高壓共軌柴油機(jī)及SCR系統(tǒng)控制策略的研究.pdf

1、隨著我國對車輛排放法規(guī)日益嚴(yán)格的要求,電子控制系統(tǒng)在柴油機(jī)上也得到了廣泛的應(yīng)用?？刂撇呗宰鳛殡娍叵到y(tǒng)的重要組成部分,能夠根據(jù)柴油機(jī)的需求及不同的排放法規(guī)作出靈活的改變。因此,合理的控制策略對于提升電控系統(tǒng)的功能起到越來越重要的作用。
　　 本文在借鑒國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,開展對高壓共軌柴油機(jī)及SCR(選擇性催化還原)系統(tǒng)控制策略的研究。高壓共軌柴油機(jī)控制策略分為工況管理策略、信號(hào)輸入及處理策略、共軌壓力控制策略以及各工況處理策

2、略。在工況管理策略中,根據(jù)不同工況的特征,確定工況間的相互轉(zhuǎn)換條件,并由此設(shè)計(jì)工況判斷策略;信號(hào)輸入及處理策略中,利用曲軸與凸輪軸信號(hào)計(jì)算平均轉(zhuǎn)速與瞬時(shí)轉(zhuǎn)速,并根據(jù)信號(hào)齒特征,判斷氣缸上止點(diǎn)的位置,由于各模擬量信號(hào)輸入實(shí)時(shí)性的要求不同,故采取定時(shí)與定位相結(jié)合的控制方法;共軌壓力控制策略采用增量式PID控制方式,通過調(diào)節(jié)比例與積分系數(shù),確定與目標(biāo)共軌壓力相對應(yīng)的脈寬調(diào)制(PWM)占空比,使實(shí)際共軌壓力接近目標(biāo)共軌壓力;工況處理策略包括起動(dòng)

3、工況、怠速工況、常規(guī)工況、限速工況以及超速工況處理策略,怠速工況中的怠速油量控制采用增量式PID的控制方法,通過PID對油量的修正,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性,提出了限速工況的概念,將其作為常規(guī)工況的延伸,以降低柴油機(jī)超速的風(fēng)險(xiǎn)。通過分析排氣溫度、空速及氨氮摩爾比等因素對SCR系統(tǒng)催化效率的影響,設(shè)計(jì)了基于開環(huán)控制的SCR系統(tǒng)尿素溶液噴射策略,控制策略主要以穩(wěn)態(tài)控制為主,并輔以排溫溫差瞬態(tài)修正。
　　 具體結(jié)合某四缸高壓共軌柴油機(jī)對控制策

4、略進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。通過高壓共軌柴油機(jī)起動(dòng)試驗(yàn)、共軌壓力穩(wěn)定性試驗(yàn)以及怠速轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性試驗(yàn)的結(jié)果可知,起動(dòng)持續(xù)時(shí)間、共軌壓力波動(dòng)范圍及怠速轉(zhuǎn)速波動(dòng)范圍均符合高壓共軌柴油機(jī)運(yùn)行要求,為進(jìn)一步證明控制策略的合理性,進(jìn)行了燃油耗試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明:高壓共軌柴油機(jī)控制策略具有較好的實(shí)際應(yīng)用性。采用歐洲穩(wěn)態(tài)測試循環(huán)(ESC)試驗(yàn),對SCR系統(tǒng)消除氮氧化物(Nox)的能力進(jìn)行研究,并分析了對其它排放污染物的影響,以驗(yàn)證SCR系統(tǒng)控制策略的合理性。通過試驗(yàn)