一种满足国Ⅴ要求的柴油机选择性催化还原(SCR)电控系统研制

摘要

减小汽车排放尾气中有毒有害成分对空气质量的影响已经日益受到世界各国的广泛关注和严格管控。我国颁布了专门法规，规定了汽车排放尾气的第三、第四和第五代排放标准（简称国Ⅲ、国Ⅳ和国Ⅴ排放标准）。为了使得汽车排放尾气达到第五代以上排放标准，单靠发动机机内净化已经难以实现，需要配合采取机外后处理技术来达成目标。论文工作源于重庆凯瑞伟柯斯环保科技有限公司的工程需要，研究如何控制柴油机汽车排放尾气达标的问题：在综合分析研究国内油品、路况以及国内外现有后处理技术的基础上，研究采用选择性催化还原（SCR）技术实现了对柴油机排放尾气的机外后处理，使柴油机尾气排放达到了国V要求。
　　论文针对选择性催化还原（SCR）系统，设计并研制了电控系统，通过采集处理各种信号，依据控制策略要求和标准协议规范，实现对选择性催化还原系统的控制。作者将所研制的电控系统用于控制选择性催化还原系统与柴油机协同工作，搭建了台架试验系统，并按照国Ⅴ法规要求，完成了欧洲稳态循环（ESC）、欧洲瞬态循环（ETC）、全球统一瞬态试验循环（WHTC）等测试试验，试验结果表明，所研制的SCR电控系统，满足设计要求，具有实用价值。加装选择性催化还原系统的柴油机能够满足国Ⅴ排放法规的要求。
　　论文主要完成了以下工作：
　　①根据选择性催化还原系统原理，分析了系统功能需求，设计制定了技术方案。
　　②完成了选择性催化还原电控系统硬件设计，包括微处理器选择，电源管理电路设计，CAN总线接口设计，驱动电路设计，传感器信号采集电路设计，PCB设计及三防处理等。
　　③完成了选择性催化还原电控系统软件设计，包括系统自检设计，计量泵任务管理及调度设计，DCU管理设计，DSM管理设计等。
　　④搭建了柴油机排放试验台架系统，通过匹配柴油机，依据ESC，ETC，WHTC测试循环，进行了选择性催化还原系统试验。
　　本文所设计的选择性催化还原电控系统已经成功匹配玉柴动力机械有限公司YCD系柴油机，使其满足了国Ⅴ排放要求。

目录

1 绪论

1.1引言

1.2排放法规介绍

1.3技术方案选择

1.4 SCR系统工作原理介绍

1.5 SCR系统在国内外研究及应用现状

1.6论文选题意义及主要研究内容

2 SCR电控系统的功能需求及方案设计

2.1 SCR电控系统功能需求

2.2凯伟斯SCR系统的介绍

2.3电控系统整体方案设计

2.4本章小结

3 SCR电控系统硬件设计

3.1硬件系统整体设计

3.2微处理器选择

3.3电源管理电路设计

3.4 CAN总线接口设计

3.5驱动电路设计

3.6传感器信号采集电路设计

3.7 PCB设计及三防处理

3.8本章小结

4 SCR电控系统软件设计

4.1软件系统总体设计

4.2系统自检设计

4.3计量泵管理及任务调度设计

4.4 DCU管理设计

4.5 DSM管理设计

4.6本章小结

5 SCR电控系统台架试验研究

5.1试验系统搭建

5.2柴油机原机排放测试

5.3柴油机ESC排放测试

5.4柴油机ETC排放测试

5.5柴油机WHTC排放测试

5.6本章小结

6 总结与展望

6.1总结

6.2研究展望

致谢

参考文献