一種尿素噴射控制方法、裝置及scr系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及排氣后處理技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種尿素噴射控制方法、裝置及SCR系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，為了對(duì)柴油機(jī)尾氣的排放進(jìn)行控制，通常要求在柴油機(jī)上安裝SCR系統(tǒng) (SCR，即Selective Reduction,選擇性催化還原），W利用SCR技術(shù)對(duì)尾氣中的 NOx (氮氧化物)進(jìn)行排放控制。其中，SCR技術(shù)通過在排氣管中噴射尿素溶液，從而將氮氧化 物還原為氮?dú)馀懦?，具有抗硫性好等?yōu)點(diǎn)。
[0003] 然而，現(xiàn)有的尿素噴射控制過程中，由于在不同溫度等工況下，催化劑對(duì)氨的存儲(chǔ) 能力差異較大，影響了氮氧轉(zhuǎn)化效率，并可能造成氨泄漏。尤其是在快速升溫的動(dòng)態(tài)工況 下，由于催化劑儲(chǔ)氨能力的下降，非常容易造成氨的大量泄漏。由此可知，如何提高氮氧轉(zhuǎn) 化效率，并降低氨泄漏量是目前亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種尿素噴射控制方法、裝置及SCR系統(tǒng)，提高 了氮氧轉(zhuǎn)化效率，并降低了氨泄漏量。其具體方案如下：
[0005] -種應(yīng)用于SCR系統(tǒng)的尿素噴射控制方法，包括：
[0006] 計(jì)算SCR催化器的當(dāng)前溫度；
[0007] 若所述當(dāng)前溫度位于第一預(yù)設(shè)溫度區(qū)域，則根據(jù)當(dāng)前工況下所述SCR催化器的氨 實(shí)際存儲(chǔ)量W及氨飽和存儲(chǔ)量之間的差異，對(duì)當(dāng)前尿素噴射量進(jìn)行修正；
[000引若所述當(dāng)前溫度位于第二預(yù)設(shè)溫度區(qū)域，則根據(jù)氮氧轉(zhuǎn)化效率的變化，對(duì)當(dāng)前尿 素噴射量進(jìn)行修正；
[0009] 利用修正后的尿素噴射量，對(duì)SCR系統(tǒng)的尿素噴射進(jìn)行相應(yīng)地控制；
[0010] 其中，所述第一預(yù)設(shè)溫度區(qū)域?yàn)闇囟戎荡笥诘谝活A(yù)設(shè)溫度，并小于第二預(yù)設(shè)溫度 的溫度區(qū)域;所述第二預(yù)設(shè)溫度區(qū)域?yàn)闇囟戎荡笥谒龅诙A(yù)設(shè)溫度的溫度區(qū)域。
[0011] 優(yōu)選的，所述計(jì)算SCR催化器的當(dāng)前溫度的過程，包括：
[0012] 采集所述SCR催化器的進(jìn)口溫度Tin和出口溫度Tout;
[001引將所述進(jìn)口溫度Tin和所述出口溫度Tout輸入溫度計(jì)算方程，計(jì)算得到所述當(dāng)前溫 度;其中，所述溫度計(jì)算方程為：
[001引其中，T表示所述當(dāng)前溫度。
[0016] 優(yōu)選的，所述根據(jù)當(dāng)前工況下所述SCR催化器的氨實(shí)際存儲(chǔ)量W及氨飽和存儲(chǔ)量 之間的差異，對(duì)當(dāng)前的尿素噴射量進(jìn)行修正的過程，包括：
[0017] 計(jì)算當(dāng)前工況下所述SCR催化器的氨實(shí)際存儲(chǔ)量，W及計(jì)算所述SCR催化器在當(dāng)前 工況下所對(duì)應(yīng)的氨飽和存儲(chǔ)量；
[0018] 當(dāng)所述氨實(shí)際存儲(chǔ)量大于或等于所述氨飽和存儲(chǔ)量，則將噴射量調(diào)整系數(shù)設(shè)為0;
[0019] 當(dāng)所述氨實(shí)際存儲(chǔ)量小于所述氨飽和存儲(chǔ)量，則根據(jù)所述氨實(shí)際存儲(chǔ)量與所述氨 飽和存儲(chǔ)量之間的偏差程度，相應(yīng)地對(duì)噴射量調(diào)整系數(shù)進(jìn)行不同程度的修正.
[0020] 其中，噴射量調(diào)整系數(shù)、當(dāng)前尿素噴射量W及修正后的尿素噴射量之間的關(guān)系為： 焉=足?馬
[0021] 其中，歹U表示修正后的尿素噴射量，fV表示噴射量調(diào)整系數(shù)，町表示當(dāng)前尿素噴射 量。
[0022] 優(yōu)選的，所述當(dāng)所述氨實(shí)際存儲(chǔ)量小于所述氨飽和存儲(chǔ)量，則根據(jù)所述氨實(shí)際存 儲(chǔ)量與所述氨飽和存儲(chǔ)量之間的偏差程度，相應(yīng)地對(duì)噴射量調(diào)整系數(shù)進(jìn)行不同程度的修正 的過程，包括：
[0023] 當(dāng)
，則將噴射量調(diào)整系數(shù)設(shè)為3;
[0024] 當(dāng) ，則將噴射量調(diào)整系數(shù)設(shè)為2;
[0025] 當(dāng) 則將噴射量調(diào)整系數(shù)設(shè)為1.2;
[00%] 其中，ASO表示所述氨實(shí)際存儲(chǔ)量，A化表示所述氨飽和存儲(chǔ)量。
[0027] 優(yōu)選的，所述計(jì)算當(dāng)前工況下所述SCR催化器的氨實(shí)際存儲(chǔ)量的過程，包括：
[0028] 查詢所述SCR催化器在當(dāng)前工況下所對(duì)應(yīng)的催化前排氣氮氧濃度值Nin和排氣流量 值Fa，W及利用氮氧化物傳感器，采集得到催化后排氣氮氧濃度值Nnut;
[0029] 利用所述催化前排氣氮氧濃度值Nin和所述催化后排氣氮氧濃度值Nnut,計(jì)算得到 催化劑的氮氧轉(zhuǎn)化效率Cnox;
[0030] 利用所述排氣流量值Fa、所述氮氧轉(zhuǎn)化效率CnoxW及催化后排氣中的純NOx預(yù)估濃 度值Nnox,計(jì)算得到催化過程中的實(shí)際氨消耗量Mn;
[0031] 利用當(dāng)前尿素噴射量扣、所述實(shí)際氨消耗量MnW及上一數(shù)據(jù)采樣周期中得到的氨 實(shí)際存儲(chǔ)量AS〇/，計(jì)算得到當(dāng)前數(shù)據(jù)采樣周期中與當(dāng)前工況所對(duì)應(yīng)的氨實(shí)際存儲(chǔ)量AS0;
[00創(chuàng)其中，所述氮氧轉(zhuǎn)化效率Cn日X的計(jì)算公式為:Cn日X=(Nin-Nout)Mn;
[0033] 所述實(shí)際氨消耗量Mn的計(jì)算公式為:Mn = Nnox ? Fa ? Cnox;
[0034] 所述氨實(shí)際存儲(chǔ)量ASO的計(jì)算公式為:ASO=Fu+AS〇/ -Mn。
[0035] 優(yōu)選的，所述計(jì)算所述SCR催化器在當(dāng)前工況下所對(duì)應(yīng)的氨飽和存儲(chǔ)量的過程，包 括：
[0036] 查詢所述SCR催化器在當(dāng)前工況下所對(duì)應(yīng)的氨飽和吸附量ASMW及安全限值系數(shù) k;
[0037] 利用所述氨飽和吸附量ASMW及所述安全限值系數(shù)k，計(jì)算得到所述氨飽和存儲(chǔ)量 ASM
[003引其中，所述氨飽和存儲(chǔ)量A化的計(jì)算公式為:A化=k ? ASM。
[0039]優(yōu)選的，所述根據(jù)氮氧轉(zhuǎn)化效率的變化，對(duì)當(dāng)前尿素噴射量進(jìn)行修正的過程，包 括：
[0040] 步驟SOI:判斷當(dāng)前尿素噴射量是否大于與上一數(shù)據(jù)采樣周期對(duì)應(yīng)的尿素噴射量， 如果否，則將噴射量調(diào)整系數(shù)設(shè)為1，如果是，則進(jìn)入步驟S02;
[0041] 步驟S02:判斷與當(dāng)前數(shù)據(jù)采樣周期對(duì)應(yīng)的氮氧轉(zhuǎn)化效率是否大于與上一數(shù)據(jù)采 樣周期對(duì)應(yīng)的氮氧轉(zhuǎn)化效率，如果是，則將噴射量調(diào)整系數(shù)設(shè)為1.2，如果否，則將噴射量調(diào) 整系數(shù)設(shè)為0.8。
[0042] 優(yōu)選的，所述第一預(yù)設(shè)溫度為200°C，所述第二預(yù)設(shè)溫度為280°C。
[0043] 本發(fā)明還公開了一種應(yīng)用于SCR系統(tǒng)的尿素噴射控制裝置，包括：
[0044] 溫度計(jì)算模塊，用于計(jì)算SCR催化器的當(dāng)前溫度；
[0045] 第一修正模塊，用于當(dāng)所述當(dāng)前溫度位于第一預(yù)設(shè)溫度區(qū)域，則根據(jù)當(dāng)前工況下 所述SCR催化器的氨實(shí)際存儲(chǔ)量W及氨飽和存儲(chǔ)量之間的差異，對(duì)當(dāng)前尿素噴射量進(jìn)行修 正；
[0046] 第二修正模塊，用于當(dāng)所述當(dāng)前溫度位于第二預(yù)設(shè)溫度區(qū)域，則根據(jù)氮氧轉(zhuǎn)化效 率的變化，對(duì)當(dāng)前尿素噴射量進(jìn)行修正；
[0047] 噴射控制模塊，用于利用修正后的尿素噴射量，對(duì)SCR系統(tǒng)的尿素噴射進(jìn)行相應(yīng)地 控制；
[004引其中，所述第一預(yù)設(shè)溫度區(qū)域?yàn)闇囟戎荡笥诘谝活A(yù)設(shè)溫度，并小于第二預(yù)設(shè)溫度 的溫度區(qū)域;所述第二預(yù)設(shè)溫度區(qū)域?yàn)闇囟戎荡笥谒龅诙A(yù)設(shè)溫度的溫度區(qū)域。
[0049] 本發(fā)明還公開了一種SCR系統(tǒng)，包括前述的尿素噴射控制裝置。
[0050] 本發(fā)明中，尿素噴射控制方法，包括:計(jì)算SCR催化器的當(dāng)前溫度;若當(dāng)前溫度位于 第一預(yù)設(shè)溫度區(qū)域，則根據(jù)當(dāng)前工況下SCR催化器的氨實(shí)際存儲(chǔ)量W及氨飽和存儲(chǔ)量之間 的差異，對(duì)當(dāng)前尿素噴射量進(jìn)行修正;若當(dāng)前溫度位于第二預(yù)設(shè)溫度區(qū)域，則根據(jù)氮氧轉(zhuǎn)化 效率的變化，對(duì)當(dāng)前尿素噴射量進(jìn)行修正?？梢?，在本發(fā)明中，若當(dāng)前溫度處于低溫區(qū)域，也 即處于第一預(yù)設(shè)溫度區(qū)域，則根據(jù)當(dāng)前工況下氨實(shí)際存儲(chǔ)量W及氨飽和存儲(chǔ)量之間的差 異，對(duì)當(dāng)前尿素噴射量進(jìn)行修正;若當(dāng)前溫度處于高溫區(qū)域，也即處于第二預(yù)設(shè)溫度區(qū)域， 則根據(jù)氮氧轉(zhuǎn)化效率的變化，對(duì)當(dāng)前尿素噴射量進(jìn)行修正。由于催化劑在低溫區(qū)域時(shí)，具有 氮氧轉(zhuǎn)化效率較低、氨存儲(chǔ)能力較高的特點(diǎn)，而在高溫區(qū)域時(shí)，則具有氮氧轉(zhuǎn)化效率較高、 氨存儲(chǔ)能力較低的特點(diǎn)，可見，本發(fā)明在對(duì)尿素噴射量進(jìn)行控制的過程中，充分利用了催化 劑在低溫區(qū)域時(shí)較高的氨存儲(chǔ)能力W及在高溫區(qū)域時(shí)較高的氮氧轉(zhuǎn)化效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)尿 素噴射量的精確控制，從而有利于提高了氮氧轉(zhuǎn)化效率，并降低了氨泄漏量。
【附圖說明】
[0051] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0052] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種尿素噴射控制方法流程圖；
[0053] 圖2為排氣氮氧濃度MAP圖；
[0054] 圖3為排氣流量MAP圖；
[0055] 圖4為氨飽和吸附量MAP圖；
[0056] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種尿素噴射控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0057] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖