第9章发动机标定技术介绍

第9章发动机标定技术介绍第9章发动机标定技术介绍－－第9第9章发动机标定技术介绍上面两个例子只是故障模拟中两种情况，实际工作必须按照表9-2提到的内容逐一进行标定。SCR9.7标定介绍BOSCH的DNOx2.2系统在排气系统的布置原理图，如图9-13所示。如图9-14所示，DNOx2.2系统是如何计算出的需求尿素喷射量。首先，要估算原机的NOx流量，然后根据NOx转化的必要条件，计算NH3的量。最后通过修正后乘5.425的系数，来定义尿素喷射量。根据尿素喷射量，明确喷射率，定义循环次数，DNOx2.2喷射频率为1（HZ）。为某后处理器（POC+DOC）移除故障模拟的实验情况。实验过程中更换一个Km80000老化的后处理器和一个后处理器空壳分别进行排放摸底。通过实验，我们发现后处理器彻底老化失效和彻底移除两种情况下排放仍然在OBD限值以内（PM），那么在这种情况下根据法规我们可以不对后处理器的失效进行OBD监测。为某EGR卡死情况故障模拟实验，通过软件或EGR阀制造商提供的卡死在不同位置的EGR阀，对EGR阀卡死在不同开度（全开、关%20、关%25、关%35、全关）等等情况进行排放测试，从测试结果来看，当EGR阀开度小于%75情况下排放在OBD限值内，大于75%的情况OBD必须报警。图9-11后处理移除故障模拟实验图EGR9-12卡死情况故障模拟实验第9第9章发动机标定技术介绍图9-13DNOx2.2系统布置[5]图9-14喷射量的计算[5]NOx单位要从[ppm]到[mg/mg]。这里，[mg/mg]表示NOx和废气的质量比。废气的摩尔质量是29，废气的质量流量单位要由[m3/h]转换为kg/h][。NOx到NH3的转化系数。在这个功能中，从NOx[mg/s]到NH3[mg/s]的转化计算。这里NH3流量可理解为理论上100%的NOx转化为N2。eta的定义：eta表示NOx转化率，eta定义对DNOx2.2标定非常重要。概括为：NOx（下游）=NOx（上游）*(1-eta)与eta相关的有很多曲线和Map图。满足国IV排放法规，激活1或2Map就足够了。即标定Map包括：SCRFFC_etaNQntCurr_MAP，定义受控的eta值。SCRFFC_etaTempMsFlw_MAP，它用于控制NH3的最大泄漏量。从NH3到AdBlue的转换系数。当AdBlue喷进废气中，发生水解反应：（NH2）2CO+H20->2NH3+CO2。考虑到反应摩尔质量比和尿素的质量分数32.5%：系数=（1760/）/2/0.325=5.425。台架标定的目的通过设定合适的NOx转化率（eta）来达到排放工程目标，需要阐明下面要点：第9第9章发动机标定技术介绍（1）SCR催化剂对排放有两方面的作用。一方面，它能降低大约10%的PM排放，但同时会引起背压的上升。在发动机原始排放的标定过程中，要使用催化剂或相同的背压；（2）DNOx2.2台架标定仅对NOx的降低。在DNOx2.2标定开始前，发动机HC，CO和PM排放要达到工程目标。标定过程可分为三个阶段：发动机原始排放的测试；ESC标定；ETC标定。上游NOx的浓度，废气流量是必测的，测试的值添在相应的MAP图中。通常DNOx2.2标定，把国Ⅳ排放的ESC工程目标定义为：NOx<3.15g/kW.h；尿素消耗<13.5g/kW.h。SCRFFC_etaNQntCurr_MAP标定目标是要通过ESC的国Ⅳ排放限值，X轴表示发动机转速，Y轴表示燃油喷射量，如表9-3所示。表9-3SCRFFC_etaNQntCurr_MAP燃油系统标定后，可测得NOx的原始排放。例如，NOx=9g/kW.h，与工程目标NOx=3.15g/kW.h对比，总体的NOx转化效率为：总体的转化率=（9.0-3.15）/9.0=0.65。这表示，为了满足工程目标，发动机NOx的转化效率为65%。表9-4ESC工况点分析第一步：etaMAP初始化和催化剂效率的检查考虑到催化器效率，SCRFFC_etaNQntCurr_MAP的全部值可以初设定为：初始eta设定为：65%+10%=75%。测试ESC循环一次或二次，来检测每一个工况点的NOx排放和NOx转化率，例如：NOx:2.93[g/kW.h]<3.15[g/kW.h],-0.22[g/kW.h];第9第9章发动机标定技术介绍尿素消耗率：13.8[g/kW.h]>13.5[g/kW.h],+0.3[g/kW.h]。对比目标值，很显然NOx排放已达到工程目标，但尿素消耗率超过了目标值。表9.4给出了NOx的排放值在每一个ESC工况点。说明：可以发现有好多工况点催化剂转化效率不高，例如B100，它表示尿素转化效率不高。第二步：etaMAP的优化根据第一步的测试结果，每一工况点的eta应重新优化。例如：较高的eta可以设定在A100，B50，B75，A50，A75，C75，C50，eta=0.8；在工况点A25，B25，C25，eta=0.75，维持不变；在工况点B100，C100，eta值降低至0.5和0.65。应用设定的eta值，进行ESC排放测试：NOx3.08[g/kW.h]<3.15[g/kW.h];:尿素消耗率：13.3[g/kW.h];在etaMap优化后，排放和尿素消耗率达到了工程目标ETC标定ESC标定完成后进行ETC标定，NH3的泄漏和NOx排放达到目标后，eta相关的MAP定义。NOx原机排放万有特性试验是SCR计算尿素喷射量的依据，也是OBD检测NOx超过5g/kW.h、7g/kW.h的依据。体积空速VM：在规定的条件下，单位体积催化剂单位时间处理的气体体积。SCR的主要MAP图，如图9-15所示。(a)NOx的MAP图第9第9章发动机标定技术介绍(b)TUT的MAP图(c)NSR的特性曲线图9-16SCR的标定MPa图9.8本章小结电控发动机的匹配标定主要包括以下几部分内容：燃油喷射系统与发动机的燃烧匹配；整机台架的电控MAP匹配标定；整车道路的电控MAP图匹配标定。较详细地介绍了电控单体泵的标定工作量、BOSCHCRS2.0系统发动机的台架标定工作内容、整车标定工作内容。简要介绍了EGR的标定工作顺序、OBD的标定工作内容和SCR第9章发动机标定技术介绍的台架标定策略。通过上述的介绍，希望读者能够比较系统和全面的了解到电控柴油机的标定工作量。通过标定工作最大限度地发挥柴油机潜力，达到追求的工程目标。第9章发动机标定技术介绍参考文献[1]段军，王书庆等.柴油机电控技术-EUP.道依茨一汽大连柴油机有限公司产品部基础室电控组，2009[2]侯方.CA4DC2-12E3共轨柴油机性能及排放的实验研究.道依茨一汽大连柴油机有限公司，2006[3]付通.CA4DC2欧四发动机EGR系统控制