用于SCR催化器性能评价的尿素喷射控制系统

基于16位微控制器控制单元和后台管理系统,开发用于选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)催化器性能评价试验的尿素喷射控制系统。根据上位机给定的目标,采用双闭环控制方式控制喷射压力,基于尿素喷射速率与尿素喷射系统驱动占空比脉谱图的开环控制方式控制喷射速率。利用柴油机后处理系统性能评价试验装置的废气流量与温度控制子系统来保障工况条件;由排放测量设备测量NO_x排放和氨泄漏;根据标定试验确定控制特性;通过台架试验验证尿素喷射控制系统可用性。结果表明,尿素喷射控制系统完全能够满足SCR催化器单体和组合评价测试的要求。     

Urea-SCR系统周期性喷射控制策略试验研究

根据发动机稳态工况下的氮氧化物(NOx)转化率试验发现了NOx转化效率峰值现象,通过分析从理论上解释了该现象。根据NOx转化效率峰值现象,提出了尿素选择性催化还原(urea-SCR)系统周期性喷射设想。设计试验,通过对比自主urea-SCR系统周期性喷射策略与商业urea-SCR喷射策略的试验结果,发现urea-SCR系统周期性喷射在NOx转化效率、尿素喷射量、氨泄漏及尿素能效比等方面均有显著改善,对优化urea-SCR系统尿素喷射控制策略有重要意义。     

一种气驱SCR控制系统开发

研究了一种气驱选择性催化还原(SCR)系统的工作原理,完成了控制系统的开发,对气驱SCR系统进行了尿素喷射量测试,为发动机台架试验奠定了基础,在发动机标定试验中,完成了软件控制策略开发以及排放试验数据采集与分析,标定试验结果表明:瞬态循环(ETC)和稳态循环(ESC)工况的排放结果满足国V法规要求,具有满足不同NO_x排放要求的工程应用潜力。     

柴油机SCR系统中DCU的研发

简述尿素喷射控制单元(dosing control unit,DCU)的基本工作原理,对DCU的电源模块、信号输入调理模块、输出功率驱动模块、CAN通讯模块等硬件电路进行设计;并对DCU中的尿素喷射量、计量泵状态、车载诊断系统(OBD)等控制策略进行了深入研究;最后将自主开发的DCU与整个选择性催化还原(SCR)系统连接,在发动机台架上进行了欧洲稳态循环(ESC)、欧洲瞬态循环(ETC)及OBD故障诊断试验。试验结果表明:所开发的DCU能较好的控制SCR系统,使柴油机的排放达到国Ⅳ标准,并且可以对SCR系统进行实时故障诊断。     

国Ⅵ柴油机SCR系统尿素结晶风险评估方法初探

选择性催化还原(SCR)技术被广泛用于柴油机NOx排放控制,尿素结晶是这一技术的主要风险．提出一种评估SCR系统尿素结晶风险的有效方法,在对尿素结晶机理和计算流体动力学(CFD)模拟结果分析后,设计了包含24个不同温度、空速、喷射量的稳态试验和包含120个城市瞬态循环与8个交通拥堵循环的瞬态试验．通过稳态试验的尿素结晶观测结果得到每个工况点的结晶风险情况,并最终得出尿素喷射量与氨氮比(ANR)的限值Map,可为系统优化与标定提供量化目标;通过瞬态试验的尿素结晶观测结果可评估车辆在城市道路条件和交通拥堵状态下单个柴油颗粒捕集器(DPF)再生周期内的尿素结晶风险程度．     

船用柴油机SCR控制系统的开发

为了降低NOx排放,船用柴油机需要匹配选择性催化还原(SCR)系统。市场现有的控制系统多针对车用柴油机,直接拿来使用灵活性不足。为了更好地对船用柴油机进行SCR系统匹配,采用飞思卡尔MC9S12XEP100单片机开发了一套SCR电控系统。完成了电源管理电路、A/D信号调理电路、通讯隔离电路等硬件电路设计,设计和完善软件控制程序,上位机显示界面可实时进行多参数数据显示。实机考核结果表明,开发的SCR电控系统可实现尿素喷射量的灵活控制、状态参数监测和故障自诊断等功能,控制性能良好,可用于研究制定船用柴油机尿素喷射控制策略。     

柴油机Urea-SCR系统尿素喷射控制策略研究

基于某重型柴油机上匹配的选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)系统,开发了尿素喷射控制策略,包括带有氮氧化物(NOx)体积浓度自校正功能的原机排放预估模型、尿素基本供给量前馈控制算法、基于NH3覆盖度预测模型的反馈补偿算法、催化器载体瞬态温变修正策略和瞬态工况氨(NH3)泄漏控制策略。研究结果表明:新策略提高了控制系统瞬态工况的鲁棒性,降低了老化或工况快速变化时NH3泄漏的概率,使NOx转化效率控制在60%以上,NH3泄漏平均值控制在25×10-6以下。开发的SCR系统匹配到目标发动机后经欧洲稳态测试循环(European steady stage cycle,ESC)和欧洲瞬态循环(European transient cycle,ETC)排放试验验证达到国-Ⅳ标准。     

SCR系统降低NOx排放ESC稳态循环试验研究

本文通过ESC试验验证自主开发的SCR系统降低NOx排放的能力.具体研究分为四部分:首先通过原机ESC排放试验得到原机NOx排放含量和尿素理论需求量;其次,在未加装SCR催化剂情况下,开启原装DCU控制尿素喷射得到NOx排放含量;再次,加装SCR催化剂并使用DCU控制尿素喷射,得出NOx排放含量试验结果.最后,加装SCR催化剂,通过自主研发的计量泵控制尿素喷射以提高SCR系统降低NOx排放的能力.     

重型柴油机SCR后处理系统尿素喷射电子控制单元开发

针对重型柴油机尿素选择催化还原(SCR)后处理系统,开发了尿素喷射电子控制单元(DCU),包括硬件平台与控制策略的设计开发。该电子控制单元采用高速16位单片机,具有结构紧凑、工作可靠的优点。通过采用基于发动机MAP图和实际工况的稳态和瞬态修正控制策略,使所匹配的柴油机尿素SCR后处理系统达到重型柴油车国-Ⅳ或更严格的排放标准。     

单缸柴油机高压共轨燃油喷射控制系统的研究

设计了试验用单缸柴油机高压共轨燃油喷射控制系统,用于柴油机新型燃烧方式的研究.介绍了该系统的构建和工作原理.基于MC68376处理器和LabVIEW软件,分别开发了ECU的驱动程序和上位PC机的控制软件,由后者进行各喷油参数(包括喷油段数、各段喷油定时和脉宽、共轨油压等)的设置并经CAN总线发送给ECU,ECU据此分别驱动高压油泵和电控喷油器工作.结果表明,该控制系统可以实现共轨油压的调控和燃油的最多5段喷射驱动,满足试验对灵活配置喷油规律的要求.     

基于直喷式汽油机电控系统硬件开发与试验研究

针对汽油直喷发动机电控系统提出总体设计技术方案,选取飞思卡尔MC9S12DP512MPVE单片机作为发动机ECU的主控芯片,进行了主控系统电路模块、信号处理电路模块、执行器驱动电路模块的设计开发.试验验证表明:电控系统的硬件设计满足发动机点火、喷油器电磁阀的驱动与控制性能要求,也验证该电控系统具有较高的可靠性和较强的抗干扰能力.     

柴油机高压共轨电控单元的开发

根据柴油机高压共轨系统的控制要求，开发基于Motorola MPC55532位芯片的电控单元。采用模块化的设计方法开发电控单元硬件，包括电磁阀的驱动电路和电源电路；利用MPC555的TPU3模块功能实现输入和喷射控制，编制控制软件；采用PID模糊控制算法，实现了共轨压力的控制。台架试验结果表明：电控单元（ECU）能满足柴油机高压共轨系统的要求。     

基于PIC单片机的变喷嘴涡轮增压器电控系统设计

开发了一种以PIC单片机为核心的柴油机可变喷嘴涡轮增压器电子控制系统，介绍了该系统的工作原理，电控系统的硬件结构，控制算法和软件设计，并用实验进行了验证。     

基于DSP的发动机测控系统

介绍了基于Motorola 16位DSP56F807的发动机测控系统，该系统的功能有数据采集、保存、实时监视和现场控制。系统开发主要包括：传感器信号处理电路，执行器功率驱动电路，电控系统软件设计，发动机测控系统上位机通信监控系统。通过实车试验，证明了该测控系统的实用性。     

甲醇裂解气发动机燃气ECU硬件设计

介绍一种基于ARM公司32位高性能控制芯片LPC2292的甲醇裂解气发动机燃气ECU硬件设计方案,包括系统电源模块设计、传感器信号处理电路设计、执行器驱动电路设计等。该电控单元采用高性能的处理芯片、高集成度的信号处理模块和驱动模块,为建立可靠的控制系统,实现复杂的控制算法及扩展控制功能奠定了硬件基础。     

直流电机PID控制器的FPGA设计与实现

针对嵌入式数字控制器应用中经常遇到的模数信号接口控制算法取近似值的问题,提出了一种采用VHDL语言、基于FGPA实现的直流电机运动数字PID控制器。该PID控制器具有自定义功能的输入和输出端口,应用于运动控制系统的速度控制回路中,在Xilinx Spartan 6 FPGA芯片上完成硬件测试。试验测试和仿真表明,运用所提的PID控制器控制输入的PWM信号生成,可用于控制电机驱动电路、破译光编码器的数据及反馈PID控制回路中的速度,有效可行。     

基于SPWM的小型风电逆变系统的建模与仿真研究

以小型风力发电系统为研究对象,重点研究其逆变环节的设计,通过比较分析,主电路选择高频变压器形式,控制电路采用电压瞬时值反馈控制。利用MATLAB/Simulink软件建立了风电逆变系统的电路模型,给出了基于SPWM(Sinusoidal PWM)电压反馈控制的系统设计与仿真。在突加干扰的情况下仿真模型能很快稳定,具有较强的抗干扰能力,仿真结果验证了系统设计的可行性。在此基础上,完成了基于芯片TL494、IR2110和SG3525A的风电逆变控制系统的硬件设计方案。     

柴油机燃油溶气共轨系统的设计和试验研究

本文介绍了一种新型中压燃油溶气共轨电控系统，并系统介绍了电控单元软硬件的设计．在油泵试验台上做的初步试验表明，该电控系统能够连续有效地进行控制，达到了预期的各项功能．     

共轨直列供油泵电磁阀关闭时刻检测电路设计

在对供油泵电磁阀的驱动电路进行研究的基础上,设计了一种硬件电路,以电磁阀驱动电流的采样信号为输入,通过微分、放大、比较等电路处理,最终输出实际的电磁阀关闭时刻信号,以此作为供油始点输出给单片机,对供油提前角进行闭环控制,实验表明,该电路能够提高供油量的控制精度,且该电路的输出信号还可作为电磁阀的故障诊断依据.