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柴油机SCR电控系统的开发及试验研究
| 论文题名： | 柴油机SCR电控系统的开发及试验研究 |
| 关键词： | 汽车发动机;柴油机;NOx排放;SCR电控系统;控制策略;台架试验 |
| 摘要： | 近年来，我国汽车工业快速成长，汽车在给人们提供便利的同时，对环境的影响也日趋严重。尤其是汽车尾气对空气的污染，严重威胁着人类的健康与生活；此外对汽车工业的进一步发展也构成巨大挑战。 在柴油机有害排放物中，NOx排放是众多污染中的重头戏。面对要求日益严格的排放法规，仅仅依靠机内净化很难满足，必须辅助依靠排气后处理技术。国内外相关研究认为，目前降低柴油机有害排放物主要有两条技术路线。一是EGR技术，即先通过废气再循环降低机内NOx的生成，然后再通过机外颗粒捕集技术降低PM的排放；二是SCR技术，先通过强化发动机机内燃烧降低PM生成，然后采用机外选择性催化还原技术降低NOx的排放。基于SCR技术燃油经济性好，满足欧Ⅳ和欧Ⅴ阶段排放法规可以共用一个试验平台，对燃油的含硫量不敏感等因素，国内外研究的重点已经移到SCR技术上。SCR技术将成为降低柴油机有害排放物最有效的措施。 本文主要介绍了SCR电控系统的组成、工作和反应原理，引入了SCR电控系统开环控制策略，即根据发动机转速、负荷查询尿素喷射稳态MAP图来计算尿素溶液基本喷射量，然后通过排气温度、催化器储氨模型对基本喷射量进行修正。控制策略中详细阐述了尿素喷射计算模型、排温修正模型和催化器储氨模型。 本研究搭建了SCR电控系统，完成了SCR电控单元的硬件和软件设计，其中包括微处理器的选择，传感器信号的采集，尿素泵、尿素喷嘴和加热水阀的驱动，CAN通讯接口设计等。软件程序中引入了尿素控制状态管理机制，将尿素喷射控制分为系统准备、无压力控制、压力控制、压力卸载和反抽排空5个状态，以满足尿素溶液精确计量的需要。 最后在发动机台架上进行了NOx排放试验研究，排放试验结果表明，自主开发的SCR电控系统在排温250℃以上NOx转化效率可达50％，NOx的比排放小于g/kWh。 本文研究结果对开发满足国Ⅳ排放法规的柴油机具有一定的参考价值，对我国降低柴油机排放、减少大气污染具有现实的社会意义。 |
| 作者： | 杨虎 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 颜伏伍 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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