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为满足柴油机尾气污染物排放法规要求,仅依靠发动机机内净化手段已很难满足国IV排放要求。通过优化机内燃油喷射策略,在降低PM排放同时,外加SCR后处理系统来降低NOx排放,以达到国IV排放要求。本文根据柴油机SCR系统工作原理,制定相应控制策略,并开发实现这一设计方案的SCR电控单元。主要工作分三部分:(1)设计尿素喷射控制策略。首先根据发动机转速、油门开度,确定控制策略中稳态尿素喷射基本量;然后,根据排温进行NOx转化效率及储氨特性修正,确定控制策略最终输出实时有效喷射量及二维查表算法的运用。(2)在方案实现环节,首先确定SCR电控单元的各功能模块(传感器模块、输入信号调理模块、控制驱动信号调理模块、微控制器模块);然后,基于dSPACE开发平台,根据各功能模块的输入/输出信号特点,完成输入/输出信号的硬件处理;最后,基于Matlab设计尿素喷射控制策略及与硬件开发平台的信息交互,实现SCR系统尿素喷射的自动控制。(3)在方案试验环节,首先,通过发动机台架试验,对控制策略中所需控制参数进行脉谱图标定,并依此制定出稳态尿素喷射脉谱图;然后,对原机及加装SCR后处理发动机分别进行稳态ESC测试循环,监测、分析尾气中NOx、NH3的浓度变化。试验表明,本文自主设计SCR电控系统结构合理,工作稳定可靠,可根据不同排放法规要求,自行设计或调整控制策略,具有满足不同NOx排放要求的工程应用潜力。