柴油机SCR载体SOF沉积量估算模型与参数辨识

王秀雷，郭圣刚，李国祥，赵联海，朱纪宾，朱金亮

柴油机SCR载体SOF沉积量估算模型与参数辨识

王秀雷1,3，郭圣刚2，李国祥1※，赵联海3，朱纪宾3，朱金亮1

（1. 山东大学能源与动力工程学院，济南 250061；2. 清华大学车辆与运载学院，北京 100091；3. 潍柴动力股份有限公司，潍坊 261061）

针对柴油机选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction，SCR）载体由于可溶性有机物（Soluble Organic Fraction，SOF）沉积导致SCR的NOx转化效率低的问题，该研究首先建立了SOF沉积量估算模型，并进行SOF原始排放与SCR载体的SOF捕集效率试验研究；然后利用Matlab/Simulink软件工具建立SOF沉积量估算模型，包括SOF原始排放模块、SCR载体对SOF捕集模块、SOF热解模块；最后基于多目标遗传算法，进行SOF瞬态修正脉谱优化和热解参数辨识，并探索惩罚函数的应用规律，使得4组SOF低温沉积量平均估算误差为2.42%，12组高温热解平均估算误差为4.03%。该研究可为解决柴油机SCR载体由于SOF沉积导致NOx转化效率低的问题提供技术参考。

柴油机；排放：SCR；热管理；SOF；控制模型；遗传算法

0 引 言

柴油机匹配选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction，SCR）是目前主流的排放技术路线，具有较好的燃油经济性、可靠性及成本优势。短途运输及小地块作业的拖拉机行驶中受到路况及地块的影响明显，路谱为典型低速中低负荷工况，加减速频繁，碳烟排放高，低车速（平均车速一般在6～30 km/h之间）和低排温（平均SCR排气温度一般不超过240 ℃）使得HC排放高，导致颗粒物的可溶性有机物成分（Soluble Organic Fraction，SOF）质量分数高[1]。SOF可被氧化催化器（Disel Oxidation Catalyst，DOC）、催化消声器、颗粒捕集器（Diesel Particulate Filter，DPF）、废气再循环系统（Exhaust Gas Recirculation，EGR）等部件吸附或捕集。对于匹配DPF主动再生……