第9章發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定技術(shù)介紹

第9章發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定技術(shù)介紹第9章發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定技術(shù)介紹－－第9第9章發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定技術(shù)介紹上面兩個(gè)例子只是故障模擬中兩種情況，實(shí)際工作必須按照表9-2提到的內(nèi)容逐一進(jìn)行標(biāo)定。SCR9.7標(biāo)定介紹BOSCH的DNOx2.2系統(tǒng)在排氣系統(tǒng)的布置原理圖，如圖9-13所示。如圖9-14所示，DNOx2.2系統(tǒng)是如何計(jì)算出的需求尿素噴射量。首先，要估算原機(jī)的NOx流量，然后根據(jù)NOx轉(zhuǎn)化的必要條件，計(jì)算NH3的量。最后通過修正后乘5.425的系數(shù)，來定義尿素噴射量。根據(jù)尿素噴射量，明確噴射率，定義循環(huán)次數(shù)，DNOx2.2噴射頻率為1（HZ）。為某后處理器（POC+DOC）移除故障模擬的實(shí)驗(yàn)情況。實(shí)驗(yàn)過程中更換一個(gè)Km80000老化的后處理器和一個(gè)后處理器空殼分別進(jìn)行排放摸底。通過實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)后處理器徹底老化失效和徹底移除兩種情況下排放仍然在OBD限值以內(nèi)（PM），那么在這種情況下根據(jù)法規(guī)我們可以不對(duì)后處理器的失效進(jìn)行OBD監(jiān)測。為某EGR卡死情況故障模擬實(shí)驗(yàn)，通過軟件或EGR閥制造商提供的卡死在不同位置的EGR閥，對(duì)EGR閥卡死在不同開度（全開、關(guān)%20、關(guān)%25、關(guān)%35、全關(guān)）等等情況進(jìn)行排放測試，從測試結(jié)果來看，當(dāng)EGR閥開度小于%75情況下排放在OBD限值內(nèi)，大于75%的情況OBD必須報(bào)警。圖9-11后處理移除故障模擬實(shí)驗(yàn)圖EGR9-12卡死情況故障模擬實(shí)驗(yàn)第9第9章發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定技術(shù)介紹圖9-13DNOx2.2系統(tǒng)布置[5]圖9-14噴射量的計(jì)算[5]NOx單位要從[ppm]到[mg/mg]。這里，[mg/mg]表示NOx和廢氣的質(zhì)量比。廢氣的摩爾質(zhì)量是29，廢氣的質(zhì)量流量單位要由[m3/h]轉(zhuǎn)換為kg/h][。NOx到NH3的轉(zhuǎn)化系數(shù)。在這個(gè)功能中，從NOx[mg/s]到NH3[mg/s]的轉(zhuǎn)化計(jì)算。這里NH3流量可理解為理論上100%的NOx轉(zhuǎn)化為N2。eta的定義：eta表示NOx轉(zhuǎn)化率，eta定義對(duì)DNOx2.2標(biāo)定非常重要。概括為：NOx（下游）=NOx（上游）*(1-eta)與eta相關(guān)的有很多曲線和Map圖。滿足國IV排放法規(guī)，激活1或2Map就足夠了。即標(biāo)定Map包括：SCRFFC_etaNQntCurr_MAP，定義受控的eta值。SCRFFC_etaTempMsFlw_MAP，它用于控制NH3的最大泄漏量。從NH3到AdBlue的轉(zhuǎn)換系數(shù)。當(dāng)AdBlue噴進(jìn)廢氣中，發(fā)生水解反應(yīng)：（NH2）2CO+H20->2NH3+CO2?？紤]到反應(yīng)摩爾質(zhì)量比和尿素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)32.5%：系數(shù)=（1760/）/2/0.325=5.425。臺(tái)架標(biāo)定的目的通過設(shè)定合適的NOx轉(zhuǎn)化率（eta）來達(dá)到排放工程目標(biāo)，需要闡明下面要點(diǎn)：第9第9章發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定技術(shù)介紹（1）SCR催化劑對(duì)排放有兩方面的作用。一方面，它能降低大約10%的PM排放，但同時(shí)會(huì)引起背壓的上升。在發(fā)動(dòng)機(jī)原始排放的標(biāo)定過程中，要使用催化劑或相同的背壓；（2）DNOx2.2臺(tái)架標(biāo)定僅對(duì)NOx的降低。在DNOx2.2標(biāo)定開始前，發(fā)動(dòng)機(jī)HC，CO和PM排放要達(dá)到工程目標(biāo)。標(biāo)定過程可分為三個(gè)階段：發(fā)動(dòng)機(jī)原始排放的測試；ESC標(biāo)定；ETC標(biāo)定。上游NOx的濃度，廢氣流量是必測的，測試的值添在相應(yīng)的MAP圖中。通常DNOx2.2標(biāo)定，把國Ⅳ排放的ESC工程目標(biāo)定義為：NOx<3.15g/kW.h；尿素消耗<13.5g/kW.h。SCRFFC_etaNQntCurr_MAP標(biāo)定目標(biāo)是要通過ESC的國Ⅳ排放限值，X軸表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，Y軸表示燃油噴射量，如表9-3所示。表9-3SCRFFC_etaNQntCurr_MAP燃油系統(tǒng)標(biāo)定后，可測得NOx的原始排放。例如，NOx=9g/kW.h，與工程目標(biāo)NOx=3.15g/kW.h對(duì)比，總體的NOx轉(zhuǎn)化效率為：總體的轉(zhuǎn)化率=（9.0-3.15）/9.0=0.65。這表示，為了滿足工程目標(biāo)，發(fā)動(dòng)機(jī)NOx的轉(zhuǎn)化效率為65%。表9-4ESC工況點(diǎn)分析第一步：etaMAP初始化和催化劑效率的檢查考慮到催化器效率，SCRFFC_etaNQntCurr_MAP的全部值可以初設(shè)定為：初始eta設(shè)定為：65%+10%=75%。測試ESC循環(huán)一次或二次，來檢測每一個(gè)工況點(diǎn)的NOx排放和NOx轉(zhuǎn)化率，例如：NOx:2.93[g/kW.h]<3.15[g/kW.h],-0.22[g/kW.h];第9第9章發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定技術(shù)介紹尿素消耗率：13.8[g/kW.h]>13.5[g/kW.h],+0.3[g/kW.h]。對(duì)比目標(biāo)值，很顯然NOx排放已達(dá)到工程目標(biāo)，但尿素消耗率超過了目標(biāo)值。表9.4給出了NOx的排放值在每一個(gè)ESC工況點(diǎn)。說明：可以發(fā)現(xiàn)有好多工況點(diǎn)催化劑轉(zhuǎn)化效率不高，例如B100，它表示尿素轉(zhuǎn)化效率不高。第二步：etaMAP的優(yōu)化根據(jù)第一步的測試結(jié)果，每一工況點(diǎn)的eta應(yīng)重新優(yōu)化。例如：較高的eta可以設(shè)定在A100，B50，B75，A50，A75，C75，C50，eta=0.8；在工況點(diǎn)A25，B25，C25，eta=0.75，維持不變；在工況點(diǎn)B100，C100，eta值降低至0.5和0.65。應(yīng)用設(shè)定的eta值，進(jìn)行ESC排放測試：NOx3.08[g/kW.h]<3.15[g/kW.h];:尿素消耗率：13.3[g/kW.h];在etaMap優(yōu)化后，排放和尿素消耗率達(dá)到了工程目標(biāo)ETC標(biāo)定ESC標(biāo)定完成后進(jìn)行ETC標(biāo)定，NH3的泄漏和NOx排放達(dá)到目標(biāo)后，eta相關(guān)的MAP定義。NOx原機(jī)排放萬有特性試驗(yàn)是SCR計(jì)算尿素噴射量的依據(jù)，也是OBD檢測NOx超過5g/kW.h、7g/kW.h的依據(jù)。體積空速VM：在規(guī)定的條件下，單位體積催化劑單位時(shí)間處理的氣體體積。SCR的主要MAP圖，如圖9-15所示。(a)NOx的MAP圖第9第9章發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定技術(shù)介紹(b)TUT的MAP圖(c)NSR的特性曲線圖9-16SCR的標(biāo)定MPa圖9.8本章小結(jié)電控發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配標(biāo)定主要包括以下幾部分內(nèi)容：燃油噴射系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒匹配；整機(jī)臺(tái)架的電控MAP匹配標(biāo)定；整車道路的電控MAP圖匹配標(biāo)定。較詳細(xì)地介紹了電控單體泵的標(biāo)定工作量、BOSCHCRS2.0系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的臺(tái)架標(biāo)定工作內(nèi)容、整車標(biāo)定工作內(nèi)容。簡要介紹了EGR的標(biāo)定工作順序、OBD的標(biāo)定工作內(nèi)容和SCR第9章發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定技術(shù)介紹的臺(tái)架標(biāo)定策略。通過上述的介紹，希望讀者能夠比較系統(tǒng)和全面的了解到電控柴油機(jī)的標(biāo)定工作量。通過標(biāo)定工作最大限度地發(fā)揮柴油機(jī)潛力，達(dá)到追求的工程目標(biāo)。第9章發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定技術(shù)介紹參考文獻(xiàn)[1]段軍，王書慶等.柴油機(jī)電控技術(shù)-EUP.道依茨一汽大連柴油機(jī)有限公司產(chǎn)品部基礎(chǔ)室電控組，2009[2]侯方.CA4DC2-12E3共軌柴油機(jī)性能及排放的實(shí)驗(yàn)研究.道依茨一汽大連柴油機(jī)有限公司，2006[3]付通.CA4DC2歐四發(fā)動(dòng)機(jī)EGR系統(tǒng)控制