柴油车SCR运行状态实时监测系统设计与实现

发布时间：2020-08-05 10:06

【摘要】：随着环保力度的加强,各部门相继出台环保法规和政策,重型柴油车“国六”标准送审稿也已通过审查,车辆“远程排放管理”也将纳入规范。另外,近年来汽车网联化发展成为大趋势,发动机尾气后处理系统的网联化既有市场需求又有技术支持,我们理应在这些前沿领域也有所作为。本文针对柴油车SCR(选择性催化还原技术)设计了运行状态实时监测系统。以满足“国五”排放标准的重型柴油车SCR后处理系统为监测对象,结合法规HJ437-2008的要求进行信号采集和故障诊断,利用GPRS无线通信技术将采集到的SCR状态信息以及故障诊断结果传到服务器;同时,基于Qt和E4A环境分别开发电脑监测平台和手机APP,采用Socket网络编程方式从服务器获取SCR状态信息并展示给车主、制造商和政府部门三大目标群体,即利用互联网实现柴油车SCR系统与三者之间的实时交互。可以将本文实现上述设计的步骤总结为以下几点:首先,通过分析SCR系统和HJ437-2008法规明确了监测目标;其次,选用MC9S12XS128作为主控芯片,基于CAN通信和A/D转换实现信号采集,同时设计故障诊断控制策略并利用c语言进行相关嵌入式开发;再次,基于GPRS无线通信和串口通信利用SIM900A模块将监测数据传到互联网服务器;然后,基于E4A和Qt开发了手机APP和电脑终端软件进行SCR运行状态的展示;最后,对系统开发各阶段及最终实物进行了功能测试。通过上述完整的开发过程,完成了本课题方案的初级实物开发。实验结果表明,文中所设计的SCR运行状态实时监测方案在技术上具有可行性,在成本及实施方面也具有相关优势,同时可以扩展到其他尾气后处理系统中。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.74
【图文】：

路线图,论文结构,主要技术,路线图

6图 1.1 论文结构与主要技术内容路线图Fig1.1 Roadmap of paper structure and main technical content文主要研究目标和具体内容包括以下几个方面：1）基于 SCR 系统结构进行监测目标分析。课题具有较强的综需要对监测对象有比较深入的了解。所以本文首先介绍了 SC整体结构，并详细分析系统各部件结构、原理和易发故障，确了 SCR 运行状态实时监测系统的设计需求和目标。2）完成信号采集与故障诊断嵌入式开发。本文选用飞思卡尔作为处理器。在信号采集的实现过程中，通过对 SCR 系统现理分析，可以将需要采集的信号分为 CAN 信号、模拟信号以及到 A/D 模块功能开发和 CAN 通信功能实现。故障诊断功能采集到的信号基于故障诊断策略进行诊断处理，3.3 节详述了

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图 2.1 直喷式 SCR 系统整体结构图Fig 2.1 The general design structure of direct injection SCR systemSCR 系统部件及易发故障1 尿素箱尿素箱主要实现存储尿素水溶液的功能。由于尿素水溶液的腐蚀性，尿利用塑料或不锈钢等具有抗尿素腐蚀性的材料制作，综合考虑重型柴油容量，一般尿素箱容积设计为 15~40L。另外，尿素箱的加注口带有磁性对油箱加注口偏小，可以有效防止将油枪放入尿素箱加注口，避免将柴尿素箱的误操作。集成式尿素箱在箱体顶部还加装了加热器与传感器的集成体，其中液位以反映尿素水溶液剩余量，温度传感器用来感知尿素水溶液温度，当温，加热器将利用发动机冷却液对其加热。同时尿素箱上开有通气阀对箱压力进行平衡；箱内尿素管前端安装尿素粗滤器，可以将直径大于 70μm滤掉[20]。集成式尿素箱容易发生的故障有：温度/液位传感器故障、加热

直喷,尿素,内部结构,尿素溶液

第二章 SCR 系统监测项目分析；过滤器安装在尿素溶液加压后的流出端，在尿素溶液输过滤；压力传感器实现监测液流压力的功能，输出的压力 DCU。为了避免尿素在低温下结晶，尿素泵内还装有温度过低时由电加热器进行加热。直喷尿素泵容易发生的故障滤清器堵塞、尿素水溶液泄露和尿素加热故障。

【参考文献】