基于GT—POWER的NOx吸附还原催化器建模研究-论文.pdf

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1、汽车工程2015年(第37卷)第4期AutomotiveEngineering2015068基于GT—POWER的NOx吸附还原催化器建模研究冰陈韶舒，李志军，刘磊，常庆，张洪洋，曹曼曼(天津大学，内燃机燃烧学国家重点实验室，天津300072)[摘要]本文中使用GT—POWER模拟工具，结合试验数据建立了NO吸附还原催化器模型，并通过试验结果与模型模拟结果对比分析，验证了该催化器模型正确。这种通过GT—POWER模拟工具与试验数据相结合建立模型的方法，同样适用于其他类型的催化器，是一种有效的催化器建模方法。关键词：吸附还原催化器；模型；GT-POWER；试

2、验数据AStudyonModelingofLeanNOTrapBasedonGT—POWERChenShaoshu，LiZhijun，LiuLei，ChangQing，ZhangHongyang&CaoManmanT／anUniversity，StateKeyLaboratoryofEngines，Tianjin300072[Abstract]ByusingGT—POWERsimulationtoolsandcombiningwithtestdata，aleanNOtrap(LNT)modelisestablished．Theresultsofsimula

3、tiononthemodelarecomparedwithtestresults，verifyingthecorrectnessofLNTmode1．Thismethod，beinganeffectivewayofcatalyticconvertermodeling，isalsoapplicabletoothertypesofcatalyticconverters．Keywords：leanNOtrap；model；GT—POWER；testdata化器交替进行存储过程和再生还原过程，实现稀燃刖吾汽油机NO排放控制。随着计算机技术的不断发展，CAE工具成为

4、发稀燃汽油机能够有效降低车辆油耗和排放，但动机和车辆系统研究不可或缺的技术手段，可以在由于其富氧燃烧，使得传统的三效催化器不能高效短时间内进行大量的变参数研究，大大降低了研究地净化NO排放，须要在排气系统中安装NO净化成本，缩短研发周期。当将其应用于LNT后处理系后处理系统¨。目前汽车行业已提出多种NO净统研究时，首先须要建立LNT催化器模型。化后处理系统，其中吸附还原即LNT(1eanNOtrap)LNT催化器的化学动力学机理取决于催化器后处理系统具有NO净化效率高、温度窗口较宽的配方和物理结构，具有特定性且受生产厂家保护，特点，其再生还原时对稀燃汽油机

5、的燃油经济性恶使其建模成为一大难题_8J。本文中利用GT—化小于1％，是降低稀燃汽油机NO排放的有效方POWER模拟工具和试验数据对LNT催化器进行法之一一。建模。LNT后处理系统主要由LNT催化器构成。后者可以吸附稀燃尾气中的NO，具有一定的NO存1GT．POEWR模拟工具和催化器建模储能力，当置于浓燃尾气中时能很快释放存储的NO，完成LNT催化器的再生，同时释放的NO和浓GT-POWER模拟工具包括3种化学库对象，分燃尾气中的还原性气体反应生成无害气体。LNT催别为气相反应对象、总包反应对象和表面反应对象，国家自然科学基金(50276042、50776

6、062和51276128)、国家863计划(2008AA06Z322)和天津市自然科学基金(11JCZDJC23200)资助。原稿收到日期为2013年8月23Et，修改稿收到日期为2013年12月2日。汽车工程2015年(第37卷)第4期并可通过图形用户界面GUI直接输入相应机理。连5-45·e～·YNo·Y0，接一个或多个化学库对象至流体对象以构造催化器——■一(5)模型，其简化框图如图1所示。流体边界条件(流6-A6。e～。YN0速、组分等)或者发动机模型均可作为流体输入；环2(6)境边界条件(压力、温度等)或者其他催化器模型可——广E7作为流体输出。

7、·7·e～·yco·yN0。——一(7)匦式中：4和E(i=1，2，⋯，7)为各反应的指前因l-—————流——_体———输-·—入——_—-⋯I匕：>l流体对象lc=>l流体输出I子和活化温度，其取值见表2(称之为预设值)；L__。-__--。_---_-_-_．__一Y№等为各组分的浓度，mol·m～；为催化器壁图1催化器建模的简化框图面温度，K；G为L_H型阻止项，表征催化器的吸附特性：催化器配方不同时，其化学反应效果不同，模型6545中利用化学动力学机理来表征催化器配方对催化器G1：1．0+19．86·e·YNo(8)性能的影响。4(1)=1即催化

8、器表面吸附位完全由BaCO组成；A(1)=0即催化器表面吸附位完全