用于柴油机控制的半物理均值NOx模型



用于柴油机控制的半物理均值NOx模型

提出了一个半物理的燃烧模型，用来预测柴油机的NOx排放。该模型可以用于在线估计NOx的排放，并且能够用于基于模型的发动机控制。该模型是通过一个零维热动力学模型推导出来的，其已经被进行了大量的简化，只保留了促进NOx形成的主要目标。曲轴转角与燃气温度的相对关系对于NOx的形成率有着很大的影响，这被描述成一个半物理模型，其核心变量是最高燃气温度。该核心变量与燃烧后期NOx的摩尔百分比有着较高的相关性，并且能够用燃烧开始的时间点和输入的燃气比例函数来表达。最高燃气温度子模型将会和平均NOx形成动力模型相互耦合，形成计算NOx的均值模型，该模型通过记录数据集来进行验证，数据采集在两个柴油机上进行，运行工况既可在稳态也可在瞬态条件下。将仿真结果与试验结果进行了对比，显示出比较好的一致性，因此能够准确依据发动机的工作条件来对NOx的排放量进行预测。

由于对模型进行了大量的简化，因此减少了很多状态变量和输入变量的需求，降低了模型的复杂程度，使得其对传感器的依赖性较小，能够节省系统的成本。同时，由于该半物理模型有着较高的运算速度，因此可以用于发动机的实时控制，以减少污染物的排放。

刊名：Control Engineering Practice（英）

刊期：2015年第2期

作者：C.Quérel et al

编译：王也