本文關鍵詞：基于CAN總線的柴油機SCR尿素計量泵控制系統(tǒng)設計與開發(fā)

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【摘要】：柴油機由于在動力性、經濟性和可靠性方面有著汽油機不可比擬的優(yōu)勢，特別是二氧化碳排放值特別低，在大型商用乘用車上得到了廣泛應用，然而柴油機尾氣污染帶來的危害日益受到人們關注。國Ⅳ排放法規(guī)的即將實施促使國內的柴油機生產企業(yè)必須尋找有效途徑來控制和減少汽車排放污染物到國Ⅳ排放法規(guī)規(guī)定數(shù)值以下，而選擇性催化還原（SCR,selective catalytic reduction）技術是目前我國重型柴油機達到國Ⅳ階段排放標準的最佳選擇。尿素計量泵作為SCR系統(tǒng)的重要組成部分，它的質量將會直接影響SCR系統(tǒng)的性能，目前國內自主設計的SCR系統(tǒng)以國外的尿素計量泵為主，沒有核心技術，不掌握知識產權，需支付大量的軟件和硬件費用，增加了安裝SCR系統(tǒng)的成本，將會影響到SCR系統(tǒng)的推廣。因此，開發(fā)一套具有自主知識產權的SCR計量泵系統(tǒng)很有必要。為了解決上述問題，本文開展了基于控制器局域網絡(CAN, Controller Area Network)總線的柴油機SCR計量泵控制系統(tǒng)的研究。 首先，在研究SCR系統(tǒng)組成和尿素計量泵控制系統(tǒng)原理的基礎上，為降低計量泵成本設計了基于隔膜式的尿素計量泵控制系統(tǒng)。其次，根據(jù)尿素計量泵控制系統(tǒng)的功能自主設計和完成了計量泵控制系統(tǒng)的硬件和軟件部分，為了確保尿素計量泵能夠正確獲得噴射指令和反饋尿素計量泵狀態(tài)信息，實現(xiàn)了尿素計量泵控制系統(tǒng)的CAN總線通信，同時完成了建壓模塊的設計，提高了尿素計量泵控制系統(tǒng)的工作效率和噴射精度。最后，為了對尿素計量泵控制系統(tǒng)進行測試，開發(fā)了一套標定實驗系統(tǒng)，并對計量泵控制系統(tǒng)做了標定試驗、大量可靠性試驗和臺架試驗，，通過對多種試驗結果的分析表明計量泵控制系統(tǒng)能夠精確的控制尿素噴量，使柴油機尾氣排放達到國Ⅳ標準。
【關鍵詞】：SCR 柴油機 尾氣處理 計量泵
【學位授予單位】：武漢科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TK42;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 選題背景8-9
• 1.2 國內外技術綜述9-11
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 國內研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 選題意義11-12
• 1.4 論文安排12-13
• 第二章 SCR 系統(tǒng)構建與計量泵控制系統(tǒng)原理13-21
• 2.1 SCR 系統(tǒng)構建13-17
• 2.1.1 SCR 系統(tǒng)的組成13-15
• 2.1.2 SCR 系統(tǒng)化學反應機理15-16
• 2.1.3 SCR 系統(tǒng)的控制策略16-17
• 2.2 尿素計量泵控制系統(tǒng)設計17-20
• 2.2.1 格蘭富計量泵工作原理17
• 2.2.2 尿素計量泵控制系統(tǒng)的結構設計17-18
• 2.2.3 噴射模塊工作原理18-19
• 2.2.4 尿素計量泵控制系統(tǒng)的功能設計19-20
• 2.3 本章小結20-21
• 第三章 控制系統(tǒng)硬件設計21-29
• 3.1 控制器及外圍電路硬件設計21-26
• 3.1.1 主控芯片選擇21-22
• 3.1.2 電源模塊22-23
• 3.1.3 通信模塊23-24
• 3.1.4 信號采集電路24-25
• 3.1.5 電磁閥和加熱片驅動電路25-26
• 3.2 建壓模塊硬件設計26-27
• 3.2.1 無刷直流電機驅動模塊26-27
• 3.2.2 步進電機驅動模塊27
• 3.3 電路板抗干擾設計27-28
• 3.3.1 元器件的合理布置27-28
• 3.3.2 過孔抗干擾設計28
• 3.3.3 信號線抗干擾設計28
• 3.4 本章小結28-29
• 第四章 軟件設計29-43
• 4.1 控制系統(tǒng)軟件設計29-37
• 4.1.1 主程序設計29-30
• 4.1.2 CAN 通信程序設計30-32
• 4.1.3 AD 采集程序模塊32-34
• 4.1.4 建壓模塊程序設計34-35
• 4.1.5 恒壓模塊程序設計35-37
• 4.2 標定系統(tǒng)軟件設計37-42
• 4.2.1 標定系統(tǒng)介紹38
• 4.2.2 標定系統(tǒng)上位機程序設計38-42
• 4.3 本章小結42-43
• 第五章 實驗測試及結果分析43-50
• 5.1 標定試驗43-46
• 5.1.1 試驗目的43
• 5.1.2 試驗環(huán)境43-44
• 5.1.3 試驗結果及分析44-46
• 5.2 臺架試驗46-48
• 5.2.1 ESC 臺架試驗47
• 5.2.2 ETC 臺架試驗47
• 5.2.3 臺架試驗結果分析47-48
• 5.3 可靠性實驗48-49
• 5.4 本章小結49-50
• 第六章 總結與展望50-51
• 6.1 本文研究成果50
• 6.2 不足與展望50-51
• 參考文獻51-54
• 研究生期間發(fā)表論文和參與科研項目54-55
• 致謝55

【參考文獻】

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本文編號：847454