关键词：非道路移动机械;;柴油机;;NO_x控制;;SCR系统
摘 要：非道路移动机械主要包括农业机械、农用运输车、工程机械和工业机械等,其尾气排放已成为当前大气污染物主要来源,非道路移动机械柴油机尾气中NO_x占有很高的比例,SCR技术是降低NO_x排放的重要技术手段。我国非道路移动机械柴油机处于机械式与电控式并存的状态,研究出适用于当前复杂机型状况下通用SCR后处理技术对降低非道路移动机械柴油机NO_x排放具有重大意义。SCR技术已成为降低NO_x排放的主流路线,本文针对非道路移动机械柴油机对SCR系统成本、安装及使用方面的需求,确定SCR系统方案:集成式和自适应式。进行了非道路移动机械柴油机用SCR系统的研发及台架验证工作,具体内容包括:开发出了集成式尿素泵。采取了尿素泵与控制单元DCU集成的路线,采用依米泰克尿素泵的隔膜吸排液原理,确定了非道路移动机械柴油机用SCR系统功能需求和硬件总体设计方案,对控制软件分尿素泵执行控制、尿素定量喷射控制和故障自诊断控制三个模块搭建,最终将控制单元集成到了尿素泵内部,实现了系统的结构精简和成本压缩。研究了非道路移动机械柴油机用SCR系统自适应控制。本文基于经典伯努利方程中总压和静压差流速法设计了一种排气流量测量装置,建立压差法流量计算数学模型,加入温度对模型参数的修正,根据排气流速马赫数进行推算,对计算模型进行了简化。加入修正系数C,以在之后的台架标定试验中对理论与实际差值进行修正。同时,基于NO_x传感器的氨氮交叉感应特性,利用卡尔曼算法对NO_x传感器NO_x和NH_3真实信号进行提取,控制NH_3最大检测量控制氨泄漏,搭建了PID控制策略,通过PID修正因子对尿素最终喷射量进行实时修正。完成柴油机试验台架测试验证。对尿素泵喷射稳定性和喷射精度进行测试,通过参数修正喷射误差控制在±1%;验证了本文提出的排气流量测量方法和NO_x控制效果,结果表明,在稳态工况下修正系数0.7,误差百分比可控制在±5%,瞬态测试下响应效果良好,能够满足使用;八工况和NRTC瞬态循环排放测试下NO_x比排放值均满足国四法规要求。
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