重型柴油车尾气中的氮氧化物NOx是大气污染中首要的污染源之一。为了删除重型柴油车排放对处境的影响，我国参考欧洲排放法例并连合我国的国情，渐渐推出并践诺了

重型柴油车尾气中的氮氧化物NOx是大气污染中首要的污染源之一。为了删除重型柴油车排放对处境的影响，我国参考欧洲排放法例并连合我国的国情，渐渐推出并践诺了分歧阶段的重型柴油车排放法例。我国最早正在2001年正式践诺了国I排放法例。国III程序对污染物束缚和衡量手段提出了简直条件。看待国III程序，柴油机通过优秀的机内净化技能即可知足排放程序，比方高压共轨技能、低温燃烧技能、废气再轮回技能等。从国IV排放程序起源，跟着排放法例的升级和排放后惩罚技能的兴盛，柴油车机内净化技能连合排放后惩罚技能成为重型柴油车的首要技能道途。跟着国V和国VI程序的发布践诺，柴油车排放后惩罚技能也不竭兴盛升级。柴油车排放后惩罚技能包罗柴油颗粒捕获器（Diesel particulate filter, DPF），柴油氧化催化器（Diesel oxidation catalyst，DOC）和抉择性催化还原器（Selective catalytic reduction, SCR）。DPF的成效是过滤浸积柴油机尾气中的颗粒物（Particulate matter, PM），DOC的首要方针是净化柴油机尾气中的CO、HC和NOx，SCR技能则是通过催化还原反响还原柴油机尾气中的NOx。DOC可下降25%~50%PM，DPF可下降90%PM和90%以上的HC，SCR可下降90%NOx、50%~90%HC和30%~50%PM。这三种技能比拟，SCR实用边界最广，是柴油车尾气后惩罚技能中的要害左右安装。

柴油车SCR体系行使尿素与柴油机废气中的NOx产生催化还原反响，将 NOx转化为无害的N2和水。SCR体系内催化还原反响的首要反响方程式为：（1）尿素热解。尿素水溶液喷入排气管中，因为排气温度较高，尿素水溶液会产生热解反响，最毕生成气相的NH3和 HNCO。反响方程式为

（2）尿素水解。尿素溶液正在热解后天生的气相 HNCO，正在进入催化剂后，将正在催化剂轮廓产生水解反响，天生气相的NH3和CO2。反响方程式为：

（3）催化还原反响。经上述反响，绝大片面尿素溶液转化为气相的NH3，正在滚动流程中与柴油机尾气举办夹杂，正在进入催化器后产生催化还原反响，NH3与 NOx正在催化剂轮廓将产生催化还原反响。首要反响方程式如下：

2. 尿素喷射左右计谋SCR体系中尿素的喷射左右计谋合乎到SCR体系的功能。跟着我国排放法例的渐渐厉酷，尿素的喷射左右计谋经过了开环-闭环-智能左右的技能道途）开环左右正在开环左右中，基于MAP图的尿素喷射计谋是最常用的左右手段，如图2所示。MAP图经历工程师的标定，将发起机转速、排气温度等分歧影响成分举动输入，通过查找法即可准备出最终尿素喷射量。文献[5]扼要先容了BOSCH后惩罚体系的开环左右计谋。胡静等人拓荒的基于MAP的尿素开环左右计谋可能知足国V的排放程序。固然开环左右的手段被普及应用，但MAP图必要巨额的标定办事，瞬态功能较差。

（2）闭环左右将SCR出口的NOx含量通过传感器反应到左右单位，行使经典反应左右布局即可达成NOx的闭环左右。闭环左右布局如图3所示。闭环左右采用比例积分（Proportio

nal integral, PI）反应左右器，不竭矫正尿素喷射量。Van Helden等人采用闭环左右计谋可知足欧Ｖ及以上排放法例。然而，NOx传感器对NH3存正在交叉灵便度题目，同时研究到SCR体系的低温和化学反响边界题目，尿素喷射反应左右广大与前馈左右器相连合。目前正在实践利用流程中尿素结晶题目急急，何如删除尿素喷射量、左右结晶、同时统筹NOx转化效力，仍是必要管理的题目。

（3）自适当左右自适当左右的根基起点是仿人的智能以达成对繁复体系举办有用的左右, 它具有从处境自练习、适当处境的本领，实用于管理SCR体系中的非线性和不确定性题目。尿素喷射自适当左右布局如图4所示。文献[10]安排了一种自适当PI左右器，并举办了尝试测试，声明了正在氨遁逸低于10ppm的处境下，自适当PI左右器的NOx转换效力可能抵达90%。文献[11]则引入了一种模子参考自适当左右体系。该体系中采用一阶模子举动SCR参考模子，并安排了自适当机制来更新体系参数。

（4）模子预测左右模子预测左右(Model predictive control, MPC)对存正在众个左右方向或管制的众输入众输出体系中尤为有用。MPC由模子预测、滚动优化和反应校正组成，布局如图5所示。MPC通过预测另日一段时域内SCR的办事状况，行使滚动优化和反应校正来达成最优左右。同时，MPC可以惩罚SCR体系的时滞以及左右输入管制等题目。Chiang等人正在安排的MPC优化方向函数中蕴涵了SCR出口NOx浓度、氨遁逸和尿素喷射量。正在文献[9]中，MPC优化方向函数只研究了NOx转化效力和尿素喷射量，而将氨遁逸举动尿素喷射量左右的“软管制”。 MPC左右器有用地管理了优化方向与管制之间的冲突题目。MPC手段与守旧PID手段比拟，可以更有用的左右NOx排放和氨遁逸题目。

3.SCR体系的另日挑拨为了应对另日日益厉酷的排放程序，仍有以下题目必要管理，以进一步升高SCR体系的功能。（1）低温条款及冷启动国VI排放程序采用的联合瞬态试验轮回(World harmonized transient cycle, WHTC)中加添了冷启动试验，声明低温下SCR体系的功能越来越受到珍重。NOx的转化效力受到尿素明白和催化剂活性的束缚。目前SCR体系中的催化剂活性取决于排气温度，当温度低于250℃时，NOx的转化效力快速消浸。是以，冷启动及低温条款下的SCR体系必要改革体系摆设及低温下的左右计谋。（2）众修造调解左右为了知足排放法例，柴油车尾气后惩罚体系中加添了DPF和DOC，然而DPF和DOC的计划办法直接影响SCR体系的功能。首要的挑拨是统统排气管的温度和气体构成(NO, NO2和其他气体的比例)的调解左右。假使将SCR催化剂集成到DPF中，不光可能浸积PM，还能催化还原NOx。然则，低温下NOx转化效力、NO2/NOx比例左右和硫中毒题目仍是集成催化剂所必要管理的题目。其它，假使将SCR搬动到离发起机更近的地方，低温下可以会使其面对PM浸积的危害。是以，众左右安装间的调解左右是今朝技能道途中不行避免的要害题目。（3）催化剂老化NOx的还原活性跟着SCR催化剂永远应用而下降，这种地步通常称为SCR催化剂老化。影响SCR催化剂老化的成分有许众，如湿热老化、硫或磷中毒以及尿素相干浸积物。固然催化剂老化的流程分外迂缓，露出慢时变性情。跟着应用年光的加长，催化剂功效衰减。是以SCR体系必要对催化剂功能举办精确忖度。