柴油機選擇性催化還原系統(tǒng)控制單元研究.pdf

1、柴油機依據(jù)壓縮比高、動力性強、熱效率高等優(yōu)點，是長途運輸和市政車輛的主要動力來源。相比汽油機，柴油機氮氧化物（NOX）排放量相對較高，隨著國Ⅳ和國Ⅴ排放標準的推行，僅靠機內(nèi)燃燒凈化方式已無法滿足排放法規(guī)要求，匹配排氣后處理系統(tǒng)，降低NOX排放已成為重要的研究方向。其中，配置選擇性催化還原（Selective Catalytic Reduction，SCR）系統(tǒng)的柴油機具有高效、減排和發(fā)動機改進少等優(yōu)點，目前已成為主流方法。針對我國石油資

2、源緊缺，油品中硫含量較高等問題，匹配 SCR系統(tǒng)是降低柴油機車NOX排放的最佳選擇之一。
　　根據(jù)國外先進的SCR技術(shù)，結(jié)合國內(nèi)柴油機后處理控制系統(tǒng)的需求，自主研發(fā)SCR系統(tǒng)控制單元，主要完成硬件電路設(shè)計、底層驅(qū)動塊設(shè)計、SCR檢測平臺搭建以及試驗分析等內(nèi)容。
　　SCR系統(tǒng)控制單元硬件電路采用“模塊化”的思路設(shè)計，主要完成微控制單元（MCU）模塊、電壓轉(zhuǎn)換的電源管理模塊、傳感器信號采集的輸入調(diào)理模塊、電磁閥和電機控制的輸出

3、驅(qū)動模塊以及CAN通訊模塊等電路。設(shè)計中，在芯片的選型、電路的濾波、峰值-保持、防浪涌及抗干擾性等方面進行詳細的分析與研究。
　　基于 Matlab/Simulink軟件設(shè)計飛思卡爾 MC9S12XS128單片機底層驅(qū)動塊。重點介紹驅(qū)動塊中S函數(shù)、TLC函數(shù)以及模塊封裝的設(shè)計方法及原則。根據(jù)SCR系統(tǒng)控制需求，完成模擬量（AD）、數(shù)字量輸入（DI）、數(shù)字量輸出（DO）、脈寬調(diào)制（PWM）、定時器輸入捕捉（IC）、實時中斷（RTI）

4、和 CAN接受發(fā)送等驅(qū)動塊的設(shè)計。同時，為方便上層用戶的調(diào)用，編寫腳本函數(shù)，將所設(shè)計的驅(qū)動塊移植于 Matlab/Simulink庫文件中，以提高系統(tǒng)的開發(fā)效率。
　　運用Labview軟件完成上位機登陸界面和監(jiān)測界面設(shè)計，結(jié)合信號發(fā)生器、數(shù)據(jù)采集卡、CAN卡以及步進電機等搭建系統(tǒng)檢測平臺。選用自主研制的SCR控制單元為樣板，分別進行傳感器信號采集、數(shù)字量信號處理、脈沖信號捕捉、電機驅(qū)動控制和CAN通訊模塊的檢測試驗。試驗結(jié)果表明