一种柴油车添加尿素去除氮氧化物过程中控制尿素结晶的方法、记录媒体及系统与流程

专利2023-09-27  83



1.本发明属于内燃机尾气治理技术领域,公开了一种柴油车添加尿素去除氮氧化物过程中控制尿素结晶的方法、存储有能执行该方法程序的记录媒体及系统。


背景技术:

2.选择性催化还原技术(scr)是目前用于降低氮氧化物()排放的主流技术,该技术主要是利用尿素喷嘴将尿素水溶液喷送至混合器前端,与从柴油颗粒过滤器出来的尾气一同进入混合器充分混合,从而达到将氮氧化物催化还原成氮气和水的目的。
3.由于城市物流车运行速度低、常怠速的工况,排温及尾气流量均较小,无法完全将尿素水溶液带至混合气内并发生氧化还原反应,导致部分喷射的尿素沉积在混合器金属丝处,形成致密尿素结晶,该致密尿素结晶会堵塞金属丝之间的缝隙,导致尿素无法通过金属丝,因而scr转换效率下降,尾排 nox较大,于此同时,scr闭环控制策略会因nox尾排较大而将尿素喷射系数修大,致使尿素喷射更多,造成结晶更严重的情况产生。结晶积聚会导致 scr效率降低,排气背压增大,燃油消耗量增加等缺陷。


技术实现要素:

4.针对以上问题,为了使柴油车在再生里程达到前,满足nox转化效率的同时,避免结晶严重的情况发生,本技术采取了下述方法来控制尿素的喷射,具体包括如下步骤:
5.s1.怠速时停止喷射尿素;
6.s2.行车时在一个催化再生区间内检测氮氧化物的转化效率和尿素喷嘴至混合器前端残留的尿素结晶量;
7.s2-1.如果所述转化效率和尿素结晶量均达标,则保留现有尿素喷射策略;
8.s2-2.如果所述转化效率达标而所述尿素结晶量不达标,则降低尿素喷射上限至所述转化效率刚好达标为止,检测所述尿素结晶量是否达标,若达标则调整结束;若不达标,进入s3步骤;
9.s2-3.如果所述尿素结晶量达标而所述转化效率不达标,则提升尿素喷射系数至所述尿素结晶量达标刚好达标为止;检测所述转化效率是否达标,若达标则调整结束;若不达标,进入s3步骤;
10.s3.提取横轴为尾气排量和纵轴为排气温度所构成的坐标系中的方块区间所对应的车辆运行工况,仅在所述车辆运行工况中根据不达标的项目调整尿素喷射系数至所有项目均达标为止。
11.这种调整方式用简单的参数设限排除掉了大部分结晶超标隐患,只有在 s1-s2步骤内仍不能解决的少部分不达标情况,才进入s3步骤有针对性的解决,节省了调节次数,提升了调节效率。
12.优选的,尾气排量以1g/s为单位,范围1-150g/s;温度以10℃为单位,范围30-300
℃将坐标系划分为若干个方格,s3步骤中所述方块区间为从所述坐标系中正常行驶状态范围的左下角向右上角的方向依次框选的多个方格组成。
13.这种区域框选方法,优先从低排量、低排气温度划定的区域中选取检测对象,该检测手段直接指向最容易产生结晶的工况,因而能更快的通过调整喷射系数来解决结晶超标的问题。
14.进一步的,首选的所述方块区间为所述坐标系中排气温度200-250℃,尾气排量7-40g/s的框选区域。
15.实验表明,这个区间是行车过程中容易造成结晶超标的工况区间。
16.本发明的另一方案在于提供一种非暂态可读记录媒体,用以存储包含多个指令的一个或多个程序,当执行指令时,将致使处理电路执行上述的柴油车添加尿素去除氮氧化物过程中控制尿素结晶的方法。
17.本发明的又一方案在于提供一种柴油车添加尿素去除氮氧化物过程中控制尿素结晶的系统,包括处理电路及与其电性耦接的存储器,所述存储器配置储存至少一程序,所述程序包含多个指令,所述处理电路运行所述程序,能执行上述柴油车添加尿素去除氮氧化物过程中控制尿素结晶的方法。
附图说明
18.图1为本发明实施例中具体步骤的流程示意图。
具体实施方式
19.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行描述,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有做出创新劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
20.如图1所示,本发明各实施例按照以下步骤生产:
21.普通车辆正常行驶时,尿素喷射器总成喷入scr总成的尿素会随尾气一同进入混合器内,充分混合后,尾气中的nox被尿素还原成氮气和水,一般也会形成少量结晶,但在达到再生里程后,可被从柴油颗粒过滤器里面出来的再生后的高温废气燃烧干净,不影响scr效率和正常的排气背压。
22.城市物流车因为频繁装、卸货的原因,经常会怠速运转,此工况下发动机排期流量及排温均较低,不利于废气与尿素喷射器总成喷射的尿素混合的充分性及还原反应的完整性,容易在混合器前端形成尿素沉积,造成结晶,且该工况下的发动机nox原排较低,因此在本发明s1步骤中直接怠速停喷,在不造成结晶的情况下尾排也能满足法规要求。
23.除了常怠速,城市物流车行驶速度也不会太高,基于此,其排气温度及排气流量也不足以使喷射器总成喷射出的尿素水溶液被充分消耗掉,易形成结晶,而常规的喷射策略一般可以满足scr转化效率的要求,故参照本发明 s2步骤,首先限制行车喷射量,降低全区间尿素喷射最大值,在一个再生里程内监测氮氧传感器所测得的scr上下游nox值,由此反映scr转化效率是否满足要求;模拟城市物流车行驶工况,每1/4个再生里程拆下喷射器总成检查结晶,观察尿素喷嘴及混合器处结晶能否满足要求。基于图1,若均可满足要求,即按
此方案调整尿素喷射量。
24.依图1,若按照初始设定的值降低尿素喷射量可满足scr转化效率要求,结晶情况却不尽人意,接着降低尿素喷射量,直至结晶和scr转化效率均可满足要求为止。
25.若尿素喷射限值太低,导致结晶可满足,scr效率难以满足要求,可适当增加尿素喷射量,直至结晶和scr转化效率均可满足要求为止。
26.若按照上述方法无论向上还是向下修正整个排放区间的尿素喷射量,都无法达到scr效率和结晶同时满足要求的情况,则进入本发明s3步骤,考虑对特定区域(排温200-250℃,排气流量7-40g/s)的尿素喷射量进行限制,利用上述的喷射限值乘以一个特定的系数,检查调整后的scr效率及结晶情况。若结晶满足要求、scr效率不满足,该系数大于1,以此来增加该区域喷射量;若scr效率满足要求、结晶不满足,该系数小于1,以此来降低该区域的喷射量。依照此方法,寻求最佳限制区域及喷射系数,直至 scr效率和结晶可同时满足要求为止。
27.本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机、可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
28.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
29.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
30.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
31.将上述方法步骤汇编成程序再存储于硬盘或其他非暂态存储介质就构成了本发明的“一种非暂态可读记录媒体”技术方案;而将该存储介质与计算机处理器电连接,通过对尿素喷射量的控制来避免结晶超标,则构成本发明的“一种柴油车添加尿素去除氮氧化物过程中控制尿素结晶的系统”技术方案。
32.最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的
保护范围之内。

技术特征:
1.一种柴油车添加尿素去除氮氧化物过程中控制尿素结晶的方法,其特征在于包括以下步骤:s1.怠速时停止喷射尿素;s2.行车时在一个催化再生区间内检测氮氧化物的转化效率和尿素喷嘴至混合器前端残留的尿素结晶量;s2-1.如果所述转化效率和尿素结晶量均达标,则保留现有尿素喷射策略;s2-2.如果所述转化效率达标而所述尿素结晶量不达标,则降低尿素喷射上限至所述转化效率刚好达标为止,检测所述尿素结晶量是否达标,若达标则调整结束;若不达标,进入s3步骤;s2-3.如果所述尿素结晶量达标而所述转化效率不达标,则提升尿素喷射系数至所述尿素结晶量达标刚好达标为止;检测所述转化效率是否达标,若达标则调整结束;若不达标,进入s3步骤;s3.提取横轴为尾气排量和纵轴为排气温度所构成的坐标系中的方块区间所对应的车辆运行工况,仅在所述车辆运行工况中根据不达标的项目调整尿素喷射系数至所有项目均达标为止。2.根据权利要求1所述的一种柴油车添加尿素去除氮氧化物过程中控制尿素结晶的方法,其特征在于,尾气排量以1g/s为单位,范围1-150g/s;温度以10℃为单位,范围30-300℃将坐标系划分为若干个方格,s3步骤中所述方块区间为从所述坐标系中正常行驶状态范围的左下角向右上角的方向依次框选的多个方格组成。3.根据权利要求2所述的一种柴油车添加尿素去除氮氧化物过程中控制尿素结晶的方法,其特征在于,首选的所述方块区间为所述坐标系中排气温度200-250℃,尾气排量7-40g/s的框选区域。4.一种非暂态可读记录媒体,用以存储包含多个指令的一个或多个程序,其特征在于,当执行指令时,将致使处理电路执行权利要求1-3中任一项所述的一种柴油车添加尿素去除氮氧化物过程中控制尿素结晶的方法。5.一种柴油车添加尿素去除氮氧化物过程中控制尿素结晶的系统,包括处理电路及与其电性耦接的存储器,其特征在于,所述存储器配置储存至少一程序,所述程序包含多个指令,所述处理电路运行所述程序,能执行权利要求1-3中任一项所述的一种柴油车添加尿素去除氮氧化物过程中控制尿素结晶的方法。

技术总结
本发明属于内燃机尾气治理技术领域,特别涉及一种柴油车添加尿素去除氮氧化物过程中控制尿素结晶的方法,通过对尿素喷射量的控制,在改善尾气排放质量的同时避免了结晶超标的情况发生。本发明还提供了一种存储有该方法程序的非暂态可读记录媒体及包含该媒体的系统,通过处理电路可以调用该程序,以执行上述方法。方法。方法。


技术研发人员:袁雨 董波 江琳琳 邓基峰 余国强 袁华国 王善元 张勃 杜雨停 胡建华 李楚桥 郭璇
受保护的技术使用者:东风汽车股份有限公司
技术研发日:2022.07.22
技术公布日:2022/11/1
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