本文關(guān)鍵詞：基于FAI計(jì)量噴射單元的SCR后處理系統(tǒng)控制單元的開發(fā)研究

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【摘要】：選擇性催化還原(SCR)技術(shù)被認(rèn)為是目前解決柴油機(jī)NOX排放問(wèn)題最為有效的方法之一�，F(xiàn)階段,SCR技術(shù)在歐洲已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,在國(guó)內(nèi)正處于推廣研發(fā)階段。但是目前的SCR系統(tǒng)依然存在著一些問(wèn)題:國(guó)外的系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性和可靠性,但是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本昂貴;而國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊,無(wú)法保證計(jì)量精度。FAI液體計(jì)量噴射單元采用的是電磁式脈沖間歇噴射技術(shù),具有噴射計(jì)量精確、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的特點(diǎn),同時(shí)計(jì)量噴射單元適用于噴射導(dǎo)電液體,若作為柴油機(jī)排氣后處理的SCR系統(tǒng)的還原劑(DEF)計(jì)量噴射單元,可以構(gòu)成結(jié)構(gòu)上大為簡(jiǎn)化并具有計(jì)量精度高、成本更低廉的SCR系統(tǒng),將有利于SCR技術(shù)在我國(guó)的推廣應(yīng)用.本文對(duì)基于FAI計(jì)量噴射單元的SCR后處理系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱FAI-SCR)及其控制單元(ACU)開展研究。首先,設(shè)計(jì)了FAI-SCR系統(tǒng)的整體構(gòu)成方案,分析了“Slave”和“Master”兩種工作模式的工作原理和工作過(guò)程,并就FAI計(jì)量噴射單元、FAI-SCR系統(tǒng)控制單元、NOX傳感器、排氣溫度傳感器、DEF液位與溫度傳感器等各個(gè)組成部件進(jìn)行了詳細(xì)的討論,提出了FAI-SCR系統(tǒng)控制單元應(yīng)滿足的功能需求。其次,設(shè)計(jì)開發(fā)了適用于兩種工作模式的FAI-SCR后處理控制單元的硬件電路,包括MCU選型、電源調(diào)理、信號(hào)采集、數(shù)據(jù)通訊、電磁閥驅(qū)動(dòng)、DEF噴射控制及T3檢測(cè)等功能模塊。然后,開發(fā)了ACU控制軟件,提出并實(shí)現(xiàn)了基于單次噴射流量和噴射頻率調(diào)節(jié)的DEF計(jì)量和控制的方法,包括T3反饋修正單次噴射量的噴射單元驅(qū)動(dòng)控制。計(jì)量噴射單元的驅(qū)動(dòng)功率芯片是影響ACU可靠性的主要部件,對(duì)該部件功率耗散進(jìn)行了實(shí)測(cè)和計(jì)算分析,對(duì)比并分析了不同選型上的差異并測(cè)試了溫度升高特性,為滿足更高環(huán)境溫度適應(yīng)性能要求的功率管的選型提供了參考。最后,對(duì)設(shè)計(jì)開發(fā)的FAI-SCR系統(tǒng)進(jìn)行了發(fā)動(dòng)機(jī)適用性實(shí)驗(yàn)研究:考察了計(jì)量噴射單元的噴射精度,在發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)循環(huán)的13個(gè)工況點(diǎn)下進(jìn)行試驗(yàn),研究了DEF噴射量對(duì)NOX轉(zhuǎn)換效率的影響規(guī)律,證實(shí)了所開發(fā)的FAI-SCR系統(tǒng)在控制上可以達(dá)到較高的NOX轉(zhuǎn)化效率、具有實(shí)用性,也為滿足不同排放要求的Master模式的控制策略開發(fā)提供了參考。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TK423

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