柴油机SCR电控系统开发及试验研究.pdf

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1、柴油机SCR电控系统开发及试验研究蒋永炜2016年1月中图分类号：UDC分类号：柴油机SCR电控系统开发及试验研究作者姓名蒋永炜学院名称机械与车辆学院指导教师刘兴华副教授答辩委员会主席马朝臣教授申请学位工学硕士学科专业动力工程及工程热物理学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年1月DevelopmentandExperimentalofSCRElectronicControlSystemforDieselEngineCandidateName:JiangYongweiSchoolorDepartment:SchoolofMechanicalandVehiclesFacult

2、yMentor:Prof.LiuXinghuaChair,ThesisCommittee:Prof.MaChaochenDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:PowerEngineeringandEngineeringThermophysicsDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:January,2016研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或

3、撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要为应对国IV及未来的国V排放法规，先进的柴油机后处理技术必不可少，其中SCR（选择性催化还原）技术因其对燃油含硫量要求低及经济性上的优势，已成为国内柴油机后处理主流技术路线。目前市面上存在大量国外SCR产品，知识产权掌握在外企手中，价格居高不下，国产系统性能仍存在差距，开发具有自主知识产权的高转化率SCR电控系统很有必要。本文针对潍柴WD10柴油机采用基于M

4、AP的开环控制策略，自主开发了气助式SCR系统电控单元，应用Matlab/Simulink建立SCR系统模型，最后进行了发动机台架试验，主要工作研究工作和技术成果有：1、对SCR系统进行了机械部件的选型以及硬件功能需求分析，以Renesas公司的V850ES/FJ3uPD70F3380单片机为核心设计了系统硬件电路，针对车用电压波动问题，设计了反激式开关电源，针对计量泵步进电机，设计了双H桥驱动电路，硬件系统还包括了CAN通讯模块、模拟信号采集电路、开关驱动电路等。2、设计了基于Matlab/Simulink的SCR开环控制算法，通过CodeGeneration工具箱配置生成适合

5、uPD70F3380微控制器的C代码，并将其导入基于Cubesuites+的底层驱动函数中，完成程序的调试与编译，并下载到单片机中。3、在现有试验条件和实验设备的基础上搭建了试验台架。在尿素喷射稳定性试验中，研究了不同空气压力下的喷射稳定性，发现喷射误差随着空气压力及喷射量的增大而增大，综合考量雾化效果及耗气量，最终选取压缩空气为0.4Mpa恒定压力，并对该空气压力下的喷射量进行修正，显著提高了喷射精确性。在ESC测试工况下，对SCR电控系统进行了测试验证，最终通过标定喷射量，将系统ESC循环NOx比排放量控制在3.2g/kW.h，未检测到氨气泄漏，满足国IV排放法规限值。关键词

6、：后处理；SCR电控系统；控制策略；硬件电路I北京理工大学硕士学位论文AbstractInresponsetothestateIVandfuturestateVemissionsregulations,itisessentialtodevelopadvancedafter-treatmenttechnologyofdieselengine.SCR(selectivecatalyticreduction)technology,becauseofitslowrequirementofsulfurcontentinfuelandeconomicadvantages,hasbecomet

7、hemainstreamrouteofthedomesticdieselengineafter-treatmenttechnology.Atthemoment,theintellectualpropertyofmanySCRproductsonthemarketisinthehandsofforeigncompanies,andthepricesremainhigh.Therefore,itisnecessarytodevelopSCRelectroniccontrolsyste