[發明專利]一種發動機尾氣尿素噴射裝置及其控制方法

在審

• 申請號: 201811399162.1
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN109681297A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 左言言;藍云翔
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N3/28;F01N13/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種發動機尾氣尿素噴射裝置，其中溫度調節器對尾氣進行加熱實現溫度控制，尿素水溶液經由尿素泵通過管路連接尿素噴嘴，所述尿素噴嘴傾斜設置在尿素混合管上。本發明還公開了一種發動機尾氣尿素噴射控制方法，包括：基于氣壓傳感器測得的進氣管與混合管的壓差計算出當前時刻尿素的噴射量，利用當前時刻尿素的噴射量、上一時刻的儲氨量以及氨氮消耗量計算得到當前氨的儲存量，再根據當前氨的存儲量以及飽和狀態下存儲量之間的差異，調整催化溫度并對當前尿素噴射量進行控制。本發明中催化劑的轉換效率得到了明顯的提高，進而提高了NO_x轉化率并減少了氨氣逃逸。

技術領域

本發明屬于柴油機尾氣處理技術領域，具體涉及一種發動機尾氣尿素噴射裝置及其控 制方法。

背景技術

當前社會，柴油機以其優良的燃油經濟性與動力性能得到了更多的關注，但柴油機存 在的一個最大問題就是NO_X與顆粒排放嚴重，經濟增長與能源、環境可持續發展之間的矛 盾也日趨尖銳。在這種形勢下，凈化效率高而且在排放和油耗經濟性方面具有優勢的選擇 性催化還原(SCR)系統越來越得到各發動機制造商的青睞，并把它作為機外凈化的關鍵 技術之一進行研究和推廣，已成為重型柴油機尾氣處理的主要技術之一。

改變柴油發動機的某些技術(如高壓噴射、噴射正時提前以及加大渦輪增壓器的增壓 壓力比等)可使顆粒物排放達到法規要求，但是也會增加NO_X的排放，這時候就需要在排 氣管中安裝SCR排放后處理系統來降低NO_X的排放。SCR排放后處理系統的工作原理是將還原劑(氨水、尿素等)噴入排氣管中，在催化劑的作用下，把NO_X還原成N₂，以達到 減少NO_X排放的目的。

然而，在現有的尿素噴射控制過程中，催化溫度不同時，催化劑的活性差異較大，同 時也影響了氨的儲存能力，且可能會引起氨泄漏，帶來二次污染。尤其是在發動機增加載 荷的工況下，溫度劇烈上升會導致氨的儲存能力下降，非常容易造成氨的大量泄漏。而低 溫工況又會導致催化劑活性不足，催化效率下降，NO_X反應不完全。由此可知，如何提高氮氧轉化效率，實現轉化效率與降低氨泄漏的動態平衡是目前函待解決的問題。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種發動機尾氣尿素噴射裝置及其控 制方法，提高了催化劑的轉換效率，解決氨泄漏的問題。

本發明是通過以下技術方案實現上述技術目的的，一種發動機尾氣尿素噴射控制方法， 包括以下步驟：

步驟1)：ECU控制單元根據氣壓傳感器測得的進氣管壓力P_r與混合管壓力P₀，計算出壓差ΔP＝P_r-P₀；

步驟2)：計算當前時刻SCR催化器內氨的儲存量ASI_t；

步驟2.1)：采集進氣管(10)內尾氣中NO_X的濃度值以及排氣管(12)內反應后NO_X的濃度值計算當前時刻氨氮的消耗量Q_s：

其中是尾氣中預估的NH₃的濃度，F_eq是發動機的排氣流量；

步驟2.2)：利用當前時刻尿素的噴射量、上一時刻氨的儲存量以及氨氮的消耗量Q_s計 算得到當前時刻氨的儲存量：

ASI_t＝Q_j+ASI_t-1-Q_s

其中ASI_t是當前時刻氨的儲存量，ASI_t-1是上一時刻氨的儲存量；