柴油機選擇性催化還原后處理系統的熱管理策略

柴油機選擇性催化還原后處理系統的熱管理策略

雖然目前在歐洲柴油車市場上，尾氣微粒濾清器（DPF）已經是一種乘用車標準配置，并且有效地降低了柴油車的碳煙排放，但是，對于NOx排放的限制一直沒有找到一種有效的處理途徑。目前來看，為了滿足歐5標準對尾氣污染物排放的限制，在尾氣系統中應用選擇性催化還原（SCR）后處理系統能夠大幅度降低NOx的排放。

探討了在柴油機冷起動以及預熱的過程中，SCR對降低尾氣中有害氣體排放所起到的作用。因為在這種條件下，排氣溫度較低，無法達到傳統后處理系統進行轉化反應所需的熱條件，導致有害氣體的轉化效率較低，NOx的排放無法降低。尤其對小型車，由于其發動機排量較小，因此排放系統溫度相對更低，這種現象更加明顯。

基于上述問題，研究并確定了一種優化的尾氣系統加熱策略，能夠實現SCR快速催化反應。主要的優化目標是在限制燃油消耗的基礎上，提高尾氣排放中有害氣體轉化的全局效率，使柴油發動機滿足歐5排放標準。

經初步分析，研究主要集中在調整燃燒過程的控制參數上，而不是利用推遲燃料噴射、燃燒等來減少燃油消耗。通過臺架試驗，分析了每個相關的發動機控制參數對排氣系統溫度和燃油消耗率的影響，在初步識別之后，在實車上通過運行NEDC等標準工況驗證了不同的標定策略，并將最相關的對比結果進行了論證。結果表明，通過在不同的溫度范圍內設定不同的控制參數，能夠有效地提高SCR系統的工作效率，在不提高燃油消耗率的前提下，減少柴油機NOx等有害氣體的排放。

NicoloCavinaet al.SAE 2013-24-0153.

編譯：范狄