[發明專利]一種柴油機SCR后處理變頻計量控制方法

有效

• 申請號: 201410071941.4
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103775176A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 資新運;龐海龍;俞妍;卜建國;鄧成林;張英鋒;徐正飛;張衛鋒;姚廣濤
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事交通學院
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N9/00
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 閆俊芬

技術領域

本發明屬于柴油機尾氣氮氧化物排放污染控制技術領域，尤其涉及一種柴油機SCR后處理變頻計量控制方法。

背景技術

柴油機以其較高的熱效率和較低的廢氣排放在各行各業得到了廣泛的應用，但其較高的氮氧化物（NOx）排放是長期困擾人們的一個問題。選擇催化還原技術（SCR）是控制柴油機氮氧化物排放的有效方法，SCR通常使用一定濃度的還原劑噴入柴油機排氣中，與其中的氮氧化物在SCR催化器中進行選擇性催化還原反應降低NOx排放到大氣環境中的濃度。而SCR還原劑添加量的控制精度高低直接影響下游的SCR催化器對氮氧化物的凈化能力。

通常，SCR后處理的還原劑添加系統采用專業的泵或氣助式添加系統。其中，系統中的計量設備均設置為定頻噴射，還原劑的噴射量僅僅根據系統控制單元（DCU）控制計量設備噴射的占空比實現定量添加。現有的定頻計量在國Ⅳ及以下排放法規中，對重型柴油機/車的排放測試循環（ESC和ETC）僅在柴油發動機中高負荷工況，并且排氣溫度在SCR催化器溫度窗口范圍內時，SCR后處理系統才工作。此時，排氣流量大，NOx濃度高，計量設備的占空比設定較大，因此所需還原劑的噴射量完全可以滿足SCR催化器的凈化。

然而，實際道路工況主要發生在中低負荷。此時，排氣流量小，NOx濃度低。這就要求在實施國Ⅴ及以上排放法規時，嚴格按照全球性技術法規《全球統一的重型車測試規程(WHDC)》中的全球統一穩態試驗循環（WHSC）和全球統一瞬態試驗循環（WHTC）對柴油機進行排放性后處理系統能測試。因此，在中低負荷工況時，SCR催化器需要的還原劑不多，對于定頻計量設備只能夠通過減小占空比調節添加量，而計量限采用較高頻率噴射，在低占空比時完全開啟的時間非常短，易造成少噴或噴不出的現象，嚴重降低計量精度。

因此，為保證在WHSC和WHTC測試循環中SCR還原劑添加系統的高精度和SCR催化器的凈化效率以及減少（或避免）因還原劑的過量噴射造成的二次污染，迫切需要采取一種柴油機SCR后處理變頻計量控制方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種柴油機SCR后處理變頻計量控制方法，以解決現有技術中存在的在WHSC和WHTC測試循環中SCR還原劑添加系統的精度不高、SCR催化器的凈化效率不高以及可能因還原劑的過量噴射而造成的二次污染的問題。

為實現本發明的目的，本發明提供了一種柴油機SCR后處理變頻計量控制方法，所述方法包括如下步驟：

第一步，柴油機SCR后處理系統控制單元DCU與柴油機的控制單元ECU通訊并獲得所述柴油機的工況數據，包括進氣流量、燃油消耗量、轉速，通過所述工況數據計算出還原劑的噴射頻率；

第二步，所述DCU利用設置于SCR催化器上游的第一氮氧化物傳感器獲取所述柴油機的尾氣中的氮氧化物濃度，通過所述氮氧化物濃度計算出還原劑的理論噴射量；

第三步，所述DCU所述理論噴射量與所述噴射頻率，從標定MAP圖中查找對應的占空比數據，并將所述噴射頻率和占空比數據發送給計量設備；

第四步，所述計量設備以接收到的所述噴射頻率和占空比數據為工作參數，向所述柴油機排氣管中噴射還原劑。

其中，所述方法還包括：

第五步，DCU獲取在所述SCR催化器下游的第二氮氧化物傳感器檢測的選擇催化還原后的氮氧化物排放濃度，當所述選擇催化還原后的氮氧化物排放濃度超過一定限值后，DCU計算出第一還原劑修正噴射量，跳到第三步。

其中，所述方法還包括：

第六步，DCU獲取在所述SCR催化器下游的還原劑傳感器檢測的選擇催化還原后的還原劑泄漏量，當所述還原劑泄漏量超過一定限值后，DCU計算出第一還原劑修正噴射量，跳到第三步。

本發明，與現有技術相比，具有雙參數控制（噴射頻率和工作的占空比）、計量噴射精度高，避免了低負荷工況的還原劑噴射過少或者噴不出和中高負荷工況的還原劑噴射過量而形成的二次污染問題。

附圖說明

圖1為本發明的方法流程圖;

圖2為本發明適用的柴油機SCR后處理系統結構示意圖；

圖中，1-SCR系統控制單元DCU，2-柴油機ECU控制單元，3-計量設備，4-還原劑傳感器，5-第一氮氧化物傳感器，6-SCR催化器，7-柴油機排氣管，8-第二氮氧化物傳感器。

具體實施方式