柴油機(jī)SCR控制器的設(shè)計(jì).pdf

1、柴油機(jī)的廣泛應(yīng)用帶來(lái)了日益嚴(yán)重的尾氣污染，為了滿足各國(guó)排放法規(guī)的要求，單純機(jī)內(nèi)凈化已不再可行，必須結(jié)合更為先進(jìn)的尾氣后處理技術(shù)。選擇性催化還原(SCR)技術(shù)由于具有更好的燃油經(jīng)濟(jì)性和更簡(jiǎn)單的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，已成為降低柴油機(jī)NOx排放的主流技術(shù)，目前的NOx轉(zhuǎn)化效率最高可達(dá)95％。SCR工作性能的好壞主要依賴于控制系統(tǒng)的優(yōu)劣，但是目前國(guó)內(nèi)SCR控制系統(tǒng)幾乎由國(guó)外壟斷，國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)在性能上與之差距很大，因此，有必要對(duì)能實(shí)現(xiàn)高效NOx轉(zhuǎn)化的SCR控制

2、器進(jìn)行研究。
　　基于對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有先進(jìn)SCR控制技術(shù)的分析，結(jié)合國(guó)內(nèi)對(duì)柴油機(jī)尾氣后處理控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，針對(duì)無(wú)空氣輔助SCR系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了控制器。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)控制器硬件的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)柴油機(jī)SCR系統(tǒng)傳感器和執(zhí)行器的配置需求分析，設(shè)計(jì)了控制器的總體方案?；贜XP公司的16位雙核微控制器，設(shè)計(jì)了SCR控制器硬件系統(tǒng)，包括微控制器最小系統(tǒng)模塊、電源管理模塊、模擬量和數(shù)字量信號(hào)調(diào)理模塊、輸出驅(qū)動(dòng)控制模塊和CAN總

3、線通信模塊等。
　　(2)控制器軟件設(shè)計(jì)。基于分層和模塊化原則，設(shè)計(jì)的嵌入式軟件總體結(jié)構(gòu)包括底層驅(qū)動(dòng)軟件和應(yīng)用層軟件。在Codewarrior平臺(tái)上微控制器進(jìn)行初始化配置，開發(fā)了電控單元底層驅(qū)動(dòng)軟件，生成可執(zhí)行代碼后封裝成函數(shù)庫(kù)以便應(yīng)用層軟件直接調(diào)用?；贜Ox傳感器反饋控制設(shè)計(jì)了合適的控制策略開發(fā)應(yīng)用層軟件，主要包括獲取SCR催化器和發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)信息、當(dāng)前工況所需尿素量的計(jì)算、尿素泵壓力控制和SCR系統(tǒng)加熱控制等功能。
　　

4、(3)管理軟件開發(fā)。基于VB.NET編程環(huán)境開發(fā)了SCR監(jiān)控管理軟件，通過(guò)CAN總線與SCR控制器通信，不僅可實(shí)時(shí)獲取控制器上傳的SCR系統(tǒng)工作過(guò)程中狀態(tài)參數(shù)的變化，并加以記錄和監(jiān)控，而且可設(shè)置SCR控制器的參數(shù)。
　　(4)控制器試驗(yàn)驗(yàn)證。分別通過(guò)硬件測(cè)試平臺(tái)和臺(tái)架試驗(yàn)平臺(tái)對(duì)控制器硬件性能和軟件性能進(jìn)行測(cè)試。試驗(yàn)結(jié)果表明:開發(fā)的SCR控制器硬件功能穩(wěn)定，底層驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)可靠。ESC測(cè)試循環(huán)下NOx轉(zhuǎn)化效率最高可達(dá)84％，滿足國(guó)Ⅴ排放