Разработка модели бифункционального нейтрализатора как объекта диагностирования и управления
Диссертация
Бифункциональный нейтрализатор (БН) является наиболее эффективным средством очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. БН способен эффективно работать только в узком диапазоне режимов работы ДВС. В частности, наивысшая эффективность нейтрализатора достигается при стехиометрическом составе смеси. Колебания коэффициента избытка воздуха допускаются в пределах ±2% относительно 1. При… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Анализ методов диагностирования бифункционального нейтрализатора отработавших газов ДВС
- 1. 1. Бортовое диагностирование бифункционального нейтрализатора по показаниям датчиков кислорода
- 1. 1. 1. Теоретические предпосылки
- 1. 1. 2. Диагностирование нейтрализатора по показаниям одного датчика кислорода
- 1. 1. 3. Диагностирование нейтрализатора по показаниям двух датчиков кислорода
- 1. 2. Бортовое диагностирование бифункционального нейтрализатора по температуре
- 1. 3. Бортовое диагностирование бифункционального нейтрализатора по показаниям датчиков состава отработавших газов
- 1. 4. Итоги главы
- 1. 1. Бортовое диагностирование бифункционального нейтрализатора по показаниям датчиков кислорода
- Глава 2. Математическая модель бифункционального нейтрализатора отработавших газов
- 2. 1. Требования к построению математической модели нейтрализатора как объекта диагностирования и управления
- 2. 2. Анализ физико-химических процессов в нейтрализаторе
- 2. 3. Уравнения математической модели
- 2. 3. 1. Уравнения энергетического баланса
- 2. 3. 2. Уравнения массового баланса
- 2. 3. 3. Расчет скоростей химических реакций
- 2. 3. 4. Расчет теплоемкости газовой смеси в зависимости от температуры
- 2. 3. 5. Расчет теплового эффекта химических реакций в зависимости от температуры
- 2. 4. Численное решение дифференциальных уравнений математической модели нейтрализатора
- 2. 4. 1. Система решений уравнений энергетического баланса
- 2. 4. 2. Решения уравнений массового баланса
- 2. 5. Алгоритм расчета по математической модели каталитического нейтрализатора
- Глава 3. Идентификация математической модели бифункционального каталитического нейтрализатора по экспериментальным данным
- 3. 1. Экспериментальные данные
- 3. 2. Исходные данные для расчета
- 3. 2. 1. Расчет концентраций недостающих компонентов ОГ
- 3. 2. 2. Расчет концентраций с учетом осушения продуктов сгорания в газоанализаторе
- 3. 2. 3. Алгоритм расчета недостающих компонентов ОГ с учетом осушения проб в газоанализаторе
- 3. 3. Идентификация кинетических параметров модели
- Глава 4. Математическая модель работы датчика состава смеси
- 4. 1. Математическая модель релейного датчика кислорода (Л-зонда)
- 4. 2. Математическая модель широкодиапазонного датчика состава смеси
- Глава 5. Применение математической модели для оценки методов диагностирования бифункционального нейтрализатора
- 5. 1. Возможность применения математической модели нейтрализатора для оценки методов диагностирования
- 5. 2. Исходные данные для моделирования
- 5. 3. Оценка методов диагностирования нейтрализатора по показаниям двух Я-зондов
- 5. 3. 1. Возможности тестового бортового диагностирования нейтрализатора
- 5. 3. 2. Диагностирование при случайном изменении тестового сигнала
- 5. 4. Применение широкодиапазонного датчика состава смеси для диагностирования нейтрализатора
- 5. 5. Анализ возможности диагностирования БН по температуре
- 5. 6. Итоги главы
- Глава 6. Исследование возможности применения математической модели бифункционального нейтрализатора для описания режима прогрева
- 6. 1. Исходные данные для моделирования
- 6. 2. Результаты расчетов
- 6. 2. 1. Идентификация теплофизических характеристик нейтрализатора
- 6. 2. 2. Идентификация кинетических характеристик нейтрализатора
- 6. 3. Итоги главы
- Выводы
Список литературы
- Deterioration of Three — Way Automotive Catalysts, Part 1.- Steady State and
- Transient Emission of Aged Catalyst. Edward Jobson et al. SAE TPS 930 937 p. 153−165.
- Иоффе И.И., Письмен Л. М. Инженерная химия гетерогенного катализа. Л.:1. Химия, 1972.
- California Air Resources Board, «California's OBD-II Regulation (section 1968.1, Title 13, California Code of Regulation)», 1995
- Zukunftige Abgasnachbehandlungstechnologien fur Otto-Motoren- Die nachste Generation Niedrigstemissionsfahrzeuge, W. Maus, R. Bruck, Motor und Umwelt Schadstoffemissionen versus C02, International Kongress Graz, 1999.
- Электронное управление автомобильными двигателями/ Г. П. Покровский,
- Е.А. Белов, С. Г. Драгомиров и др.- Под общ. ред. Г. П. Покровского. М.: Машиностроение, 1994. — 336 е.: ил.
- Development of Air Fuel Ratio Sensor for 1997 Model Year LEV Vehicle.
- Kazuya Mizusawa, Hidetaka Hayashi, Shinji Hocho. SAE TPS 970 843 p. 7587.
- Морозов К.А. Токсичность автомобильных двигателей: Учебное пособие/1. МАДИ. М&bdquo- - 84 с.
- ГОСТ 20 911–89. Техническая диагностика. Термины и определения.
- Способ и устройство для проверки работоспособности каталитических реакторов: Патент № PS 3 524 592 ФРГ, МКИ4 / Roth Andreas, Lampe Gerhard- Pierburg GmbH. 25.09.86.
- Способ и устройство для проверки процессов старения катализатора: Заявка № OS 4 039 762 ФРГ, МКИ5/ Schnaibel Eberhard, Raff Lothar- Robert Bosch GmbH. -17.06.92.
- Способ контроля работы каталитического нейтрализатора: Патент № 5 351 484 США, МКИ5/ Orzel Daniel, Zimlich Glenn, Truong Tri- Ford Motor Co. -04.10.94.
- Метод определения КПД каталитического нейтрализатора: Европейская заявка ЕР 634 576, МКИ6/Achleitner Erwin- Siemens AG. -18.01.95.
- Диагностирование каталитического нейтрализатора с помощью датчика кислорода, расположенного на выходе нейтрализатора: Патент № 5 159 810 США, МКИ5/ Ford Motor Co. 03.11.92.
- Способ обнаружения неисправностей каталитического нейтрализатора отработавших газов: Патент № 5 313 791 США, МКИ5/ Hamburg Douglas, Cook Jeffrey- Ford Motor Co. 24.05.94.
- Способ и устройство для контрольной проверки скорости преобразования отработавших газов в каталитическом реакторе выпускной системы: Патент № 5 177 959 США, МКИ5/ Schnaibel Eberhard, Schneider Erich- Robert Bosch GmbH. 12.01.93.
- Метод и система контроля эффективности каталитического нейтрализатора автомобильного двигателя: Патент № 5 289 678 США, МКИ5 / Grutter Peter- Ford Motor Co. 01.03.94.
- Способ и устройство для контролирования эффективности каталитического преобразователя: Патент № 5 390 490 США, МКИ5/ Brooks Timothy- Ford Motor Co. 21.02.95.
- Каталитические нейтрализаторы транспортных двигателей / О. И. Жегалин, H.A. Китросский, В. И. Панчишный и др. М.: Машиностроение, 1979.-80 е., ил.
- Система обнаружения ухудшения свойств катализатора в каталитическом нейтрализаторе: Патент № 5 060 473 США, МКИ5/ Toyoaki Nakagawa- Nissan Motor Co. 29.10.91.
- Определение местоположения реакционной зоны в каталитическом нейтрализаторе: Международная заявка WO 92/10 653, МКИ5/ Emitec Gesellschaft fur Emissionstechnologie GmbH. 25.06.92.
- Способ и устройство для оценки эффективности работы каталитического нейтрализатора: Заявка № OS 4 211 092 ФРГ, МКИ5/ Robert Bosch GmbH. -07.10.93.
- Способ определения технического состояния каталитического нейтрализатора: Заявка № OS 4 302 779 ФРГ, МКИ5/ Pelters Stephan- F. Porsche AG 04.08.94.
- Deterioration of Three Way Automotive Catalysts, Part I — Steady State and Transient Emission of Aged Catalyst. Edward Jobson et al. SAE TPS 930 937 p.153−165.
- Способ и устройство для проверки катализатора: Заявка № OS 4 039 429 ФРГ, МКИ5/ Baier Gunar- ABB Patent GmbH. 17.06.92.
- Метод и устройство для регулирования и диагностики: Патент № 5 339 627 США, МКИ5/ ABB Patent GmbH.- 23.08.94
- Система обнаружения износа трехкомпонентного каталитического реактора ДВС: Патент № 5 179 833 США, МКИ5/ Shigetaka Karoda- Honda Giken Kogyo К. К. -19.01.93.
- Бортовая диагностика каталитического нейтрализатора системы выпуска с калориметрическим датчиком: Патент № 5 444 974 США, МКИ5/ General Motors Corp. 29.08.95.
- Диагностика нейтрализатора, используя датчик углеводородов: Патент № 5 177 464 США, МКИ5/ Ford Motor Co. 05.01.93.
- Химмельблау Д. Обнаружение и диагностика неполадок в химических и нефтехимических процессах: Пер. с англ. Л.: Химия, 1983.
- Матрос Ю.Ш. Нестационарные процессы в каталитических реакторах. -Новосибирск: Наука, 1982.
- Transient Operation of Monolith Catalytic Converters: a 2-dimensional Reactor Model and the Effects of Radially Nonuniform Flow Distributions I K. Zigourakis, Chemical Engineering Science, Vol.44, #9, pp.2075−2086, 1989.
- Transient Flow Characteristics Inside the Catalytic Converter of a Firing Gasoline Engine I Fu Quan Zhao, Ling Bai et al. SAE 971 014 p. 175−188.
- Catalysts in cars. K.C.Teylor, Chemtech sept. 1990, Vol.20 #9, p.551−555.
- Transient Modeling of 3-Way Catalytic Converters / KN. Pattas et al. SAE 940 934 pp. 289−302.
- Kinetic Study of Carbon Monoxide and Propylene Oxidation on Platinum Catalysts / Sterling E. Voltz et al. Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Develop., Vol.12, No.4, 1973.
- Transients of Monolithic Catalytic Converters: Response to Step Changes in Feedstream Temperature as Related to Controlling Automobile / Se H. Oh and James C. Cavendish / Ind. Eng. Prod. Res. Develop. 1982, 21, 21−37.
- The A/F Window with Three-Way Catalysts. Kinetic and Surface Investigations / E. Koberstein and G. Wannemacher Catalysis and Automotive Pollution Control, 1987.
- Попова H.M. Катализаторы очистки выхлопных газов автотранспорта. -Алма-Ата: Наука, 1987.
- Development and Application Range of Mathematical Models for 3-Way Catalytic Converters / G.C.Koltsakis et al./ Applied Catalysis B: Environmental 12(1997) 161−191.
- Kinetic modeling of automotive exhaust catalysis/Guy B. Marin, Jozef H.B.J. Hoebink/ CatTech, 12,1997.
- Крылов O.B., Матышак В. А. Промежуточные соединения в гетерогенном катализе. М.: Наука, 1996. — 316 с.
- Гурвич Л.В., Глушко В. П. Термодинамические свойства индивидуальных веществ.
- Краткий справочник физико-химических величин / под ред. К. П. Мищенко -Л.: Химия, 1965−159 с.
- Справочное пособие по приближенным методам решения задач высшей математики / Л. И. Бородич, А. И. Герасимович, Н. П. Кода и др. Мн.: Высшая школа, 1986 -189 с.
- Звонов В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1973, 200 с.
- Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн.1. Теория рабочих процессов: Учеб./Луканин В.Н., Морозов К. А., Хачиян А. С. и др.- Под ред.
- B.Н.Луканина. М.: Высш.шк., 1995.
- Experimental Analysis of Zr02 Oxygen Sensor Transient Switching Behavior/
- C.T.Young/ SAE 810 380 p. 291.