LNT与EGR对稀燃汽油机NO_x排放和燃油经济性的影响.pdfVIP

第 2期 (总第 211期) 车 用 发 动 机 No．2(SerialNo．211) 2014年 4月 VEHICIE ENGINE Apr．2014 LNT与 EGR对稀燃汽油机 NO 排放和 燃油经济性的影响 岳东鹏，李富松 ，王银 山，张玉书 (天津职业技术师范大学汽车与交通学院，天津 300222) 摘要 ：基于Matlab／Simullink建立 了可控制的稀燃汽油机均值模型、可实现 N 存储百分比动态计算的 INT 模型和EGR模型，利用 3种模型对稀燃汽油机N0 排放进行仿真，并与稀薄燃烧发动机台架试验结果进行对 比， 研究了LNT与 EGR对稀燃汽油机 N0 排放和燃油经济性的影响。结果表 明：LNT对稀燃发动机的NO 排放有 明显改善 ；NO 排放 随 EGR率增大而减小，但 EGR率为 15 或 24 时燃油经济性恶化 ；LNT与 EGR耦合，EGR 率为8 时，稀燃汽油机的排放和燃油经济性达到最优 。EGR率的增大对 LNT的转化效率有负面影响，采用合适 的 EGR率结合 LNT技术能同时提高稀燃汽油机的N0 排放性和燃油经济性 。 关键词 ：汽油机 ；稀薄燃烧 ；稀 NO 吸附器 ；废气再循环 ；燃油经济性 DOI：10．3969／j．issn．1001—2222．2014．02．014 中图分类号 ：TK411．5，TK411．7 文献标志码 ：B 文章编号 ：1001—2222(2014 汽油机稀薄燃烧技术能够有效降低发动机燃油 间，从而使 NO 的生成受到限制，大幅降低 了NO， 消耗率、减少有害气体排放 ，是当今发动机技术发展 排放__3]。 的主要趋势之一；然而传统的三元催化器只有在汽 1 模型方案 油机理论空燃 比附近工作时，才能有效地 同时降低 HC，CO和 NO 排放 ，稀薄燃烧过程 的富氧氛围使 利用 Matlab／Simullink工具对稀燃汽油机 以 得 NO 排放不降反增 。因此 ，稀燃汽油机应用的关 及 EGR和LNT尾气后处理系统进行建模仿真 。 键是如何有效地降低 NO 排放。 汽油机模型采用平均值模型 ，不对单个气缸的 目前 ，降低 N 排放的技术包括推迟点火正 工作冲程进行详细观察 ，不涉及喷油 、点火等 ECU 时、废气再循环 (EGR)、加浓或稀释混合气 、HCCI 实时控制的事件。其包括 4个子模型 ：电控节气 门 燃烧方式等机 内措施 ，以及通过催化反应使汽车尾 子模 型 (ElectricallyThrottleControlledSubsys— 气中的NO 转化为无害气体 的机外措施 ，如 NO tem)、气流动态子模型(GasDynamicsSubsystem)、 直接分解法、N 选择还原 (SCR)技术 、NO 储存 扭矩产 生 及 控 制 子模 型 (TorqueGenerationand 还原 (NSR)技术 。现在 ，LNT和 EGR技术 的应用 ControlSubsystem)、燃油率计算及模式控制子模 相对 比较广泛 ，进一步探究两者耦合技术具有相当 型 (FuelRateCalculationandModelControlSub— 的推广应用价值。 system)。 LNT技术主要原理是通过 NO 在 LNT催化 废气再循环模 型 (ExhaustGasRecirculation 器内部周期性地吸附、还原，最终生成无害的氮气 ， Subsystem)是基于EGR阀运动状态 的微分方程建 从而达到去除NO 的效果口]。E