面向控制的三效催化转化器建模

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２ 数 学 模 型
在 建 立 面 向 控 制 的三 效 催 化 转 化 器 模 型 的过 程 中 ， 了如 下 假 设 ： 作 １ ）在 贵 金 属 表 面 发 生 的化 学 反 应 瞬 问 完 成 ；
是 否 老 化 ， 可准 确 求解 三 效 催 化 转 化 器 出 口过 量 空 气 系数 和 Ｃ 表 面相 对 ０ 覆 盖 率 。 并 ｅ 。 关 键 词 ： 效 催 化 转 化 器 ；数学 模 型 ；动 态 特 性 ； 存 储 能 力 ；相 对 氧气 覆 盖率 三 氧 中图 分 类 号 ： Ｋ４ ４ ５ Ｔ １ ． 文献 标 志码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１ ０ — ２ ２ ２ ｌ ） ２Ｏ）５Ｏ ０ １２ ２ （ ０ １ Ｏ 一 （ 一 ４ １
与之相 匹配 的 电控 系统 是最有 效 的降低排 放 的方法
之 一 ［ 。 在 城 市 交 通 中 ， 动 机 较 多 工 作 在 瞬 态 工 １ ］ 发
ｍｉ。通过 １ ｎ ６位单 片机 ｌ ６ ９ ＫＣ控 制喷 油脉宽 ， 通过 改变 喷 油 脉 宽 调 节 过 量 空 气 系 数 ， 用 Ｐ Ｌ 使 Ｃ ～ ８８ １ ＨＧ 采集 卡和 Ｐ Ｌ 一８ ｌ Ｃ Ｄ １ ５接线 端子板 ， 时采 实 集 位 于三效催 化器 入 口和 出 口处 的氧传感 器所 测的
根 据 Ｃ 吸收 和释放 Ｏ。的原 理 ， ｅ 需要 改 变催 化
转 化 器 入 口过 量 空 气 系 数 和 喷 油 量 。 首 先 ， 自主 由
开发 的标定 系统 改变发 动机 进入催 化转 化器人 口的 过量 空气 系数 ， 过 量 空气 系数 达 到 预期 值 且处 于 在
稳 态 时 ， 录 该 工 况 下 喷 油 脉 宽 。 在 确 定 浓 、 混 合 记 稀 气 工 况 下 的 喷 油 脉 宽 后 ， １ ６ Ｃ 单 片 机 控 制 发 动 由 ９Ｋ 机 喷 油 脉 宽 在 浓 稀 混 合 气 之 间 周 期 变 化 ， 过 量 空 使
随 着 排 放 法 规 的 日益 严 格 ， 用 三 效 催 化 器 和 使
功 率 为 ７ Ｗ ， 大 功 率 转 速 ４３ ０ ４６ ０ｒｍｉ， ６ｋ 最 ０ ～ ０ ／ ｎ 最 大 扭 矩 １ ３Ｎ ・ 最 大 扭 矩 转 速 ２０ ０ ２６ ０ｒ ９ ｍ， ０ ０ ／
过量 空气 系数 ， 时采 用 Ｌ 同 ＡＭＢ Ａ． Ａ４氧 传 感 器 Ｄ Ｌ
况， 三效 催化 转化器 的“ 口” 性使 得 发 动 机 采用 窗 特
闭环控 制策 略ｌ ， 理 地 运 用 Ｃ ２合 ］ ｅ的 动 态 特 性 对 降
低 排放起 到重 要作 用 。 针对 Ｃ Ｏ ｅ ：的 动 态 特 性 ， 于 催 化 器 前 后 废 气 基 各 成分 的 变 化 ， ｒ ｅ Ｈａｍｓ ｎ等 ｌ 建 立 了 冷 起 动 阶 段 ＿ ３
１ 试 验 装 置 及 试 来自百度文库 方 案
１ １ 试 验 装 置 ．
试 验 台架 的布 置见 图 １ 。试 验 用 发 动机 为 汽油
机 ， 径 ９ 缸 １ ｍｍ， 程 ８ 行 ６ｍｍ ， 排 量 ２ ２ ７Ｌ， 大 总 ． ３ 最
气 系数在 １附近 周期性 地 阶跃变化 。利 用 阶跃 变化 的过 量空 气系数 辨识 模型参 数 。
第 ２期 （ 总第 １ ３期 ） ９ ２１ Ｏ １年 ４月
车
用
发
动
机
Ｎｏ ．２（ ｅ ｉｌＮｏ ９ Ｓ ｒａ ．１ ３）
Ａｐｒ Ｏ１ ．２ １
ＶＥ Ｈ Ｉ ＣＬＥ ＥＮ ＧＩ Ｅ Ｎ
面 向 控 制 的 三 效 催 化 转 化 器 建 模
何 玲 ，于 秀敏 许 楠 ， ，于 洪 洋
测试仪 观察催 化转 化器 入 口的过量 空气 系数 。
１２ 试 验 方 案 ．
三效催 化器 动力学 模型 ， 算 排放 物 在 Ｐ ， ｅ 等 计 ｔＣ Ｏ。
表 面浓 度 。但 由于计 算 复杂 ， 法应 用 于车载 电脑 。 无
本研究 建立 了面 向控 制 的三效 催 化 转 化 器模 型 ， 为 发动机 控制 策略研 究 奠 定 了基 础 ， 发 动 机 排 放 的 对 实时精 确控 制及维 持最 高转 化效率 具有 重要 意义 。
化 器 模 型 ， 求解 的 Ｃ 表 面 相 对 ０ 将 ｅ 覆 盖 率 （ Ｏ 作 为 推 理 传 感 器 ， Ｒ Ｃ） 为控 制 器提 供 反 馈 信 号 准 备 。 结 果 表 明 ， 向 面
控 制 的 三 效 催 化 转 化 器 模 型 精 度 满 足要 求 ， 型 求 解 的 氧 存 储 能 力 （ Ｃ） 用 于 ＯＢ 在 线诊 断 三 效 催 化 转化 器 模 ＯＳ 可 Ｄ
？
２ ）三效催 化 转 化 器 入 口和 出 口处 的 氧传 感 器
认 为是理 想 的 ；
Ｉ 氧传感器 ｌ及 副仉 ｝ Ｉ 卜Ｕ 删圳
３ 由于 ＣＯ 为 还 原 剂 ， 附 在 Ｃｅ表 面 的 氧 为 ） 吸
ｏ 和 Ｎｏ 中 所 含 的 氧 ；
图 １ 发 动 机 试 验 台 架 布 置
（ ． 吉林 大学 汽 车 动 态 模 拟 国家 重 点 实验 室 ，吉林 长春 １ １ ０ ２ ； ． 空军 航 空 大 学 ，吉林 长春 ３０ ２ ２ ｌ０ ２ ） ３ ０ ２
摘 要 ：为 了利 用 ＰｔＲｈ Ｃ Ｏ２ ７ Ａｌ０。三 效 催 化 转 化 器 的动 态 特 性 降低 排 放 ， 发 了面 向控 制 的 三 效 催 化 转 ／ ／ ｅ ／一 ２ 开
收 稿 日期 ：２ １ ２２ ；修 回 日期 ：２ １ － ３ ２ ０ １０ — １ ０ １０ — ９
基 金 项 目 ： 用 公 司项 目（ Ｂ ０ ０ ０ ４ ５ 通 ３ ６８ ６２ １ ）