SCR排气流量模型应用研究

针对重型柴油机选择性催化还原(SCR)控制系统,基于质量和能量守恒,推导出SCR策略中的排气流量数学表达公式,并应用开发软件D2P MotoHawk建立排气流量模型,通过发动机稳态工况和瞬态工况试验对比排气流量模型计算结果、脉谱控制插值结果与实际排气流量结果。结果表明,稳态过程中排气流量模型计算值与发动机台架测量值最大误差为5%,而脉谱控制模式脉谱插值的排气流量与发动机台架排气流量计测量值最大误差为10%;1 000r/min瞬态加载过程中排气流量计算模型的精度更高,与实际排气流量相比误差在8%以内,而脉谱插值的误差高达18%,WHTC排放循环在满足排放法规的前提下,应用模型控制氨泄漏大幅度降低(50%),平均值仅为8×10-6,尿素喷射总量也降低了2%。

柴油机选择性催化还原技术研究进展

柴油车是大气中氮氧化物(NO_(x))的重要来源。选择性催化还原(SCR)系统是降低柴油机NO_(x)排放的主要后处理装置。我国柴油车(达到国VI法规)较多采用高效SCR技术路线,该技术路线需要SCR的NO_(x)转化效率达到95%左右。要实现全工况的低NO_(x)排放,需要开发宽域高活性高耐久性催化剂,保证SCR在宽温度窗口具有较高的NO_(x)转化效率,同时改善催化剂水热老化、硫中毒等问题。新法规对冷启动阶段NO_(x)排放的限值要求更加严格,紧耦合SCR和选择性催化还原捕集技术能够在发动机排气温度较低的工况下使SCR内的排气快速到达尿素起喷温度,有利于降低冷启动阶段的NO_(x)排放。SCR系统喷射控制策略优化是保证NO_(x)高转化效率且避免NH 3泄漏的关键因素,SCR控制策略开发要考虑硬件测量的不确定性,后处理系统构型复杂度的提高给SCR系统控制策略的开发提出了新的挑战。新型SCR还原剂如固态铵和还原性气体(碳氢、氢气和CO)能显著改善尿素作为还原剂载体的弊端,但是现阶段还无法实现大规模应用。

在用柴油车排放治理改造方案设计及试验验证

2018年国务院印发《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,对柴油车NOx排放提出了严格的要求。对于国Ⅲ或国Ⅳ在用柴油车,其道路NOx排放往往显著高于目前已实施的国V标准,排放改造工作迫在眉睫。基于SCR技术的在用柴油车排放治理改造方案可实现此工程需求,在柴油机后处理系统中安装节流元件和NOx传感器等,实时测量柴油机排放的NOx质量流量,再依据合理的SCR控制策略向排气管内喷射添蓝,以达到NOx减排目标,此外添蓝控制器中还包含远程监控模块,可对整车NOx排放进行在线监测。通过柴油车道路试验,并分析在线监控数据,验证该改造方案可使在用柴油车NOx排放满足国V标准。