基于遺傳算法—優(yōu)化長(zhǎng)短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的柴油機(jī)瞬態(tài)NOx排放預(yù)測(cè)模型研究

楊 蓉，楊 林，譚盛蘭，張 松，黃 偉，黃俊明

（1.廣西大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院廣西制造系統(tǒng)與先進(jìn)制造技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南寧530004；2.廣西玉柴機(jī)器股份有限公司，玉林537005）

0 概述

柴油機(jī)因熱效率高、燃油經(jīng)濟(jì)性好、工作范圍廣等特點(diǎn)被廣泛地應(yīng)用于交通、電力、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域［1］。柴油車是排放NOx的主要移動(dòng)源，截至2019年底，中國(guó)柴油車NOx排放總量占全國(guó)汽車NOx排放總量的88.9% 以上［2］。為了改善環(huán)境空氣質(zhì)量，加快建設(shè)美麗中國(guó)的步伐，柴油車排放的NOx已經(jīng)成為打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的重點(diǎn)攻克對(duì)象之一。以尿素為還原劑的選擇性催化還原（selective catalytic reduction，SCR）技術(shù)是降低柴油車NOx排放的主要途徑。通常情況下，SCR 對(duì)NOx的凈化效果受尿素噴射量的影響［3］。尿素噴射量過少，NOx的排放量仍可能超標(biāo)；尿素噴射量過多，將導(dǎo)致氨氣排放增加，污染環(huán)境。為嚴(yán)格監(jiān)控柴油車的污染物排放，目前已有政策指出重型柴油車應(yīng)開展全天候、全方位的排放監(jiān)控，利用機(jī)動(dòng)車道路遙感監(jiān)測(cè)設(shè)備、排放檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)重型柴油車遠(yuǎn)程排放監(jiān)控。

當(dāng)前SCR 系統(tǒng)中尿素基本噴射量的控制主要通過查表法確定，即依據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速與噴油量查找柴油機(jī)穩(wěn)態(tài)工況的NOx排放MAP 圖決定，所以SCR 系統(tǒng)對(duì)柴油機(jī)NOx排放的凈化程度很大程度依賴柴油機(jī)臺(tái)架標(biāo)定試驗(yàn)。柴油機(jī)臺(tái)架標(biāo)定試驗(yàn)是獲得柴油機(jī)穩(wěn)態(tài)NOx排放MAP 圖最直接的方法，該方法可靠且結(jié)果說服力強(qiáng)，但試驗(yàn)成本高且標(biāo)定時(shí)間長(zhǎng)。隨著各種新技術(shù)在柴油機(jī)上應(yīng)用，原本就是多輸入多輸出的柴油機(jī)系統(tǒng)變得更為復(fù)雜，致使排放標(biāo)定難度成倍增加。……