基于SCR效率诊断防抖方法的鲁棒性控制研究

基于车载诊断(on-board diagnostics,OBD)系统鲁棒性的概念和试验方法,研究平均值防抖、驾驶循环次数防抖、m/n防抖、事件上升/下降计数防抖、事件连续计数防抖等处理方法对OBD系统鲁棒性风险影响。研究发现:随着平均次数的增加,平均值防抖处理的可接受的最差性能(worst performances acceptable,WPA)有效件4σ限值逐渐升高并趋于稳定,不可接受的最好性能(best performances unacceptable,BPU)有效件2σ限值降低并趋于稳定;随循环次数的增加,驾驶循环次数防抖处理可降低WPA件的Ⅰ型风险,但BPU件的Ⅱ型风险呈线性小幅增加;随着m的增加,m/n防抖处理方法WPA件的Ⅰ型风险逐步降低并趋于稳定,但BPU件的Ⅱ型风险由逐步升高变为陡增;针对不限定诊断事件次数的策略,使用事件上升/下降计数防抖处理或事件连续计数防抖处理均能控制WPA件的Ⅰ型风险,随着诊断事件次数增加趋于稳定。不同的防抖处理方法对WPA件的Ⅰ型风险和BPU件的Ⅱ型风险影响不同,应根据诊断策略和产品问题选择合适的防抖处理方法,提高OBD系统鲁棒性。

基于MIL的SCR效率诊断方法

针对国四排放标准实施后市场反馈的误报NO_(x)排放超标问题,为保证选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)满足车载自动诊断系统的要求,基于模型在环(model in the loop,MIL)离线仿真提出精确计算设定转换效率和转换效率限值的新方法。经MIL离线仿真和台架试验验证,新方法可以有效解决SCR效率诊断问题,为解决SCR转换效率误报问题提供了一种新思路。

控制排放中NO2体积分数提高SCR效率的研究

为适应排放法规要求,根据选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)的反应机理,通过在特定工况下调节SCR上游NOx排放中NO2的体积分数,抑制慢反应,保证SCR内部的快反应顺利进行,提高SCR的反应速率。利用氧化催化器(diesel oxidation catalyst,DOC)的氧化作用及比例、积分、微分(proportion,integral,differential,PID)闭环控制,通过调节DOC的旁通电磁阀使SCR上游NO2体积分数达到设定值,实现提高SCR整体效率的目的。试验验证表明,该方法在特定工况下能够有效提高SCR的转换效率。

柴油车调头工况SCR转化效率低故障试验研究

本文首先对SCR效率转化低故障发生进行描述;其次分析导致SCR转化效率低故障发生机理,依次对SCR催化器、SCR平均温度、尿素喷射量、调头后加速强度、调头时滑行时间等影响SCR转化效率的因素进行试验分析;然后对改进控制策略进行试验分析。试验结果表明,改进后策略能有效解决调头工况时SCR转化效率低故障发生情况。

存储及加注方式等因素对车用尿素水溶液及SCR系统转化效率的影响研究

针对样品A和样品B两种车用尿素水溶液,在不同储存温度、不同加注方式条件下,对带有SCR系统的发动机进行ESC排气污染物测试,测试SCR系统NO_x转化效率的变化。经验证,SCR对于NO_x排放控制效果明显,转化效率可达到80%,,采用SCR技术是柴油车国Ⅴ排放法规达标的主流技术路线。尿素水溶液在不同温度下保存会发生水解,温度越高水解速度越快,但最终会达到某一平衡值;在1个月内,30,℃和20,℃的不同存储温度对SCR转化效率影响不明显。在保质期内,30,℃和20,℃下存储30,d对于车用尿素理化特性和NO_x转化效率影响都很小,使用专用加注设备对NO_x转化效率的结果影响极小。

SCR转化效率监控影响因素分析

为提高选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)转化效率监控的准确性,对NOx原排随环境条件变化、氨泄漏、氮氧传感器安装位置等影响SCR转化效率的因素进行分析和试验验证。结果表明:提高中冷后温度或者降低空气湿度,NOx原排增加,下游氮氧测量值增加,计算的SCR转化效率偏低;泄漏的氨会被氮氧传感器识别为NOx,而且排温迅速提升时,氨泄漏量特别大,下游氮氧测量值增加,计算的SCR转化效率偏低;氮氧传感器安装位置直接影响下游氮氧的测量准确性。

锅炉低负荷下SCR入口烟温提升方案对比研究

为了解决燃煤电站锅炉在中低负荷时,由于SCR入口烟温低于SCR催化剂最佳反应温度范围而导致SCR效率低以及氨逃逸率增加而引起空气预热器的堵灰等问题,以广东某电厂600MW机组锅炉为研究对象,在50%THA、60%THA和70%THA工况下通过热力计算对比分析了4种不同的烟温提升方案,结果表明:给水旁路和省煤器出口水旁路再循环方案调节能力不足,不具备可行性;当所需SCR入口烟温调节幅度在0℃～40℃范围内,省煤器烟气旁路方案有较好的调节能力,但排烟温度会升高,需耦合使用低温省煤器改造等手段消除排烟温度升高带来锅炉效率下降的影响;而省煤器分级改造虽受预留空间及改造费用的影响,但具有明显的烟温调节能力,当移除面积小于原省煤器的50%时,SCR脱硝系统其进口烟温调节幅度在0℃～40℃范围内,又能满足在高负荷下正常运行,且不至于使排烟温度升高,对锅炉运行的经济性不会产生影响。

柴油机WHTC冷起动过程SCR温度热管理技术研究

研究了低速低负荷工况下可变几何截面增压器(variable geometry turbocharger,VGT)开度、进气门晚关机构(retard intake valve closing auction,RIVCA)和后喷技术对提升选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)后处理器温度的作用,并从温度提升幅度、发动机油耗率和排放等方面对各技术进行了分析比较。试验结果表明,采用后喷技术、增大VGT开度和利用进气门晚关可以有效提高SCR后处理器温度。但相比于后喷技术,增大VGT开度和运用进气门晚关技术造成的油耗损失较小。试验对后喷策略和VGT-RIVCA策略进行了全球统一瞬态试验循环(world harmonized transient cycle,WHTC)冷起动对比试验。试验结果显示,在使SCR后处理器的起燃时间缩减至循环第600s附近时,后喷策略造成的油耗损失为3.5%,而VGT-RIVCA策略造成的油耗损失仅为1.1%。在验证了VGT控制策略的优越性后,通过设定不同VGT开度的对比试验,最终得到了一套优化的VGT-RIVCA控制策略,运用该策略可以使SCR后处理器的起燃时间由1 300s缩减至540s,NOx排放量由1.78g/(kW·h)降低至0.929g/(kW·h),同时发动机油耗仅有1.4%的恶化。

某柴油机WHTC循环试验研究

本文分析了WHTC循环的特点,探讨了冷、热态WHTC循环的排放标定策略,同时对某京五SCR柴油机进行了试验研究,验证了轨压、新鲜进气量等燃烧参数对SCR入口温度的影响,最终调整后的燃烧参数后WHTC循环平均温度达到238℃,同时对后处理进行了热管理,最终整个WHTC循环平均温度达到256℃,SCR后处理效率达到71%,该结果满足了京五阶段WHTC循环排放对SCR转化效率的要求。

轻型车扩展地区实际道路NOx排放研究

基于轻型国Ⅵ柴油车安装的后处理前、后氮氧传感器进行实际道路排放RDE(real driving emission)测试和估算。测试地区分别为环境温度40℃以上的吐鲁番高温地区、海拔2800 m的格尔木高原地区和环境温度-25℃的海拉尔高寒地区。测试结果表明:在不同环境温度和压力下,由于采用整车热管理策略,确保了选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)系统内部温度处于NOx转化高效温度范围,在城市、城郊和高速工况下,NOx的转化效率均在85%以上;相比高温地区,高原地区车辆的NOx原排约提高3.23倍,高寒地区约提高1.81倍。现有轻型国Ⅵ车辆要满足2023年RDE法规的NOx排放限值,优化车辆原始NOx排放至关重要。

基于OBD监测的国六柴油机NO_(x)排放方法研究

为实现国六柴油机NO_(x)排放精准有效监测,依据柴油机国六排放标准对车载诊断系统(on board diagnostics,OBD)监测NO_(x)排放的要求,提出一种以选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)转化效率为基础的监测与标定方法,结合某柴油机进行标定并验证SCR劣化件的报错情况与正常件的误报错余量。验证结果表明:该方法能够实时准确计算SCR转化效率;并及时有效判定NO_(x)排放是否超OBD监测限值,符合国六标准对OBD监测NO_(x)排放的要求;使SCR正常件能够留出合理余量防止误判,使SCR劣化件能够有效甄别并及时触发监控器,实现有效监测的目标。