scr論文-基于obd功能的重型柴油車scr系統(tǒng)監(jiān)控

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1、scr論文-基于OBD功能的重型柴油車SCR系統(tǒng)監(jiān)控摘要:文章介紹了OBD的發(fā)展和SCR技術(shù)升級(jí)的趨勢,并在SCR和OBD系統(tǒng)原理的基礎(chǔ)上分析了SCR系統(tǒng)降低NOx的機(jī)理,對(duì)基于OBD功能的重型柴油車SCR系統(tǒng)綜合部件和各個(gè)子系統(tǒng)的監(jiān)控進(jìn)行了研究,提出了SCR系統(tǒng)基于OBD功能的監(jiān)控對(duì)象和監(jiān)測方法,總結(jié)了SCR系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)OBD功能的難點(diǎn)?！　￡P(guān)鍵詞:OBD;在線診斷;SCR系統(tǒng);重型柴油車　　　　　　隨著國Ⅳ排放法規(guī)在國內(nèi)部分地區(qū)開始實(shí)施,節(jié)能減排已成為車輛技術(shù)革新的熱點(diǎn)。在重型車面對(duì)日益嚴(yán)格的排放法規(guī)應(yīng)對(duì)策略中,與EGR的技術(shù)路線相比,SCR技術(shù)路線表現(xiàn)出

2、較好的經(jīng)濟(jì)性、排放法規(guī)繼承性、保持了良好的車輛動(dòng)力性,且對(duì)燃料中硫的含量不敏感等諸多優(yōu)點(diǎn),適合我國現(xiàn)階段的基本國情。然而,在當(dāng)前SCR系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)營的背景下,技術(shù)升級(jí)主要體現(xiàn)在提高系統(tǒng)的功效和運(yùn)行可靠性,減少維護(hù)成本上,SCR系統(tǒng)需要結(jié)合OBD技術(shù)的發(fā)展來進(jìn)一步完善。繼美國、歐盟、日本等地區(qū)先后出臺(tái)OBD相關(guān)法規(guī)之后,我國在國三階段的排放法規(guī)中對(duì)車輛OBD功能也提出了強(qiáng)制性要求,環(huán)保部于2008年6月發(fā)布了標(biāo)準(zhǔn)《車用壓燃式、氣體燃料點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車車載診斷(OBD)系統(tǒng)技術(shù)要求》(HJ437-2008),進(jìn)一步作了詳細(xì)說明,相應(yīng)的SCR系統(tǒng)也必須

3、具備OBD功能?！　?OBD技術(shù)概要　　OBD(OnBoardDiagnostic),是由相應(yīng)的軟件、硬件、ECU、接口及外部設(shè)備組成的車載自診斷系統(tǒng)。最早由美國三大汽車公司先后在所生產(chǎn)的車輛上添加簡單的自診斷電路開始,發(fā)展到OBD-II,即第二代車載診斷系統(tǒng),已經(jīng)具備較為完善的系統(tǒng)診斷功能。OBD技術(shù)主要是通過間接測量的手段,對(duì)與排放相關(guān)的系統(tǒng)或部件進(jìn)行監(jiān)測與診斷,當(dāng)檢測到異常信號(hào)導(dǎo)致排放超過OBD標(biāo)準(zhǔn)限值,且這一異常在一定時(shí)間內(nèi)(通常是三個(gè)連續(xù)行程)不會(huì)消失,診斷邏輯就判斷此部分出現(xiàn)了故障,引導(dǎo)故障處理機(jī)制點(diǎn)亮故障指示燈,并將故障信息以診斷代碼的形式存

4、入內(nèi)部RAM中,以便通用的故障診斷設(shè)備讀取。如果監(jiān)測器在連續(xù)多個(gè)行程內(nèi)不再檢測到引起故障的異常信號(hào),就將指令故障指示燈熄滅。此后發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)循環(huán)約40次,自刪除的故障代碼會(huì)自動(dòng)從存儲(chǔ)器中清除,對(duì)于涉及到重要故障信息的長時(shí)限故障代碼保存的期限比較長,通常為400天或發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行約9600小時(shí)。未來的OBD-III能夠利用小型車載無線收發(fā)系統(tǒng),通過無線蜂窩通信、衛(wèi)星通信或者GPS系統(tǒng)將車輛的VIN(車輛識(shí)別號(hào)碼),故障診斷代碼及車輛所在位置等信息自動(dòng)通告管理部門。管理部門根據(jù)該車輛排放問題的等級(jí)對(duì)其發(fā)出指令,包括去何處維修的建議,解決排放問題的時(shí)限等。這些信息可在

5、相關(guān)法規(guī)的基礎(chǔ)上對(duì)維護(hù)不當(dāng)從而造成過多排放污染的車輛進(jìn)行懲罰?！　BD的發(fā)展不僅體現(xiàn)在由單一的電路導(dǎo)通性測試到全面的過程監(jiān)控和人機(jī)對(duì)話診斷的深度,更體現(xiàn)在技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化上。除了各國政府為了推行OBD技術(shù)所制定的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)外,OBD的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要是由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和國際汽車工程師協(xié)會(huì)(SAE)制定的,如ISO/15765、ISO/11898、SAE/J1939、SAE/J2012。各汽車公司所用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也出現(xiàn)了歸一化趨勢,新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)逐步取代舊標(biāo)準(zhǔn),表1展示了四大汽車公司所使用的通訊標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展情況:　　2SCR系統(tǒng)工作原理　　SCR(Select

6、iveCatalyticReduction),全稱為選擇性還原技術(shù),其原理是在富氧排氣條件下,在催化劑作用下,向尾氣中噴射還原劑,在SCR催化劑表面選擇性地與NOX發(fā)生氧化還應(yīng),生成N2(氮?dú)?和H20(水蒸汽),從而降低NOX的排放。通常還原劑選取的是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32.5%尿素水溶液,在這一個(gè)濃度下,尿素水溶液具有最低的凝結(jié)溫度(約-11℃)?！　≡赟CR系統(tǒng)開始工作時(shí),由控制器完成初始化,確認(rèn)系統(tǒng)處于正常狀態(tài)后,發(fā)出指令使尿素泵開始建壓,為尿素水溶液的輸運(yùn)提供動(dòng)力?？刂破魍ㄟ^所獲得的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩信息以及催化器的溫度信號(hào),依據(jù)SCR模型計(jì)算尿素周期噴射

7、量,然后驅(qū)動(dòng)噴嘴動(dòng)作,將尿素水溶液與輔助空氣混合霧化,經(jīng)噴嘴噴入排氣管內(nèi),多余的尿素送回尿素罐中。在排氣管中尿素水溶液經(jīng)蒸發(fā)、熱解以及水解一系列的物理化學(xué)反應(yīng)后,部分或全部分解成氨氣(NH3)和水(H2O)并與排氣充分混合,然后進(jìn)入SCR催化器。在催化劑的催化作用下,氨氣與NOx迅速反應(yīng)生成氮?dú)?N2)和水(H2O),隨排氣排入大氣,具體的反應(yīng)過程如下:　　(1)尿素水溶液中的水組分蒸發(fā),尿素分子留在排氣中;　　(2)尿素分子熔化,成為氣態(tài)分子;　　(3)尿素分子熱解,與排氣混合;　　(NH2)2CO→NH3+HNCO(1)　　(4)HNCO進(jìn)一步水解,與

8、排氣混合?！　NCO+H2O→NH3+CO2(2)　　(5)在催