用于柴油機控制的半物理均值NOx模型

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用于柴油機控制的半物理均值NOx模型

提出了一個半物理的燃燒模型，用來預(yù)測柴油機的NOx排放。該模型可以用于在線估計NOx的排放，并且能夠用于基于模型的發(fā)動機控制。該模型是通過一個零維熱動力學(xué)模型推導(dǎo)出來的，其已經(jīng)被進行了大量的簡化，只保留了促進NOx形成的主要目標(biāo)。曲軸轉(zhuǎn)角與燃氣溫度的相對關(guān)系對于NOx的形成率有著很大的影響，這被描述成一個半物理模型，其核心變量是最高燃氣溫度。該核心變量與燃燒后期NOx的摩爾百分比有著較高的相關(guān)性，并且能夠用燃燒開始的時間點和輸入的燃氣比例函數(shù)來表達。最高燃氣溫度子模型將會和平均NOx形成動力模型相互耦合，形成計算NOx的均值模型，該模型通過記錄數(shù)據(jù)集來進行驗證，數(shù)據(jù)采集在兩個柴油機上進行，運行工況既可在穩(wěn)態(tài)也可在瞬態(tài)條件下。將仿真結(jié)果與試驗結(jié)果進行了對比，顯示出比較好的一致性，因此能夠準(zhǔn)確依據(jù)發(fā)動機的工作條件來對NOx的排放量進行預(yù)測。

由于對模型進行了大量的簡化，因此減少了很多狀態(tài)變量和輸入變量的需求，降低了模型的復(fù)雜程度，使得其對傳感器的依賴性較小，能夠節(jié)省系統(tǒng)的成本。同時，由于該半物理模型有著較高的運算速度，因此可以用于發(fā)動機的實時控制，以減少污染物的排放。

刊名：Control Engineering Practice（英）

刊期：2015年第2期

作者：C.Quérel et al

編譯：王也