【摘要】：為了限制柴油機廣泛應用所帶來的日益嚴重汽車排氣污染,相應的法規(guī)越來越嚴格,單一的后處理系統(tǒng)已不再可行,必須集成多種的后處理技術。DPF(Diesel Particulate Filter)能夠減少柴油車90%以上的碳煙顆粒(PM)排放,SCR(Selective Catalytic Reduction)可使排氣中氮氧化物(NOx)的轉化效率高達95%,而柴油機的主要排放物分別是PM和NOx,DPF和SCR系統(tǒng)是未來柴油車后處理系統(tǒng)不可或缺的部件。目前,法規(guī)的更新超過技術的更新,導致后處理控制系統(tǒng)工作性能與預期存在差距,需對各后處理系統(tǒng)及其集成技術做深入研究�；趯鴥韧猬F(xiàn)有先進DPF和SCR系統(tǒng)控制技術的分析,根據歐VI相應法規(guī)對PM和NOx的排放限值,選擇DPF系統(tǒng)的再生控制系統(tǒng),并設計了SCR控制軟件層,使兩者有機的組合。主要的研究內容如下:1、柴油機后處理系統(tǒng)工作原理及開發(fā)方式的研究。闡述SCR系統(tǒng)基本工作原理及基本組成部件,分析其催化器內部的化學反應式,提出利用全自動代碼生成方式開發(fā)其軟件層;介紹DPF系統(tǒng)主、被動再生方式,根據國內實際情況選擇其再生方法和再生時機;最后對世界統(tǒng)一測試循環(huán)和歐洲測試循環(huán)的測試條件進行對比研究。2、利用MATLAB/Simulink開發(fā)控制器底層驅動。利用Simulink中S-Function函數(shù)開發(fā)MC9S12XEP100芯片底層通用模塊,編寫TLC(Target Language Compiler)文件實現(xiàn)自動代碼生成功能,通過編寫腳本實現(xiàn)目標系統(tǒng)配置、代碼生成過程定制以及Codewarrior的調用,最后對各通用底層模塊進行測試。3、運用Simulink工具開發(fā)SCR系統(tǒng)軟件層。對SCR系統(tǒng)應用層軟件進行架構,并根據其控制策略,運用分模塊化的設計思路,在Simulink中建立SCR系統(tǒng)狀態(tài)判斷模塊、尿素基本噴射量和反饋修正模塊、數(shù)據處理模塊以及任務執(zhí)行模塊,分別實現(xiàn)對系統(tǒng)運行狀態(tài)判斷、基本尿素量的計算、SCR系統(tǒng)數(shù)據的采集和驅動執(zhí)行器工作。4、CAN總線半實物仿真驗證。分析整個系統(tǒng)代碼生成的過程,編譯并下載到開發(fā)板中完成SCR控制器設計;在CAN總線仿真軟件中模擬發(fā)動機節(jié)點,通過向控制器發(fā)送發(fā)動機的相關信息來控制尿素計量泵相關動作,并在CAN總線仿真軟件調試平臺上觀察尿素噴射量的變化。5、后處理控制系統(tǒng)的臺架實驗。將所選擇的DPF再生控制系統(tǒng)和自主開發(fā)SCR控制器進行有機的組合,在世界統(tǒng)一測試循環(huán)測試PM和NOx的排放,驗證后處理系統(tǒng)是否滿足歐VI的排放法規(guī)。試驗結果表明,利用全自動代碼設計的SCR控制系統(tǒng)與所選擇的DPF控制系統(tǒng)有機組合,能實現(xiàn)PM再生的同時提高SCR系統(tǒng)NOx的轉化效率,PM和NOx排放量均能控制在歐VI法規(guī)限值以內。
【圖文】：

CR 系統(tǒng)介紹及其控制系統(tǒng)開發(fā)方式SCR 系統(tǒng)綜述油機的排氣溫度低、氧氣含量高，排氣中 NOx 含量高，目前就柴油車后處理SCR 和 LNT 技術更適合用于復雜多變工況下的柴油機。LNT 技術由于低溫率低、控制系統(tǒng)相對復雜，另外柴油中的含硫量對 LNT 技術敏感度較高，因是 SCR 系統(tǒng)控制 NOx 的排放。SCR 系統(tǒng)通過向排氣管路中噴射定量的還原態(tài)氨、尿素溶液以及烴類，與排氣管路中的 NOx 發(fā)生化學反應，從而實現(xiàn)降作用。因氨儲運存在困難，還原劑為尿素與水混合比例為 32.5%。圖 2.1 為 圖，，主要由四大部分組成，包括含有催化劑、載體的催化器，提供各種物質用于控制尿素量噴射以及系統(tǒng)監(jiān)控的 SCR 系統(tǒng)電子控制單元；用于還原劑計輸系統(tǒng)；用于存儲還原劑的尿素溶液箱。

柴油車排氣 PM 和 NOx 后處理集成控制單元的研究和設計(DPF)及其再生系統(tǒng)選擇述形陶瓷結構裝置，由成千個沿軸向方向的平行通道組成口通道的出口端和出口通道的入口端均被被堵住，當排壁面進入到相鄰的出口通道，過濾網結構是由 DPF 內態(tài)組分通過，而體積較大的 PM 顆粒物被捕集沉積在入，圖 2.4 為 DPF 系統(tǒng)捕集顆粒過程。DPF 系統(tǒng)的捕集效的 PM 能被其過濾，減少柴油機排入大氣中懸浮顆粒，部件。但過濾下來的 PM 需定期去除，使 DPF 系統(tǒng)得到 DPF 控制系統(tǒng)關鍵問題。
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X734.2

【參考文獻】

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本文編號：2667209