RU2015119051A

RU2015119051A - Способ калибровки регулирующего устройства, которое управляет или регулирует технический процесс, который описывается кинетическими уравнениями реакции, в частности для калибровки регулирующего устройства, управляющего или регулирующего нейтрализацию отработанного газа в потоке отработанного газа двигателя внутреннего сгорания

Info

Publication number: RU2015119051A
Application number: RU2015119051A
Authority: RU
Inventors: Эва БУЙОН; Флориан ВАЛЬДЕ; Томас ГРЮНБЕК
Original assignee: Ман Трак Унд Бас Аг
Priority date: 2014-05-22
Filing date: 2015-05-20
Publication date: 2016-12-10
Also published as: CN105089755B; CN105089755A; RU2679692C2; EP2947293A1; BR102015008475B1; BR102015008475A2; RU2015119051A3; DE102014007433A1; EP2947293B1

Abstract

1. Способ калибровки регулирующего устройства, которое управляет или регулирует технический процесс, описываемый кинетическими уравнениями реакции, в частности для калибровки регулирующего устройства управляющего или регулирующего нейтрализацию отработанного газа в потоке отработанного газа двигателя внутреннего сгорания, с помощью имитационной модели, в которой несколько протекающих, в частности во время нейтрализации отработанного газа, со смещением во времени и/или параллельно друг другу реакций отображаются в форме кинетических уравнений реакции, при этом переменные параметры отдельных кинетических уравнений реакции имитационной модели калибруются с помощью технически измеренных на испытательном стенде реальных значений соответствующих параметров уравнений,отличающийся тем,что для регулирующего устройства или в регулирующем устройстве формируют модель полей характеристик, независимую от имитационной модели и имеющую большое количество полей характеристик, таким образом, что влияющие на кинетику реакции параметры реакций каждой отдельной происходящей реакции, в частности в рамках нейтрализации отработанного газа, применяют в качестве параметров полей характеристик, и данными параметрами заполняют по меньшей мере одно поле характеристик, при этом для параметризации полей характеристик с помощью имитационной модели определяют значения влияющих на кинетику реакции параметров полей характеристик и передают их в модель полей характеристик, итем, что затем для калибровки модели полей характеристик в реальном процессе эксплуатации и/или на испытательном стенде целенаправленно технически

Claims

1. Способ калибровки регулирующего устройства, которое управляет или регулирует технический процесс, описываемый кинетическими уравнениями реакции, в частности для калибровки регулирующего устройства управляющего или регулирующего нейтрализацию отработанного газа в потоке отработанного газа двигателя внутреннего сгорания, с помощью имитационной модели, в которой несколько протекающих, в частности во время нейтрализации отработанного газа, со смещением во времени и/или параллельно друг другу реакций отображаются в форме кинетических уравнений реакции, при этом переменные параметры отдельных кинетических уравнений реакции имитационной модели калибруются с помощью технически измеренных на испытательном стенде реальных значений соответствующих параметров уравнений,

отличающийся тем,

что для регулирующего устройства или в регулирующем устройстве формируют модель полей характеристик, независимую от имитационной модели и имеющую большое количество полей характеристик, таким образом, что влияющие на кинетику реакции параметры реакций каждой отдельной происходящей реакции, в частности в рамках нейтрализации отработанного газа, применяют в качестве параметров полей характеристик, и данными параметрами заполняют по меньшей мере одно поле характеристик, при этом для параметризации полей характеристик с помощью имитационной модели определяют значения влияющих на кинетику реакции параметров полей характеристик и передают их в модель полей характеристик, и

тем, что затем для калибровки модели полей характеристик в реальном процессе эксплуатации и/или на испытательном стенде целенаправленно технически измеряют значение по меньшей мере одного параметра поля характеристик для по меньшей мере одного поля характеристик в модели полей характеристик и затем с помощью устройства обработки данных определяют, отклоняется ли измеренное значение на определенную заданную величину от сохраненного в соответствующем поле характеристик значения рассматриваемого параметра поля характеристик, при этом в случае

положительного ответа сохраненное значение без влияния на другие, не затронутые изменением поля характеристик модели полей характеристик, заменяется новым значением.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регулируемая с помощью регулирующего устройства нейтрализация отработанного газа представляет собой селективное каталитическое восстановление, при котором монооксид азота в потоке отработанного газа восстанавливают с помощью добавления восстанавливающего средства, в частности водного раствора мочевины в качестве восстанавливающего средства, и тем, что по меньшей мере часть выраженных с помощью нижеследующих уравнений реакций и протекающих при селективном каталитическом восстановлении реакций преобразуют для изготовления независимой от регулирующего устройства имитационной модели с осуществлением построения кинетических уравнений реакции, в частности уравнений Ленгмюра-Хиншельвуда или уравнений Или-Ридила, в одно или несколько кинетических уравнений реакции:

(1) Термолиз: (NH₂)₂CO+H₂О→NH₃+HNCO

(2) Гидролиз: HNCO+H₂О→NH₃+CО₂

(3) Адсорбция: S+NH₃→SNH₃

(4) Десорбция: SNH₃→S+NH₃/Обратная реакция к (3)

(5) Стандартное SCR: SNH₃+NO+0,25О₂→N₂+1,5H₂О+S

(6) Медленное SCR: 4SNH₃+3NO₂+0,25О₂→3,5N₂+6H₂О+4S

(7) Быстрое SCR: 4SNH₃+2NO+2NO₂→4N₂+6H₂О+4S

(8) Окисление NH₃: 4SNH₃+3О₂→2N₂+6H₂О+4S

(9) Образование закиси азота (нежелательная побочная реакция): 2SNH₃+2NO₂→N₂О+N₂+3H₂О+2S

(10) Окисление NO+Обратная реакция:

NO+0,5О₂→NO₂

NO₂→NO+0,5О₂

где S: Свободная каталитическая поверхность/NH₃: Аммиак в газовой фазе/ SNH₃: адсорбированный на каталитической поверхности аммиак/(NH₂)₂CO: мочевина/HNCO: Изоциановая кислота/NO: монооксид азота/NO₂: диоксид азота/О₂: кислород/N₂: азот/H₂О: вода/N₂О:

закись азота.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что заполняющие поля характеристик и влияющие на кинетику реакций параметры полей характеристик каждой отдельной реакции, в частности каждой отдельной происходящей в рамках нейтрализации отработанного газа реакции, образуются с помощью входных параметров и/или с помощью внутренних системных параметров,

что для параметризации полей характеристик с помощью имитационной модели определяют значения параметров полей характеристик и передают в модель полей характеристик, и

что для калибровки модели полей характеристик в реальном процессе эксплуатации, в частности в реальной эксплуатации транспортного средства, и/или на испытательном стенде целенаправленно технически измеряют значение по меньшей мере одного параметра поля характеристик для по меньшей мере одного поля характеристик и затем передают устройству обработки данных.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что по меньшей мере один входной параметр при нейтрализации отработанного газа представляет собой массовый расход отработанного газа, и/или концентрацию монооксида азота, и/или температуру, и/или массовый расход NH₃.

5. Способ по п. 3 или 4, отличающийся тем, что по меньшей мере один внутренний системный параметр при нейтрализации отработанного газа представляет собой количество абсорбированного на каталитической поверхности NH₃.

6. Двигатель внутреннего сгорания, в частности для транспортного средства или судна, с откалиброванным с помощью способа согласно одному из предшествующих пунктов регулирующим устройством для управления или регулирования нейтрализации отработанного газа в потоке отработанного газа двигателя внутреннего сгорания.