柴油机SCR系统降低排放控制技术的研究

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1、中图分类号：TK421学校代码：10856学号:M060109109上海工程技术大学硕士学位论文柴油机SCR系统降低排放控制技术的研究作者姓名：魏海波指导教师：陈凌珊专业：车辆工程学院：汽车工程学院申请学位：工学硕士完成时间：2011年12月评阅人：陈关龙教授程武山教授答辩委员会主席：陈关龙教授成员：陈力华教授陈凌珊教授程武山教授杨俭教授干频高工UniversityCode：10856StudentID:M060109109TheMasterThesisofShanghaiUniversityOfEngineeringScienceRESEARCH

2、ONCONTROLTECHNOLOGYFORSCRTOREDUCEDIESELNOXEMISSIONCandidate:WeiHaiBoSupervisor:ChenLinShanMajor:VehicleEngineeringCollegeofAutomotiveEngineeringShanghaiUniversityofEngineeringScienceShanghai,P.R.ChinaDecember2011上海工程技术大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所递交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注

3、明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日柴油机SCR系统降低排放控制技术的研究摘要本文在试验用柴油机和SCR系统的基础上，寻求提高SCR系统降低NOx排放能力的方法。在柴油机实验台架上连接Urea-SCR系统，测试柴油发动机稳态工况ESC排放数据，dSPACE工具进行监控Urea-SCR系统，获取实时温度，进排气压力等具体参数指标，监测柴油机台架系统实验参数，控制计量泵实时喷射量在

4、dSPACEControlDesk实验工具的基础上研究Urea-SCR系统的电子控制方案；利用NOx传感器检测NOx的含量和转化率，进一步研究Urea系统尿素的注入和喷射策略等技术问题。具体内容分为以下五部分：（1）柴油机原机NOx排放性能及尿素水溶液理论需求量模型研究，按照GB17691-2005《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法》的要求，对试验用柴油机进行原机ESC排放测试试验，获得柴油机在ESC各工况点的原机NOx排放值和SCR系统尿素供给量，了解SCR系统尿素喷射规律。(2)建立尿素水溶液理论需求量模型。依

5、据SCR反应中尿素、NH3与NOx的量化关系，推导出尿素水溶液理论需求量计算式，并根据柴油机原机NOx排放值，建立尿素水溶液理论需求量模型。将理论需求量模型与实际的尿素供给量作对比，分析理论量与实际量之间产生差异的原因。（3）在基于SCR系统原机ESC循环排放试验研究的基础上，对柴油机系统进行全工况排放的验证实验，并在研究SCR系统特性上制定出柴油机的原机排放脉谱图、排气背压脉谱图、排气流量脉谱图等，详细了解柴油机原机外特性和排放特性。在原机全工况排放试验的基础上加装SCR催化器再次进行全工况排放试验，并对NOX排放降低量脉谱图、NOX转化效率脉谱

6、图、各工况实际尿素喷射流量脉谱图、单位尿素喷射速率对NOx降低量脉谱图进行分析。（4）运用dSPACE工具控制SCR系统还原剂喷射过程,在dSPACE软件ControlDesk中控制模块输入计量泵所需实时电压量信号，dSPACE/Mirco-Autobox中DAC接口连接计量泵模拟量电压端口，将模块所输入电压值直接输入到NEWDOSE计量泵中，使用Constant/Value模块对DAC输入电压实时量进行控制，输入电压值使计量泵接受输入电压范围，设计完成依靠dSPACE/ControlDesk和dSPACE/Simulink软件对计量泵输入电压量进

7、行控制以调节尿素的实时喷射量，在发动机SCR实验实时控制界面中使用。（5）后续实验中使用流量计记录实际喷射量，对控制还原剂喷射量对NOx排放的降低效果进行研究，对几次NOx排放试验进行分析，四次试验分别是原机排放，未加装SCR系统由DCU喷射尿素、加装SCR由DCU控制喷射尿素、加装SCR系统自主控制喷射尿素试验过程。后两次结果已达到欧Ⅳ标准排放指标,但通过自主控制尿素喷射对降低NOx排放结果比DCU控制尿素喷射降低NOx排放效果更佳，NOx转化效率也最高。关键词：SCR催化剂，降低NOx排放，ESC排放测试试验，尿素喷射量IRESEARCHONC

8、ONTROLTECHNOLOGYFORSCRTOREDUCEDIESELNOXEMISSIONABSTRACTInthis