李捷辉,丁晓忠,尹必峰

(江苏大学汽车与交通工程学院， 江苏镇江212013)



柴油机SCR系统控制单元设计与研究

李捷辉,丁晓忠,尹必峰

(江苏大学汽车与交通工程学院， 江苏镇江212013)

摘要：为降低车用柴油机氮氧化物排放，采用美国Freescale公司16位高性能控制芯片MC9S12XS128开发一套SCR(Selective Catalytic Reduction)后处理系统控制单元，进行微控制单元(MCU)模块、电源管理模块、输入调理模块、输出驱动模块、控制器局域网(CAN)总线通讯模块等硬件电路设计。根据SCR工作原理，制定控制策略，设计和完善控制程序。以一种四缸柴油机为样机开展欧洲稳态测试循环(ESC)排放试验，并与原机进行比对。试验结果表明：安装SCR后处理系统的样机，NOx比排放量低至1.713 g/(kW·h)，较原机的8.421 g/(kW·h)降低了79.44%，其中NOx最高转化率可达92.53%，平均转化效率达73.21%。柴油机NOx排放满足国Ⅴ排放标准，控制单元性能稳定，达到设计要求。

关键词：柴油机；硬件电路；SCR后处理系统；控制策略

0引言

图1　SCR(选择性催化还原)系统图Fig.1　The diagram of SCR(Selective Catalytic Reduction) system

柴油机依据压缩比高、动力性强、热效率高等优点，是城市公交、长途运输和市政车辆的主要动力来源。当前，车用发动机柴油化已成为汽车工业中重要的发展方向[1]。氮氧化物(NOx)是车用柴油机主要污染物之一，随着发动机排放污染的日益加重以及国V排放标准的实施，仅靠机内燃烧净化方式已无法满足排放法规要求。匹配排气后处理系统，降低排放是柴油机生产厂家必须面对的问题。配置选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction, SCR)系统的柴油机具有高效、减排和发动机改进少等优点，成为降低NOx排放的主流方法[2-3]。……