高壓共軌柴油機及SCR系統(tǒng)控制策略的研究.pdf

1、隨著我國對車輛排放法規(guī)日益嚴格的要求,電子控制系統(tǒng)在柴油機上也得到了廣泛的應用?？刂撇呗宰鳛殡娍叵到y(tǒng)的重要組成部分,能夠根據(jù)柴油機的需求及不同的排放法規(guī)作出靈活的改變。因此,合理的控制策略對于提升電控系統(tǒng)的功能起到越來越重要的作用。
　　 本文在借鑒國內(nèi)外相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上,開展對高壓共軌柴油機及SCR(選擇性催化還原)系統(tǒng)控制策略的研究。高壓共軌柴油機控制策略分為工況管理策略、信號輸入及處理策略、共軌壓力控制策略以及各工況處理策

2、略。在工況管理策略中,根據(jù)不同工況的特征,確定工況間的相互轉(zhuǎn)換條件,并由此設(shè)計工況判斷策略;信號輸入及處理策略中,利用曲軸與凸輪軸信號計算平均轉(zhuǎn)速與瞬時轉(zhuǎn)速,并根據(jù)信號齒特征,判斷氣缸上止點的位置,由于各模擬量信號輸入實時性的要求不同,故采取定時與定位相結(jié)合的控制方法;共軌壓力控制策略采用增量式PID控制方式,通過調(diào)節(jié)比例與積分系數(shù),確定與目標共軌壓力相對應的脈寬調(diào)制(PWM)占空比,使實際共軌壓力接近目標共軌壓力;工況處理策略包括起動

3、工況、怠速工況、常規(guī)工況、限速工況以及超速工況處理策略,怠速工況中的怠速油量控制采用增量式PID的控制方法,通過PID對油量的修正,實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性,提出了限速工況的概念,將其作為常規(guī)工況的延伸,以降低柴油機超速的風險。通過分析排氣溫度、空速及氨氮摩爾比等因素對SCR系統(tǒng)催化效率的影響,設(shè)計了基于開環(huán)控制的SCR系統(tǒng)尿素溶液噴射策略,控制策略主要以穩(wěn)態(tài)控制為主,并輔以排溫溫差瞬態(tài)修正。
　　 具體結(jié)合某四缸高壓共軌柴油機對控制策

4、略進行試驗驗證。通過高壓共軌柴油機起動試驗、共軌壓力穩(wěn)定性試驗以及怠速轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性試驗的結(jié)果可知,起動持續(xù)時間、共軌壓力波動范圍及怠速轉(zhuǎn)速波動范圍均符合高壓共軌柴油機運行要求,為進一步證明控制策略的合理性,進行了燃油耗試驗,試驗結(jié)果表明:高壓共軌柴油機控制策略具有較好的實際應用性。采用歐洲穩(wěn)態(tài)測試循環(huán)(ESC)試驗,對SCR系統(tǒng)消除氮氧化物(Nox)的能力進行研究,并分析了對其它排放污染物的影響,以驗證SCR系統(tǒng)控制策略的合理性。通過試驗