柴油機(jī)選擇性催化還原后處理系統(tǒng)的熱管理策略

雖然目前在歐洲柴油車(chē)市場(chǎng)上，尾氣微粒濾清器（DPF）已經(jīng)是一種乘用車(chē)標(biāo)準(zhǔn)配置，并且有效地降低了柴油車(chē)的碳煙排放，但是，對(duì)于NOx排放的限制一直沒(méi)有找到一種有效的處理途徑。目前來(lái)看，為了滿足歐5標(biāo)準(zhǔn)對(duì)尾氣污染物排放的限制，在尾氣系統(tǒng)中應(yīng)用選擇性催化還原（SCR）后處理系統(tǒng)能夠大幅度降低NOx的排放。

探討了在柴油機(jī)冷起動(dòng)以及預(yù)熱的過(guò)程中，SCR對(duì)降低尾氣中有害氣體排放所起到的作用。因?yàn)樵谶@種條件下，排氣溫度較低，無(wú)法達(dá)到傳統(tǒng)后處理系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)所需的熱條件，導(dǎo)致有害氣體的轉(zhuǎn)化效率較低，NOx的排放無(wú)法降低。尤其對(duì)小型車(chē)，由于其發(fā)動(dòng)機(jī)排量較小，因此排放系統(tǒng)溫度相對(duì)更低，這種現(xiàn)象更加明顯。

基于上述問(wèn)題，研究并確定了一種優(yōu)化的尾氣系統(tǒng)加熱策略，能夠?qū)崿F(xiàn)SCR快速催化反應(yīng)。主要的優(yōu)化目標(biāo)是在限制燃油消耗的基礎(chǔ)上，提高尾氣排放中有害氣體轉(zhuǎn)化的全局效率，使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)滿足歐5排放標(biāo)準(zhǔn)。

經(jīng)初步分析，研究主要集中在調(diào)整燃燒過(guò)程的控制參數(shù)上，而不是利用推遲燃料噴射、燃燒等來(lái)減少燃油消耗。通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)，分析了每個(gè)相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制參數(shù)對(duì)排氣系統(tǒng)溫度和燃油消耗率的影響，在初步識(shí)別之后，在實(shí)車(chē)上通過(guò)運(yùn)行NEDC等標(biāo)準(zhǔn)工況驗(yàn)證了不同的標(biāo)定策略，并將最相關(guān)的對(duì)比結(jié)果進(jìn)行了論證。結(jié)果表明，通過(guò)在不同的溫度范圍內(nèi)設(shè)定不同的控制參數(shù)，能夠有效地提高SCR系統(tǒng)的工作效率，在不提高燃油消耗率的前提下，減少柴油機(jī)NOx等有害氣體的排放。

NicoloCavinaet al.SAE 2013-24-0153.

編譯：范狄