[發明專利]反應速率的計算方法以及發動機尿素通入量的控制方法

有效

• 申請號: 202011293219.7
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112459871B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 王秀雷;王坤;何乃鵬
• 申請（專利權）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 劉亞威

本申請涉及發動機領域，公開一種SCR系統化學反應速率的計算方法以及發動機尿素通入量的控制方法。該SCR系統化學反應速率的計算方法，包括以下步驟：根據催化劑確定參數集；根據第一組參數確定第一反應速率，根據第二組參數確定第二反應速率；根據第一反應速率和第二反應速率確定所述SCR系統的化學反應速率。利用該計算方法能夠解決利用現有化學反應動力學物理模型計算得到的反應速率不能真實反應發動機實際化學反應狀況的問題。

技術領域

本申請涉及發動機領域，特別涉及一種SCR系統化學反應速率的計算方法以及發動機尿素通入量的控制方法。

背景技術

SCR(Selective Catalytic Reduction，催化還原技術)是利用NH₃和NOx(氮氧化物)發生催化還原反應來降低甚至消除發動機、比如柴油機的廢氣中NOx的技術，以滿足國IV及以上排放要求。通常，SCR系統根據功能主要分為控制單元、尿素劑量單元、尿素與尾氣的混合裝置和催化反應單元四部分。其中，根據控制單元的控制由尿素劑量單元噴射的尿素與柴油機的廢氣在混合裝置中混合，使得尿素水溶液與廢氣進行水解反應，產生進行催化還原反應的還原劑氨氣，并且，在催化反應單元中，氨氣在催化劑的作用下將氮氧化物還原為氮氣，從而使柴油機尾氣滿足排放法規。

SCR系統中，催化反應單元中的氨吸附解吸附化學反應動力學物理模型是當前發動機排放控制的核心，現有的化學反應動力學物理模型使用單活性位和一組控制參數，建立催化劑上的化學反應機理。該化學反應動力學物理模型使得單活性位得到的氨吸附/解吸附速率常數以及氨覆蓋率都不夠精確，進而在該模型下計算得到的SCR系統的化學反應速率不能真實反應發動機的內部反應情況，繼而影響化學反應物理模型的工況適應性和控制魯棒性不夠好，影響NOx排放控制，OBD誤報錯可能相對高。

發明內容

本申請公開了一種SCR系統化學反應速率的計算方法以及發動機尿素通入量的控制方法，用于解決利用現有化學反應動力學物理模型計算得到的反應速率不能真實反應發動機實際化學反應狀況的問題。

為達到上述目的，本申請提供以下技術方案：

一種SCR系統化學反應速率的計算方法，包括以下步驟：

根據催化劑確定參數集；其中，所述催化劑包括第一活性位和第二活性位，所述參數集包括第一組參數和第二組參數，所述第一組參數對應所述第一活性位下的化學反應，所述第二組參數對應所述第二活性位的下的化學反應；

根據第一組參數確定第一反應速率，根據第二組參數確定第二反應速率；

根據第一反應速率和第二反應速率確定所述SCR系統的化學反應速率。

進一步地，所述根據第一反應速率和第二反應速率確定所述SCR系統的化學反應速率，包括：

根據所述第一反應速率與所述第二反應速率之和確定所述化學反應速率。

進一步地，所述化學反應速率包括氨吸附反應速率、氨解吸附反應速率、氮氧化物反應速率和氨氧化反應速率，所述第一反應速率包括第一氨吸附速率、第一氨脫附速率、第一氮氧化物反應速率和第一氨氧化反應速率，所述第二反應速率包括第二氨吸附速率、第二氨脫附速率、第二氮氧化物反應速率和第二氨氧化反應速率；其中，

根據第一氨吸附速率和第二氨吸附速率之和確定所述氨吸附反應速率；

根據第一氨脫附速率和第二氨脫附速率之和確定所述氨脫附反應速率；

根據第一氮氧化物反應速率和第二氮氧化物反應速率之和確定所述氮氧化物反應速率；

根據第一氨氧化反應速率和第二氨氧化反應速率之和確定所述氨氧化反應速率。