基于LCCE优化的柴油发动机标定方法 |
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| 申请号 | CN201611270444.2 | 申请日 | 2016-12-30 | 公开(公告)号 | CN106593672B | 公开(公告)日 | 2019-08-16 |
| 申请人 | 广西玉柴机器股份有限公司; | 发明人 | 刘汉辉; 王辉; 李明星; 黎幸荣; 陈峙良; 王任信; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种基于LCCE优化的柴油 发动机 标定方法，将目标转化效率、柴油消耗量和原机NOx 排放量 输入到LCCE计算模型中获得LCCE量，并且以目标柴消油耗量为LCCE寻优边界进行寻优,如果当前标定的变量组合使得LCCE量最优，则选择该标定变量组合，否则重新选择其他变量组合计算LCCE量，直到LCCE量最优为止。本发明可使 柴油发动机 的车用尿素和柴油的总花费有效降低，可减小排放超标和尿素结晶的 风 险。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种基于LCCE优化的柴油发动机标定方法，其特征在于，该方法包括如下处理步骤： |
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| 说明书全文 | 基于LCCE优化的柴油发动机标定方法技术领域背景技术[0002] 目前，带选择性催化还原(SCR)处理技术路线的柴油机常规的消耗物质为柴油和车用尿素。其中，柴油消耗是为了维持车辆运行，而车用尿素的消耗则是用在SCR处理中与排气中的氮氧化物(NOx)进行反应以达到降低气体污染物排放的目的。然而，降低柴油机的柴油消耗和降低NOx排放是相互矛盾的，在发动机获取更低的油耗从而降低柴油消耗时，发动机NOx排放必然增加，导致需要消耗更多的车用尿素。目前，发动机及整车的研究是将更多的关注点集中在降低柴油消耗，而对车用尿素消耗并没有引起足够的重视，同时，现有的发动机标定方法只关注柴油的消耗量。而实际上，车用尿素价格本身不便宜，甚至有些国家车用尿素的价格会高于柴油。如何使车用尿素消耗和柴油消耗最终在花费上表现最低，必须在标定思路和方法上做改进，本发明运用了LCCE(Liquids Consumption Cost Equivalent)即当量价格的液体消耗这一思路可有效的解决这一问题。 发明内容[0003] 本发明的目的是，提供一种基于LCCE优化的柴油发动机标定方法，可使柴油发动机的车用尿素和柴油的总花费有效降低。 [0004] 为实现上述目的，提供了一种基于LCCE优化的柴油发动机标定方法，该方法包括如下处理步骤： [0005] 步骤1.1：建立LCCE计算模型，即通过柴油消耗量得出车用尿素消耗量，并且将车用尿素消耗量转化成当量柴油消耗量，当量柴油消耗量与柴油消耗量之和为总等价柴油消耗量，总等价柴油消耗量为LCCE量； [0006] 步骤1.2：调节并且稳定发动机的工况，校准测量装置，然后通过变量标定测得SCR极限效率、柴油消耗量和原机NOx排放量，通过原机NOx排放量与目标NOx排放量的差值除以原机NOx排放量得到目标转化效率，并且用目标转化效率与SCR极限效率进行比较,当目标转化效率大于SCR极限效率时，则删除变量组或重新进行变量标定，反之，目标转化效率输出到LCCE计算模型； [0007] 步骤1.3：将目标转化效率、柴油消耗量和原机NOx排放量输入到LCCE计算模型中获得LCCE量，并且以目标柴消油耗量为LCCE寻优边界进行寻优,如果当前标定的变量组使得LCCE量最优，则选择为最佳变量组，否则重新选择其他变量组计算LCCE量，直到LCCE量最优为止。 [0008] 优选地，所述步骤1.1中，车用尿素消耗量获得过程为通过柴油消耗量与空气流量相加获得排气量，通过排气量与NOx原机排放浓度相乘获得NOx量，通过NOx量与转化效率相乘获得氨消耗量，通过氨消耗量依次与当量比、修正系数和车用尿素密度相乘获得。 [0009] 优选地，所述步骤1.1中，当量柴油通过车用尿素价格依次乘以柴油价格的倒数和柴油密度的倒数获得，当量柴油消耗量通过当量柴油与车用尿素消耗量相乘获得。 [0010] 优选地，所述步骤1.2中，变量标定后通过测得油量及原机NOx排放数据集经油量函数模型获得柴油消耗量，并且经原机NOx排放函数模型获得原机NOx排放量。 [0011] 优选地，所述油量函数模型为先通过标定试验得到发动机的油耗(FB_RATE)、对应的喷油正时(Time)和对应的喷射压力(Raip)的有限个离散点，再用这些离散点进行三维数据插值、拟合，最终得到的一个拟合的函数模型FB_RATE＝F(Time，Raip)。 [0012] 优选地，所述原机NOx排放函数模型为先通过标定试验得到发动机的NOx排放量、对应的喷油正时(Time)和对应的喷射压力(Raip)的有限个离散点，再用这些离散点进行三维数据插值、拟合，最终得到的一个拟合的函数模型NOx＝F(Time，Raip)。 [0013] 优选地，所述步骤1.3中，LCCE寻优为先通过标定试验得到发动机的LCCE量、对应的喷油正时(Time)、对应的喷射压力(Raip)和对应的EGR率的有限个离散点，再用这些离散点进行三维数据插值、拟合，最终得到的一个拟合的函数模型进行寻优。 [0014] 优选地，所述变量标定中包括有轨压、喷油正时和EGR率。 [0015] 本发明与现有技术相比，其有益效果在于： [0016] 本发明通过建立LCCE计算模型，将车用尿素消耗量转化为当量柴油消耗量加上柴油消耗量而获得LCCE量，并且进行LCCE量最优判断，直至选出最优LCCE量的变量组，可使柴油发动机的车用尿素和柴油的总花费有效降低。本发明可减小排放超标和尿素结晶的风险。本发明方法使得原机NOx排放量的确定更有目标性，减小标定工作的重复量，节约开发成本。附图说明 [0017] 图1是本发明的原理框图； [0018] 图2是本发明中LCCE计算模型原理框图。 具体实施方式[0020] 如图1、图2所示，本发明提供了一种基于LCCE优化的柴油发动机标定方法，该方法包括如下处理步骤： [0021] 步骤1.1：建立LCCE计算模型，即通过柴油消耗量得出车用尿素消耗量，并且将车用尿素消耗量转化成当量柴油消耗量，当量柴油消耗量与柴油消耗量之和为总等价柴油消耗量，总等价柴油消耗量为LCCE量； [0022] 步骤1.2：调节并且稳定发动机的工况，校准测量装置，然后通过变量标定测得SCR极限效率、柴油消耗量和原机NOx排放量，通过原机NOx排放量与目标NOx排放量的差值除以目标NOx排放量得到目标转化效率，并且用目标转化效率与SCR极限效率进行比较,当目标转化效率大于SCR极限效率时，则删除变量组或重新进行变量标定，反之，目标转化效率输出到LCCE计算模型； [0023] 步骤1.3：将目标转化效率、柴油消耗量和原机NOx排放量输入到LCCE计算模型中获得LCCE量，并且以目标柴消油耗量为LCCE寻优边界进行寻优,如果当前标定的变量组使得LCCE量最优，则选择为最佳变量组，否则重新选择其他变量组计算LCCE量，直到LCCE量最优为止。 [0024] 在本实施例中，目标NOx排放量为企业根据国家法规，必须控制的经过SCR转化后的最高NOx排放量。目标柴油消耗量为每个柴油机公司开发过程中自定的一个目标值。SCR极限效率为SCR催化器的转化效率即转化前的NOx浓度减去转化后的NOx浓度再除以转化前的NOx浓度所得比值。 [0025] 步骤1.1中，通过柴油消耗量与空气流量相加获得排气量，通过排气量与NOx原机排放浓度相乘获得NOx量，通过NOx量与转化效率相乘获得氨消耗量，通过氨消耗量依次与当量比、修正系数和车用尿素密度相乘获得车用尿素消耗量。 [0026] 步骤1.1中，通过车用尿素价格依次与柴油价格的倒数和柴油密度的倒数获得当量柴油，并且通过当量柴油与车用尿素消耗量相乘获得当量柴油消耗量。 [0027] 步骤1.2中，变量标定后通过测得油量及原机NOx排放数据集经油量函数模型获得柴油消耗量，并且经原机NOx排放函数模型获得原机NOx排放量。 [0028] 油量函数模型为先通过标定试验得到发动机的油耗(FB_RATE)、对应的喷油正时(Time)和对应的喷射压力(Raip)的有限个离散点，再用这些离散点进行三维数据插值、拟合，最终得到的一个拟合的函数模型FB_RATE＝F(Time，Raip)。 [0029] 原机NOx排放函数模型为先通过标定试验得到发动机的NOx排放量、对应的喷油正时(Time)和对应的喷射压力(Raip)的有限个离散点，再用这些离散点进行三维数据插值、拟合，最终得到的一个拟合的函数模型NOx＝F(Time，Raip)。 [0030] 步骤1.3中，LCCE寻优为先通过标定试验得到发动机的LCCE量、对应的喷油正时(Time)、对应的喷射压力(Raip)和对应的EGR率的有限个离散点，再用这些离散点进行三维数据插值、拟合，最终得到的一个拟合的函数模型进行寻优。通过迭代法在该函数模型中可以得出最优LCCE量。 |
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