陳懷望 王麗

摘要：本文為了完成發(fā)動(dòng)機(jī)的RHU（快速升溫）試驗(yàn)標(biāo)定，運(yùn)用CAMEO軟件進(jìn)行DOE試驗(yàn)設(shè)計(jì)，并根據(jù)實(shí)測(cè)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)處理，通過(guò)CAMEO的優(yōu)化結(jié)果中尋找排溫、排放、油耗等的最優(yōu)的一組參數(shù)，返回臺(tái)架進(jìn)行實(shí)測(cè)確認(rèn)可能的最優(yōu)解；通過(guò)DOE的試驗(yàn)設(shè)計(jì)快速建立RHU的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，可以節(jié)省資源、加快開(kāi)發(fā)進(jìn)度，具有一定的實(shí)際意義。

關(guān)鍵詞：RHU；DOE試驗(yàn)設(shè)計(jì)；發(fā)動(dòng)機(jī)

隨著排放法規(guī)的的不斷提升，特別是排放提升到國(guó)VI以后，發(fā)動(dòng)機(jī)后處理技術(shù)廣泛的使用。不論是輕型車用發(fā)動(dòng)機(jī)、還是重型發(fā)動(dòng)機(jī)，SCR都是標(biāo)配的后處理技術(shù)。SCR裝置是依據(jù)氮氧還原基本原理，將尿素與水以適當(dāng)比例混合，噴入廢氣中（高溫環(huán)境），在催化劑上的作用，使NOx能迅速與NH3反應(yīng)，生成N2和水，稱為尿素的水解反應(yīng)。但尿素的水解反應(yīng)的最低需求180～200℃排氣溫度。

對(duì)于輕型車采用WLTC的排放循環(huán)，整車的WLTC的初始，整車由于水溫低、且負(fù)荷低，排溫很難達(dá)到尿素的水解溫度；導(dǎo)致在VVLTC試驗(yàn)循環(huán)中的前400S左右，尿素不能噴射，尾氣中的NOx沒(méi)有處理措施，對(duì)整車排放影響非常大。為了快速達(dá)到尿素起噴溫度，在VVLTC試驗(yàn)開(kāi)始階段，引入了RHU（排氣的快速升溫），就是在排放略微劣化的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)排溫快速升溫，讓尿素達(dá)到起噴排氣溫度。本文根據(jù)運(yùn)用CAMOE進(jìn)行DOE試驗(yàn)設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的優(yōu)化的方法進(jìn)行RHU的標(biāo)定。

一、試驗(yàn)描述

本文選擇了一款2.0LCT1國(guó)IV發(fā)動(dòng)機(jī)作為試驗(yàn)樣機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)主要參數(shù)見(jiàn)表1。

（一）試驗(yàn)設(shè)備

采用AVL公司開(kāi)發(fā)的Puma open臺(tái)架進(jìn)行整機(jī)性能試驗(yàn)。主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備如表2，臺(tái)架布置如圖1。

（二）確定試驗(yàn)參數(shù)

在WLTC試驗(yàn)中，排氣溫度偏低區(qū)域主要集中低速低負(fù)荷，所以RHU標(biāo)定區(qū)域選擇1000～2000r/min，扭矩范圍由0～100N.m。對(duì)排溫影響因素很多，DOE試驗(yàn)前中先要確定主要因素。在本文中主要選擇選擇空氣量、EGR率、主噴提前角、后噴（近后噴）油量及后噴間隔。

（三）確定試驗(yàn)邊界

DOE試驗(yàn)設(shè)計(jì)中需要確定各參數(shù)的試驗(yàn)邊界，后把試驗(yàn)邊界輸入到CMEO中進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，確定測(cè)試點(diǎn)的設(shè)計(jì)。在臺(tái)架上可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況確定各參數(shù)的邊界，例如，主噴提前角設(shè)置，根據(jù)NOx需求去設(shè)置最大的提前角，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的煙度排放去設(shè)置最小的提前角；同時(shí)可以根據(jù)不同的需求對(duì)其他參數(shù)的邊界進(jìn)行設(shè)置。

（四）DOE試驗(yàn)設(shè)計(jì)

運(yùn)用COMEO進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，由于試驗(yàn)變量較少，運(yùn)用軟件自帶的D優(yōu)化設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的二層DOE試驗(yàn)方案，如圖2。

（五）試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及優(yōu)化

通過(guò)DOE設(shè)計(jì)出各工況點(diǎn)對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)參數(shù)，并在進(jìn)行臺(tái)架上進(jìn)行實(shí)際測(cè)試，作為樣本輸入根據(jù)需求排溫、氣體排放、油耗等條件，通過(guò)CAMEO軟件進(jìn)行優(yōu)化處理，得出需求的一組或幾組試驗(yàn)參數(shù)，如圖3。

二、試驗(yàn)結(jié)果與分析

通過(guò)DOE的試驗(yàn)方法，確定各點(diǎn)的最優(yōu)參數(shù)，后進(jìn)行部分區(qū)域的萬(wàn)有特性。確定是否達(dá)到需求的效果。經(jīng)過(guò)測(cè)試，在RHU模式下，排氣溫度均提升24℃以上，如圖4；NOx大部分點(diǎn)都明顯減少，但也存在少量點(diǎn)NOx有少量增加，但均小于10%，如圖5；由于主噴提前角的推遲、空氣量減、EGR率增加、后噴量增加及后噴間隔增大等因素，導(dǎo)致油耗由明顯增加增加比例均大于10%，同時(shí)在RHU模式下的FSN均小于2.5FSN，不會(huì)出現(xiàn)可見(jiàn)煙，如圖6。

三、結(jié)語(yǔ)

本文從RHU的作用出發(fā)，基于CAMEO進(jìn)行DOE的試驗(yàn)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)結(jié)果的優(yōu)化，得到最佳的RHU升溫效果；滿足工程應(yīng)用要求，在柴油機(jī)的國(guó)六試驗(yàn)中得到應(yīng)用。

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