柴油機(jī)SCR控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及試驗(yàn)研究.pdf

1、環(huán)境污染已經(jīng)成為全世界高度重視的問(wèn)題，我國(guó)大型城市的污染物來(lái)源正在由煤煙型污染向汽車(chē)型污染轉(zhuǎn)變，為了緩解環(huán)境壓力，更加嚴(yán)格的排放法規(guī)也將逐步實(shí)施。面對(duì)日益嚴(yán)格的排放法規(guī)，采用尾氣后處理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)國(guó)Ⅳ及其以上排放法規(guī)的必然技術(shù)措施，在發(fā)展現(xiàn)有柴油機(jī)機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)的基礎(chǔ)上結(jié)合高效的尾氣后處理措施是柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展的方向。選擇性催化還原（Selective catalytic reduction,簡(jiǎn)稱(chēng)SCR）技術(shù)是降低發(fā)動(dòng)機(jī)NOx排放的一條技術(shù)路

2、線(xiàn)，結(jié)合我國(guó)基本國(guó)情，目前我國(guó)重型柴油機(jī)領(lǐng)域基本采用SCR技術(shù)路線(xiàn)。
　　本文以一臺(tái)六缸渦輪增壓柴油機(jī)為研究對(duì)象，選擇SCR后處理技術(shù)路線(xiàn)，以降低柴油機(jī)NOx排放為目標(biāo)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了SCR控制器和軟件控制策略，并在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架上實(shí)現(xiàn)控制。
　　首先對(duì)SCR控制器功能需求進(jìn)行分析，綜合考慮選用飛思卡爾MC9S12XS128作為處理器核心，根據(jù)需求使用了處理器核心中的控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN）通信模塊、模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換模塊、脈

3、寬調(diào)制（PWM）模塊，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的電源模塊和驅(qū)動(dòng)模塊，使用CodeWarrior集成開(kāi)發(fā)軟件對(duì)各個(gè)功能模塊進(jìn)行軟件底層配置，經(jīng)過(guò)調(diào)試SCR控制器能夠正常工作，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
　　利用VB開(kāi)發(fā)工具，基于SAE-J1939協(xié)議開(kāi)發(fā)了SCR標(biāo)定診斷工具，通過(guò)CAN總線(xiàn)讀取發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)參數(shù)、SCR后處理相關(guān)參數(shù)以及OBD故障診斷信息，開(kāi)發(fā)了OBD故障診斷策略并編程寫(xiě)入SCR控制器，通過(guò)調(diào)試該工具能夠正常運(yùn)行滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。針對(duì)SCR系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

4、了尿素噴射控制策略，通過(guò)查詢(xún)NOx排放脈譜和目標(biāo)NOx轉(zhuǎn)化效率脈譜計(jì)算基礎(chǔ)尿素噴射量，使用NOx傳感器計(jì)算實(shí)際NOx轉(zhuǎn)化效率，采用增量式PID控制方法對(duì)尿素噴射量進(jìn)行閉環(huán)修正，通過(guò)油門(mén)變化率進(jìn)行瞬態(tài)工況的判定，建立了溫度延遲和氨存儲(chǔ)量修正策略。
　　通過(guò)試驗(yàn)得到柴油機(jī)NOx排放脈譜、排氣流量脈譜以及目標(biāo)NOx轉(zhuǎn)化效率脈譜，為控制策略的實(shí)現(xiàn)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，最后通過(guò)ESC十三工況點(diǎn)對(duì)SCR系統(tǒng)控制效果進(jìn)行驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果顯示：采用所開(kāi)發(fā)的