SCR系统构成和控制策略综述.ppt

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1、SCR系统构成和控制策略综述2007-2-91SCR系统构成和控制策略综述1.SCR背景2.SCR系统构型3.SCR系统的建模研究综述4.SCR系统的控制策略综述5.未来发展方向2SCR系统构成和控制策略综述1.SCR背景2.SCR系统构型3.SCR系统的建模研究综述4.SCR系统的控制策略综述5.未来发展方向3SCR背景空气污染严重汽车产量增长迅速欧4排放法规势在必行重型柴油机的欧4排放技术4重型柴油机欧4技术路线两条技术路线对比EGR+DPFSCR燃油消耗增加油耗7％左右（欧3到欧4）可降低油耗6％左右（

2、欧3到欧4）燃油品质要求要求含硫量低于50ppm对硫不敏感对柴油机的机械强度要求缸内最高爆发压力大幅度增加所需要的发动机最高爆发压力不是很高冷却系统EGR冷却器所需要的冷却功率大幅增加无需改变热管理系统升级到欧5可行性欧4到欧5需要较大改进同一方案可以较容易达到欧4和欧5成本成本增加不是很大增加了Adblue系统，同时需要配套基础设施建设，成本提高较大SCR是实现欧4排放的最佳技术路线！5SCR系统构成和控制策略综述1.SCR背景2.SCR系统构型3.SCR系统的建模研究综述4.SCR系统的控制策略综述5.未

3、来发展方向6SCR系统构型SCR催化器后氧化催化器前氧化催化器空气供给装置AdBlue供给装置SCR控制单元7SCR催化器32.5%尿素溶液Ad-Blue氨气化学反应慢反应1x快反应10x副反应8周边供给系统周边供给系统添蓝（Ad-Blue）供给系统辅助空气供给系统（非必须）雾化效果热损害防护积炭功耗系统构型复杂噪声电磁干扰9前氧化催化器前氧化催化器氧化催化器放置于SCR催化器前，作为发动机尾气的预处理装置，将调整到合适的工作范围。后氧化催化器后氧化催化剂一般用于消除泄漏出的氨气10国内外运用实例（1）-Fo

4、rdFEVFord公司和FEV公司合作开发的SCR系统针对轻型卡车开发，使用的燃油含硫量为15ppm，可以达到90％的NOx转化率。尿素喷嘴安装在迎着尾气气流的方向。同时系统中有预加热装置来适应冷启动的尾气处理11Ford公司和FEV公司合作开发的SCR系统其主要亮点还在于简化后的辅助空气系统国内外运用实例（1）-FordFEV原有系统简化系统12国内外运用实例（2）-BOSCHDenoxtronic空气辅助供气系统，单独ECU控制。13SCR系统构成和控制策略综述1.SCR背景2.SCR系统构型3.SCR系

5、统的建模研究综述4.SCR系统的控制策略综述5.未来发展方向14基于化学动力学的SCR物理模型SCR在低温状态下的化学机理快速SCR反应15基于化学动力学的SCR物理模型NH3吸附和分离反应NH3氧化反应NH3的吸附和分离速率NH3氧化速率16基于化学动力学的SCR物理模型标准SCR反应标准SCR反应速率NO2水解反应NO2的水解率17基于化学动力学的SCR物理模型HONO与NH3反应NH3与HNO3的合成与分解HNO3和NH3的反应速率NH4NO3水解速率HNO3与NO反应HNO3和NO的反应速率18基于化

6、学动力学的SCR物理模型NO2的SCR反应速率N2O形成NO2的SCR反应N2O反应速率19基于控制策略研究的性能仿真模型TNOSimCat(SCRmodel)AdBlueFlowExhMassFlowAmbTempTempCatInTempCatOutNO,NO2,NH3,O2ConcentrationCatalystOutNO,NO2,O2ConcentrationCatalystInAdblue的水解和水合反应NH3的吸附和分离反应慢速和快速的NO和NO2转化反应催化器的温度变化NH3在高温下的氧化反应

7、20基于控制策略研究的性能仿真模型模型基本假设1.(NH2)2CO分解为NH3的速率是尾气温度的函数.2.NOx只包含NO、NO2两种物质,(NO2/NOx比率)进入SCR的NOx浓度由MAP图来决定Adblue存储罐的刻度传感器信号由Adblue流量来计算。21基于控制策略研究的性能仿真模型SCR中还原反应只考虑两个主要物质NO、NO2的还原反应。NO、NO2的反应速度由化学动力学来计算。或者进一步简化为：NH3的浓度由Adblue流量和SCR温度来决定。NH3的反应速率是NO、NO2反应速率的函数，不考虑

8、NH3在高温下与氧气发生的氧化反应。22基于控制策略研究的性能仿真模型输入变量输出变量参数23SCR系统构成和控制策略综述1.SCR背景2.SCR系统构型3.SCR系统的建模研究综述4.SCR系统的控制策略综述5.未来发展方向24SCR控制策略基本控制目标减少NOx排放50%氨气泄露控制在10ppm以下可控对象尿素供给量控制辅助空气供给量控制控制方式选择闭环：随机误差自动补偿开环：需添加前馈控制环节