【摘要】：柴油機由于具有功率高、扭矩范圍廣等眾多優(yōu)點而被廣泛應用,但同時也帶來了排氣污染等困擾。隨著排放法規(guī)的日趨嚴厲,后處理技術已經(jīng)成為柴油機不可或缺的一部分,SCR(Selective Catalytic Reduction)技術因其具有燃油經(jīng)濟性好等優(yōu)點而被認為是適合我國國情的主流后處理技術,此技術對柴油機排氣污染物NO_X具有顯著凈化效果。目前市場上的SCR系統(tǒng),特別是電子控制系統(tǒng),外資企業(yè)占據(jù)了絕大部分份額,國內(nèi)還沒有掌握核心技術以及擁有成熟穩(wěn)定的產(chǎn)品與之競爭。因此本課題對SCR系統(tǒng)及其核心部件進行電子控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)具有重要意義。本文主要開展的工作如下:1、SCR系統(tǒng)搭建:在探討了國內(nèi)外SCR系統(tǒng)應用與研究的基礎上對比了空輔式與非空輔式SCR系統(tǒng);基于本課題組自主設計的尿素泵搭建了SCR系統(tǒng),以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性為目的,進行了系統(tǒng)結構優(yōu)化。詳細分析論述了系統(tǒng)的工作原理,并對系統(tǒng)各部件進行了具體探討。2、控制器硬件電路設計:具體分析了SCR系統(tǒng)的需求,基于恩智浦(NXP)16位單片機MC9S12XEP100進行了硬件電路整體框架設計以及各部分功能模塊電路設計。具體電路設計主要包括MCU(Microcontroller Unit)的選型、電源處理電路設計、CAN(Controller Area Network)通信電路設計、輸入信號調理電路設計和輸出驅動電路設計。3、策略研究以及軟件設計:基于模塊化、功能化原則,參照AUTOSAR(Automotive Open System Architecture)標準將SCR系統(tǒng)軟件分為底層、中間層和應用層。基于SimulinkStateflow進行了SCR系統(tǒng)策略研究以及應用層軟件開發(fā),主要包括系統(tǒng)協(xié)調控制模塊、尿素需求量計算模塊、低溫加熱模塊以及OBD(On-Board Diagnostic)故障診斷模塊。針對傳統(tǒng)軟件開發(fā)所面臨的效率低、工作量大、人工編寫代碼困難等弊端,本課題在深入探討的SCR系統(tǒng)理論模型算法的基礎上,采用MBD(Model-Based Design)開發(fā)流程進行了SCR系統(tǒng)算法建模、模型的仿真驗證以及模型至C代碼的自動生成。4、實驗與試驗驗證:在CodeWarrior IDE中將生成的應用層代碼與底層中間層代碼集成,下載到控制器中進行了相關實驗與試驗驗證。在實驗室環(huán)境下搭建了尿素泵實驗平臺,進行了尿素泵的功能驗證與計量噴射精度驗證,實驗結果表明本課題開發(fā)的尿素泵可以正常運轉,且計量噴射精度較高。在臺架試驗環(huán)境下,對某款匹配本課題所開發(fā)的SCR系統(tǒng)的柴油機進行了試驗驗證,試驗結果表明ESC和ETC氮氧化物NO_X排放值分別為1.606g/(kWh)和1.527 g/(kWh),可以達到國五排放限值標準。
【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】：U463.6
【圖文】：

圖 1.1 海力達 SCR 系統(tǒng)Fig. 1.1 The system of Hilite SCR對 SCR 系統(tǒng)，丹麥公司格蘭富（GRUNDFOS）于 2006 年推出了自己的 SDS（Urea Dosing System）[13]。該系統(tǒng)后來也成為了空輔式 SCR 系統(tǒng)的典范過尿素泵實現(xiàn)計量功能，尿素泵為隔膜泵，通過控制電機轉速帶動隔膜往復行計量；該系統(tǒng)結構相對簡單，對柴油機排放的 NOX污染物凈化顯著。國康明斯公司（CUMMINS）采用 IEM 技術路線，將發(fā)動機缸內(nèi)凈化和排氣一起[14]。該系統(tǒng)同樣采取了 SCR 后處理技術路線，系統(tǒng)可以根據(jù)柴油機工實時調節(jié)尿素噴射量，通過標定可使柴油機達到國五排放水平。外，天納克（TENNECO）、依米泰克（EMITEC）、佛吉亞（FAURECIA）、LBONAIR）、德爾福（DELPHI）等國外公司都已經(jīng)開發(fā)出成熟的 SCR 系統(tǒng)業(yè)的這些產(chǎn)品性能較好，但其價格卻一直居高不下。、策略控制研究現(xiàn)狀

圖 1.2 凱龍 SCR 系統(tǒng)Fig. 1.2 The system of Kailong SCR述企業(yè)外，國內(nèi)還有許多公司自主研發(fā) SCR 系統(tǒng)及其相關零部件、西安秦泰等；這些國內(nèi)企業(yè)的研發(fā)有效的阻止了國外零部件巨頭CR 系統(tǒng)的市場價格，對國內(nèi)的經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。略控制研究現(xiàn)狀學帥石金教授、胡靜博士、張人選博士等對重型柴油機 SCR 系統(tǒng)進尿素需求量方面對基于脈譜圖的開環(huán)控制和基于 NOX傳感器的閉環(huán)探討與介紹；在 OBD 方面基于 ISO15765 等診斷協(xié)議設計了 SCR器方面基于恩智浦 MC9S12X 系列芯片開發(fā)了 SCR 電子控制單元，，結果表明所開發(fā)的 SCR 系統(tǒng)可以使所匹配的柴油機滿足相關法學張建銳博士分別研究了滿足國Ⅳ排放標準和滿足國Ⅴ排放標準Ⅳ排放的算法為基于脈譜的開環(huán)控制，滿足國Ⅴ排放的算法為基于

及其系統(tǒng)進行了相關研究，并取得了相關成果。開發(fā)流程系統(tǒng)實現(xiàn)的核心是其控制策略，具體表現(xiàn)形式為軟件，因此對于軟件的件開發(fā)貫穿于產(chǎn)品開發(fā)的整個周期，為了提高產(chǎn)品的開發(fā)效率，需要選方法。目前行業(yè)內(nèi)主要有兩種開發(fā)方法：傳統(tǒng)編寫代碼開發(fā)方法以及基程。開發(fā)方法行業(yè)控制器軟件的傳統(tǒng)開發(fā)方法如圖 1.3 所示，主要有需求定義、軟件及測試驗證四個步驟。從第一個汽車電子裝置的出現(xiàn)，到早期大量電子的汽車電控軟件開發(fā)方法貢獻了很大的作用。但在這數(shù)十年的應用過程也暴露出了一些缺點和弊端：

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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本文編號：2786860