柴油機SCR控制系統(tǒng)開發(fā)及試驗研究.pdf

1、環(huán)境污染已經(jīng)成為全世界高度重視的問題，我國大型城市的污染物來源正在由煤煙型污染向汽車型污染轉(zhuǎn)變，為了緩解環(huán)境壓力，更加嚴格的排放法規(guī)也將逐步實施。面對日益嚴格的排放法規(guī)，采用尾氣后處理技術(shù)是實現(xiàn)國Ⅳ及其以上排放法規(guī)的必然技術(shù)措施，在發(fā)展現(xiàn)有柴油機機內(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技術(shù)發(fā)展的方向。選擇性催化還原（Selective catalytic reduction,簡稱SCR）技術(shù)是降低發(fā)動機NOx排放的一條技術(shù)路

2、線，結(jié)合我國基本國情，目前我國重型柴油機領(lǐng)域基本采用SCR技術(shù)路線。
　　本文以一臺六缸渦輪增壓柴油機為研究對象，選擇SCR后處理技術(shù)路線，以降低柴油機NOx排放為目標，設計開發(fā)了SCR控制器和軟件控制策略，并在發(fā)動機試驗臺架上實現(xiàn)控制。
　　首先對SCR控制器功能需求進行分析，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（CAN）通信模塊、模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換模塊、脈

3、寬調(diào)制（PWM）模塊，并設計了相應的電源模塊和驅(qū)動模塊，使用CodeWarrior集成開發(fā)軟件對各個功能模塊進行軟件底層配置，經(jīng)過調(diào)試SCR控制器能夠正常工作，滿足設計要求。
　　利用VB開發(fā)工具，基于SAE-J1939協(xié)議開發(fā)了SCR標定診斷工具，通過CAN總線讀取發(fā)動機狀態(tài)參數(shù)、SCR后處理相關(guān)參數(shù)以及OBD故障診斷信息，開發(fā)了OBD故障診斷策略并編程寫入SCR控制器，通過調(diào)試該工具能夠正常運行滿足設計要求。針對SCR系統(tǒng)開發(fā)

4、了尿素噴射控制策略，通過查詢NOx排放脈譜和目標NOx轉(zhuǎn)化效率脈譜計算基礎(chǔ)尿素噴射量，使用NOx傳感器計算實際NOx轉(zhuǎn)化效率，采用增量式PID控制方法對尿素噴射量進行閉環(huán)修正，通過油門變化率進行瞬態(tài)工況的判定，建立了溫度延遲和氨存儲量修正策略。
　　通過試驗得到柴油機NOx排放脈譜、排氣流量脈譜以及目標NOx轉(zhuǎn)化效率脈譜，為控制策略的實現(xiàn)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，最后通過ESC十三工況點對SCR系統(tǒng)控制效果進行驗證。試驗結(jié)果顯示：采用所開發(fā)的