓力損失

ΔP2=進(jìn)口孔道氣流與壁面摩擦的壓力損失

ΔP3=碳煙層造成的壓力損失

ΔP4=灰分層造成的壓力損失

ΔP5=氣流穿過孔道壁面的壓力損失

ΔP6=出口孔道氣流與壁面摩擦的壓力損失

ΔP7=氣流擴散的壓力損失

DPF載體的關(guān)鍵參數(shù)見表3所示，材料為堇青石。

表3 DPF載體關(guān)鍵參數(shù)

1.2.3 DPF關(guān)鍵參數(shù)數(shù)據(jù)庫及仿真結(jié)果對比分析

DPF組件的主要作用是收集碳煙顆粒，達(dá)到一定閾值后將其燃燒，完成DPF的再生。DPF載體主要作用是捕集碳煙顆粒，承載DPF涂層及漿料，增大提供化學(xué)反應(yīng)接觸面積；DPF涂層的主要作用是提高被動再生效率，降低主動再生的二次CO排放，增大反應(yīng)接觸面積，提高反應(yīng)速率[9]。其中DPF載體為主要作用部件，直接影響最終PM和PN排放，因此DPF涂層關(guān)鍵參數(shù)的重要度等級均為B，DPF仿真模擬主要針對DPF載體的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行分析。經(jīng)過系統(tǒng)分析確定典型的關(guān)鍵參數(shù)及控制值如表4所示。

表4 DPF關(guān)鍵參數(shù)

采用GT-POWER對DPF進(jìn)行建模仿真，引入碳煙噴射模塊，碳煙生成速度為0.004 231 5 g/s，模擬DPF累碳工況，對正常樣件進(jìn)行累碳仿真模擬，模擬數(shù)值與試驗數(shù)值對比如圖8所示。由圖8可知，模型壓降值與試驗值基本吻合，模型符合工程實際。

圖8 DPF壓降模擬值與試驗值對比

調(diào)整DPF載體關(guān)鍵參數(shù)數(shù)值，根據(jù)碳煙顆粒的過濾效率高低，對關(guān)鍵參數(shù)的重要度權(quán)重劃分等級，具體結(jié)果如圖9所示。

圖9 DPF過濾效率對比

由圖9可知：(1)降低孔隙率至36%并增大平均孔徑至16 μm，均會降低初始累碳的過濾效率，分別為3%和17%；(2)降低載體直徑2 mm，降低載體長度1 mm并增加載體目數(shù)10%，初始階段過濾效率均降低1%以內(nèi)。因此，孔隙率和平均孔徑的重要度權(quán)重等級為A，直徑、長度和目數(shù)的重要度權(quán)重等級為B，如表4所示。所有模擬對照組后期隨累碳量增加，碳煙層成為主要過濾介質(zhì)，過濾效率均達(dá)到99%以上。

1.3 SCR系統(tǒng)建模

1.3.1 模型假設(shè)條件

根據(jù)已知的SCR參數(shù)和化學(xué)反應(yīng)動力模型，在GT-POWER上建模，為了提高模型計算的精確性，降低制造誤差對模型造成的影響，符合與DOC相同假設(shè)條件的基礎(chǔ)上對SCR系統(tǒng)提出附加假設(shè)條件：(1)假設(shè)尿素完全霧化，與尾氣混合均勻；(2)仿真模擬抽取載體一部分截面進(jìn)行，模擬空速與實際空速保持一致，具體見表5所示。

表5 實際空速與模擬排氣流量

1.3.2 化學(xué)反應(yīng)模型

SCR的整體反應(yīng)機制包括非均相和均相反應(yīng)。實驗測試和仿真模擬采用的CHA銅基分子篩SCR。GT-POWER中SCR反應(yīng)機制的創(chuàng)建非常靈活，因此可以輕松更改、添加或刪除反應(yīng)。典型的分子篩SCR的化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)主要包括快速SCR反應(yīng)和標(biāo)準(zhǔn)SCR反應(yīng)等，具體如下：

Z+NH3→ZNH3

(5)

(氨吸附反應(yīng)，Z代表分子篩活性位點)

ZNH3→Z+NH3

(6)

(氨釋放反應(yīng))

4ZNH3+3O2→2N2+6H2O+4Z

(7)

(NH3氧化反應(yīng)[10])

4ZNH3+4NO+O2→4N2+6H2O+4Z

(8)

(標(biāo)準(zhǔn)SCR反應(yīng)[11])

2NO+O2=2NO2

(9)

(NO氧化可逆反應(yīng))

2ZNH3+NO+NO2→2N2+3H2O+2Z

(10)

(快速SCR反應(yīng))

8ZNH3+6NO2→7N2+12H2O+8Z

(11)

(慢速SCR反應(yīng))

SCR載體的關(guān)鍵參數(shù)見表6所示，材料為堇青石。

表6 SCR關(guān)鍵參數(shù)

1.3.3 SCR關(guān)鍵參數(shù)數(shù)據(jù)庫及仿真結(jié)果對比分析

SCR系統(tǒng)包括SCR載體、SCR涂層、SCR封裝和尿素噴射系統(tǒng)。SCR載體主要作用是承載SCR涂層及漿料，增大提供化學(xué)反應(yīng)接觸面積；SCR涂層主要作用是還原NO和NO2，將NOx轉(zhuǎn)化成N2[12]。

尿素噴射系統(tǒng)組件主要包括尿素泵、尿素噴嘴和尿素管。主要作用是提供精準(zhǔn)、定量的尿素水溶液，保證尿素水溶液的噴射的霧化效果，提高SCR系統(tǒng)NOx的轉(zhuǎn)化效率。其中尿素泵工作壓力對噴射霧化效果影響顯著，對NOx轉(zhuǎn)化效率起至關(guān)重要的作用。而尿素噴嘴和尿素管對提高NOx轉(zhuǎn)化效率不顯著[13]。因此，經(jīng)過分析確定典型的關(guān)鍵參數(shù)及控制值如下表7所示。

表7 SCR關(guān)鍵參數(shù)

采用GT-POWER對SCR進(jìn)行建模仿真，模擬SCR反應(yīng)過程，對正常樣件進(jìn)行NOx還原仿真模擬。模擬數(shù)值與試驗數(shù)值對比如圖10所示。模型NOx轉(zhuǎn)化效率與試驗值基本吻合，誤差在5%以內(nèi)，模型符合工程實際。

圖10 正常樣件試驗與模擬仿真NOx轉(zhuǎn)化效率對比圖

調(diào)整關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行模擬仿真，氨氮比設(shè)置為1.0，進(jìn)行正常樣件和極限偏差樣件進(jìn)行對比，具體結(jié)果見圖11。

圖11 模擬仿真NOx轉(zhuǎn)化效率對比圖

由圖11可知：(1)降低涂層上載量10%僅對低溫180 ℃的NOx轉(zhuǎn)化效率造成明顯影響，降低約3%，原因在于低溫區(qū)域催化劑的活性影響轉(zhuǎn)化效率[14]；(2)在極限范圍內(nèi)調(diào)整其余參數(shù)對NOx轉(zhuǎn)化效率基本無影響。因此確定涂層上載量重要度權(quán)重為A，其余參數(shù)重要度權(quán)重為B，如表7所示。

1.4 小 結(jié)

根據(jù)GT-POWER模擬仿真結(jié)果，建立后處理系統(tǒng)一致性參數(shù)控制數(shù)據(jù)庫，基于當(dāng)前工藝控制水平確定關(guān)鍵參數(shù)控制值，依據(jù)模擬仿真結(jié)果確定關(guān)鍵參數(shù)重要度等級。重要度等級為A的主要參數(shù)如下：DOC載體目數(shù)、壁厚、貴金屬含量、DPF載體孔隙率、平均孔徑和SCR涂層上載量。采用專用儀器可以對以上參數(shù)進(jìn)行生產(chǎn)前一致性的快速檢測。

2 試驗布置

2.1 試驗樣件參數(shù)

根據(jù)后處理一致性控制參數(shù)數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵參數(shù)設(shè)定的控制值，按照下偏差制作樣件。為了降低多參數(shù)對試驗結(jié)果的干擾性，選取DOC、DPF和SCR中載體和涂層的關(guān)鍵參數(shù)為控制指標(biāo)(詳見表2、表4和表7)。對照組樣件為正常樣件，關(guān)鍵參數(shù)數(shù)值控制為基準(zhǔn)值。

2.2 試驗工況

排放測試循環(huán)選取重型柴油機國VI排放法規(guī)中的WHTC瞬態(tài)循環(huán)，WHTC循環(huán)偏重于低轉(zhuǎn)速、低負(fù)荷區(qū)域，循環(huán)排氣溫度偏低對排放控制要求更具挑戰(zhàn)性[15]。WHTC循環(huán)的另一個顯著的特點是分為冷態(tài)WHTC循環(huán)和熱態(tài)WHTC循環(huán)，整個WHTC循環(huán)的污染物排放結(jié)果通過對冷態(tài)WHTC和熱態(tài)WHTC排放結(jié)果加權(quán)計算得到[16]。重型國VI排放法規(guī)中的穩(wěn)態(tài)測試循環(huán)為WHSC循環(huán)，相比于WHTC瞬態(tài)循環(huán)，WHSC穩(wěn)態(tài)循環(huán)的排放達(dá)標(biāo)難度更低。因此試驗工況選取重型國VI排放法規(guī)中的WHTC瞬態(tài)循環(huán)。試驗分為A和B兩組：

(1)A組驗證極限下偏差樣件的排放耐久結(jié)果，對極限下偏差樣件進(jìn)行排放耐久試驗。排放耐久試驗循環(huán)為WHTC瞬態(tài)循環(huán)，試驗總計時間為1 000 h，并分別在0 h，320 h，800 h和1 000 h進(jìn)行WHTC瞬態(tài)循環(huán)排放測試。

(2)B組驗證極限下偏差樣件的NOx轉(zhuǎn)化效率的下降程度。分別對正常樣件和極限下偏差樣件進(jìn)行NOx轉(zhuǎn)化效率單體試驗。每個樣件進(jìn)行6組測試，每組劃分依據(jù)為SCR前排溫，具體分組測試溫度見表8所示。

表8 SCR單體試驗分組

2.3 試驗臺架

試驗基于2.0 L柴油機及附屬排氣后處理系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)測試(發(fā)動機具體參數(shù)見表9)，排氣后處理系統(tǒng)配置為DOC+DPF+SCR+ASC，后處理主要參數(shù)見表10。試驗用油為國Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)柴油，試驗用尿素溶液為32.5%的車用尿素溶液，試驗臺架布置如圖12所示。

表9 臺架發(fā)動機參數(shù)

表10 后處理主要參數(shù)

圖12 試驗臺架圖

3 試驗結(jié)果分析及數(shù)據(jù)庫驗證

3.1 正常樣件與極限下偏差樣件排放結(jié)果對比

極限下偏差樣件和正常樣件1 000 h的WHTC瞬態(tài)循環(huán)試驗結(jié)果對比見圖13。由圖13可知，極限下偏差樣件主要污染物CO排放升高約30%，NOx排放升高約19%；THC排放由于含量極低，附加檢測誤差，不具有對比性。模擬仿真結(jié)果顯示：極限下偏差樣件CO和THC的起燃溫度下降，NOx轉(zhuǎn)化效率下降。試驗結(jié)果與模擬仿真趨勢一致。

圖13 1 000 h的WHTC瞬態(tài)循環(huán)排放測試結(jié)果對比

極限下偏差樣件CO和NOx排放均高于正常樣件，這是由于極限下偏差樣件采用的載體尺寸和涂層參數(shù)均低于正常樣件，故排放污染物的轉(zhuǎn)化效率下降，排放結(jié)果升高。極限下偏差樣件排放試驗結(jié)果均滿足國VI排放法規(guī)要求，CO排放裕度為90.5%，THC排放裕度為93.75%，NOx排放裕度為21.74%?？紤]到發(fā)動機原排一致性和客戶使用工況的復(fù)雜性，后處理在極限下偏差樣件仍保留較高裕度，對于整機通過排放一致性檢測較為有利。

3.2 NOx轉(zhuǎn)化效率單體試驗和模擬仿真對比

NOx轉(zhuǎn)化效率單體試驗和仿真模擬結(jié)果如圖14所示。由圖14可知，正常樣件和極限下偏差樣件的試驗結(jié)果與模擬結(jié)果基本吻合。極限下偏差樣件NOx轉(zhuǎn)化效率在180 ℃下降約20.71%；而在200 ℃～580 ℃之間，二者的NOx轉(zhuǎn)化效率差異性較小。試驗結(jié)果進(jìn)一步驗證了SCR涂層關(guān)鍵參數(shù)數(shù)值仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性：SCR涂層關(guān)鍵參數(shù)僅對低溫180 ℃以下NOx轉(zhuǎn)化效率有明顯影響。

圖14 SCR單體試驗和模擬仿真NOx轉(zhuǎn)化效率

3.3 一致性參數(shù)數(shù)據(jù)庫驗證

根據(jù)模擬仿真和試驗結(jié)果分析可知，基于一致性參數(shù)數(shù)據(jù)庫的極限下偏差樣件，WHTC瞬態(tài)循環(huán)排放結(jié)果滿足重型柴油機國Ⅵ排放法規(guī)要求，且具有較大裕度；排放試驗測試結(jié)果與模擬仿真結(jié)果基本吻合。以上結(jié)果驗證了基于GT-POWER發(fā)動機模擬仿真結(jié)果建立的后處理一致性控制參數(shù)數(shù)據(jù)庫的可行性和實用性。

在后處理生產(chǎn)準(zhǔn)備中，零件質(zhì)檢環(huán)節(jié)會對每個零件尺寸和參數(shù)進(jìn)行檢測，這是生產(chǎn)準(zhǔn)備快速檢測的基礎(chǔ)?；谝恢滦钥刂茀?shù)數(shù)據(jù)庫的快速檢測方法的核心思想是將已經(jīng)測量的零部件權(quán)重等級為A的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，待產(chǎn)品運送到生產(chǎn)線準(zhǔn)備裝配，根據(jù)關(guān)鍵參數(shù)的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，簡化檢測流程，降低產(chǎn)品質(zhì)量的不確定性，從而達(dá)到節(jié)約成本并確保后處理產(chǎn)品質(zhì)量的目的。其主要管理流程如下：

步驟一：零部件企業(yè)生產(chǎn)過程中嚴(yán)格管控權(quán)重等級為A的參數(shù)偏差，保證滿足一致性參數(shù)數(shù)據(jù)庫指標(biāo)值，其余參數(shù)滿足產(chǎn)品基本質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并在管理系統(tǒng)中記錄相關(guān)數(shù)據(jù)；

步驟二：車輛生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)零部件提供的數(shù)據(jù)，對權(quán)重等級為A的參數(shù)進(jìn)行抽樣質(zhì)檢，從而減少檢測項目，簡化檢測流程；

步驟三：根據(jù)檢測結(jié)果，確定該批樣件是否符合后處理系統(tǒng)零件一致性要求。

3.4 小 結(jié)

根據(jù)試驗結(jié)果可知，參照后處理系統(tǒng)一致性控制參數(shù)數(shù)據(jù)庫的指標(biāo)值，后處理零件在生產(chǎn)和檢測環(huán)節(jié)中嚴(yán)格控制關(guān)鍵參數(shù)數(shù)值，能夠保證在發(fā)動機和其他零部件一致性控制良好的前提下，整機排放通過國VI排放法規(guī)一致性要求。

4 結(jié)論與展望

4.1 結(jié) 論

針對后處理系統(tǒng)一致性控制數(shù)據(jù)庫試驗驗證，本研究主要創(chuàng)新工作如下：

(1)在研究后處理系統(tǒng)工作原理和關(guān)鍵因素影響的基礎(chǔ)上，構(gòu)建后處理系統(tǒng)的仿真模型，基于GT-POWER仿真模擬結(jié)果，定量化描述各關(guān)鍵參數(shù)的影響權(quán)重，從而揭示后處理系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)與排放性能之間的關(guān)系。

(2)提出一種快速檢測和后處理質(zhì)量控制方法，確定后處理系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)的指標(biāo)值和權(quán)重等級。篩選出生產(chǎn)準(zhǔn)備檢測中權(quán)重等級為A的參數(shù)，簡化檢測流程，建立了后處理系統(tǒng)關(guān)鍵零部件的一致性參數(shù)數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫指標(biāo)點權(quán)重等級準(zhǔn)確合理，可用于生產(chǎn)前一致性快速檢測，保證排放滿足重型柴油機國VI排放法規(guī)一致性要求。

(3)以某2.0L國Ⅵ發(fā)動機后處理系統(tǒng)為例，驗證了基于GT-POWER數(shù)值仿真模擬的后處理系統(tǒng)一致性參數(shù)數(shù)據(jù)庫的可行性和實用性，為提高快速檢測的效率和后處理系統(tǒng)零件的一致性提供理論和技術(shù)支撐。

4.2 展 望

(1)柴油機后處理系統(tǒng)一致性試驗優(yōu)化。本文對后處理系統(tǒng)一致性進(jìn)行了試驗驗證，由于試驗樣件為特殊定制，制作周期較長，價格高昂，單次試驗周期2.5個月左右，故前期研究僅測試了1套樣件；為進(jìn)一步對后處理系統(tǒng)一致性進(jìn)行研究，擬增加試驗樣件數(shù)量，豐富和完善數(shù)據(jù)支持。

(2)柴油機后處理系統(tǒng)極限性能測試。柴油機后處理系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)是影響排放性能的主要因素之一。擬基于柴油機整機及其附屬零部件一致性良好的前提下，進(jìn)行后處理系統(tǒng)單體極限性能測試；綜合考慮后處理樣件的劣化系數(shù)、裕度等因素，研究滿足國家排放法規(guī)要求的后處理系統(tǒng)成本最優(yōu)的指標(biāo)參數(shù)，優(yōu)化和完善柴油機后處理系統(tǒng)一致性控制參數(shù)數(shù)據(jù)庫。