传感器产生干扰的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于柴油机排气后处理领域，具体涉及一种避免NH3交叉感应对NOx传感器产生干扰的系统及方法。
技术背景
[0002]柴油机相对于汽油机具有较高的燃油经济性和较低的CO2排放，由于柴油机常用工况处于富氧燃烧状态，从而导致有较高的NOx排放，尿素型选择性催化还原(Urea-SCR)技术被认为是降低柴油机NOx排放最有前景的后处理技术之一。为满足Urea-SCR系统精确控制和车载诊断功能，需要强制加入NOx传感器以提供系统的反馈信息。
[0003]在国外，勵肩感器已经被广泛应用于以柴油机为动力的SCR系统中，但NO x传感器对NH3具有显著的交叉感应现象。该特性使得位于催化剂后端的NO x传感器在出现NH 3逃逸时的读数值偏高，闭环控制时导致系统喷入更多的尿素，进而导致更多的册13逃逸和更高的NOx传感器读数。目前常规方法是使用厂商提供的交叉感应常数来补偿NH3引起的NOx传感器读数误差，但该常数会随传感器老化和环境因素的改变而变化。为了更好地解决NOx传感器对NH3的交叉感应现象，需要一种新的方法和系统来获取精确的NO x体积分数，以满足Urea-SCR系统控制和车载诊断功能。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供一种避免NH3交叉感应对NOx传感器产生干扰的系统及方法，以改进以往通过交叉感应常数来估算NOx体积分数方法的不足，使SCR催化转换器后端感器能获取更精确的NO x体积分数。
[0005]本发明提供的一种避免NH3交叉感应对NO x传感器产生干扰的系统，包括排气管、氨吸收罐、射流泵、空压机、第一管道、第二管道和控制单元；
所述排气管上自排气入口端至排气出口端依次设置有第一 NOx传感器、尿素喷嘴、SCR催化转换器、第二 NOx传感器和小孔；
所述第一管道一端插入所述小孔内，另一端伸入氨吸收罐内，所述第二管道一端伸入所述氨吸收罐内，另一端连接射流泵，所述第二管道两端之间安装有第三NOdf感器，所述射流泵连接空压机；
所述第一 NOx传感器、尿素喷嘴、第二 NO x传感器、第三NO x传感器均与控制单元连接。
[0006]上述方案中，所述氨吸收罐内盛放有CuSO4溶液，其浓度为0.02g/mlo
[0007]上述方案中，所述第一管道、第二管道均为透明的特氟龙管。
[0008]第一 NOx传感器和第二 NO ^专感器均通过螺纹孔与排气管相连。
[0009]一种避免NH3交叉感应对NO x传感器产生干扰的方法，包括如下步骤:
步骤一:开启空压机，调节射流泵的工作压力，排气经第一管道进入氨吸收罐内，控制进入氨吸收罐内排气流量为5L/min ；
第一 NOx传感器测量原始排气中的NO ,体积分数，控制尿素喷嘴的喷射量；所述第二NOx传感器测量SCR催化转换器下游NO ,+JXNH3 (其中伪NOx传感器的交叉感应系数)的体积分数，第三NOx传感器测量到的是SCR催化转换器下游真实的NO ,体积分数；
步骤二:氨吸收罐内的CuSO4S液快速高效地吸收尾气中的NH3,同时NO在溶液中的溶解度非常低，NO2在溶液中与水反应生成的HNO 2在高于常温时会快速分解放出NO而不影响N0x体积分数；
步骤三:经过氨吸收罐的排气中的NH3被充分吸收，剩余气体经第二管道排出，同时第三NOx传感器测量第二管道内NO ,体积分数；
步骤四:第三NOx传感器将信息传递给控制单元，控制单元修正尿素喷嘴的喷射量，实现闭环控制。
[0010]本发明的有益效果:本发明更好地解决了 NOJf感器的NH3交叉感应特性对NOx传感器读数的影响，使柴油机在各工况运行时均可获得更精确的SCR催化剂后端的NOx传感器读数，避免了逃逸氨造成的SCR催化剂后端NOx传感器读数偏高，导致无法进行尿素溶液喷射量的闭环控制；逃逸的册13进入氨吸收罐，能被氨吸收罐中的CuSO 4溶液充分吸收，避免了排入大气中造成环境污染，同时CuSO4溶液对NO ,体积分数的影响非常小，且氨吸收罐中的CuSO4溶液可定期更换；N0 x传感器2和NO x传感器3同时存在，可有效监测NH 3逃逸情况，同时也可通过对比NOx传感器2和NO x传感器3读数来监测CuSO 4溶液是否饱和；本发明的一种排除感器的NH3交叉感应实现SCR闭环控制的系统设备简单，操作方便，成本低，可在Urea-SCR系统降低柴油机NOx排放领域推广应用。
【附图说明】
[0011]图1是一种避免NH3交叉感应对NOx传感器产生干扰的系统示意图。
[0012]图中:100、排气管;101、第一 NOx传感器;102、尿素喷嘴;103、SCR催化转换器；104、第二 NOx传感器；105、氨吸收罐；106、第三NO x传感器；107、射流泵；108、空压机；109、小孔；110、第一管道；111、第二管道。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图及具体实施例对本发明进一步说明，但本发明的保护范围并不局限于此。
[0014]如图1所示，一种避免NH3交叉感应对NO x传感器产生干扰的系统，包括排气管100、氨吸收罐105、射流泵107、空压机108、第一管道110、第二管道111和控制单元；所述排气管100上自排气入口端至排气出口端依次设置有第一 NOx传感器101、尿素喷嘴102、SCR催化转换器103、第二 NOx传感器104和小孔109 ；
所述第一管道110 —端插入所述小孔109内，另一端伸入氨吸收罐105内，所述第二管道111 一端伸入所述氨吸收罐105内，另一端连接射流泵107，所述第二管道111两端之间安装有第三NOx传感器106，所述射流泵107连接空压机108 ；
所述第一 NOx传感器101、尿素喷嘴102、第二 NOx传感器104、第三NOx传感器(106)均与控制单元连接。所述氨吸收罐(105)内盛放有CuSO4溶液，其浓度为0.02g/mlo CuSO4S液液位控制在标记最低点和标记最高点之间。溶液过少时吸收效果差，且易消耗完；溶液过多会被抽到顯^专感器测量块内，造成第三NOx传感器106损坏。所述第一管道110、第二管道111均为透明的特氟龙管，其具有热稳定性、耐腐蚀性好、管内壁不粘附杂质、对NOx体积分数无影响等优点。
[0015]一种避免NH3交叉感应对NO x传感器产生干扰的方法，包括如下步骤:
步骤一:开启空压机108，调节射流泵107的工作压力，排气经第一管道110进入氨吸收罐105内，控制进入氨吸收罐105内排气流量为5L/min ；
第一 NOx传感器101测量原始排气中的NO ,体积分数，控制尿素喷嘴102的喷射量；所述第二 NOx传感器104测量SCR催化转换器103下游NO ,+JXNH3 (其中伪NOx传感器的交叉感应系数)的体积分数，第三NOx传感器测量到的是SCR催化转换器下游真实的NO ,体积分数；
步骤二:氨吸收罐105内的CuSO4S液快速高效地吸收尾气中的NH3，同时NO在溶液中的溶解度非常低，NO2在溶液中与水反应生成的HNO 2在高于常温时会快速分解放出NO而不影响N0x体积分数；
步骤三:经过氨吸收罐105的排气中的NH3被充分吸收，剩余气体经第二管道111排出，同时第三NOx传感器106测量第二管道内NO ,体积分数；通过吸收排气中的NH3使得第三NOx传感器106读数更精确；
步骤四:第三NOx传感器106将信息传递给控制单元，控制单元修正尿素喷嘴102的喷射量，实现闭环控制。
[0016]所述实施例为本发明优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种避免NH 3交叉感应对NO x传感器产生干扰的系统，其特征在于，包括排气管(100)、氨吸收罐(105)、射流泵(107)、空压机(108)、第一管道(110)、第二管道(111)和控制单元； 所述排气管(100)上自排气入口端至排气出口端依次设置有第一 NOx传感器(101)、尿素喷嘴(102)、SCR催化转换器(103)、第二 NOx传感器(104)和小孔(109); 所述第一管道(110)—端插入所述小孔(109)内，另一端伸入氨吸收罐(105)内，所述第二管道(111) 一端伸入所述氨吸收罐(105)内，另一端连接射流泵(107)，所述第二管道(111)两端之间安装有第三NOx传感器(106)，所述射流泵(107)连接空压机(108); 所述第一 NOx传感器(101)、尿素喷嘴(102)、第二 NO x传感器(104)、第三NO x传感器(106)均与控制单元连接。2.根据权利要求1所述的一种避免NH3交叉感应对NO x传感器产生干扰的系统，其特征在于，所述氨吸收罐(105)内盛放有CuSO4溶液，其浓度为0.02g/mlo3.根据权利要求1所述的一种避免NH3交叉感应对NO x传感器产生干扰的系统，其特征在于，所述第一管道(110 )、第二管道(111)均为透明的特氟龙管。4.一种避免NH 3交叉感应对NO x传感器产生干扰的方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一:开启空压机(108)，调节射流泵(107)的工作压力，排气经第一管道(110)进入氨吸收罐(105)内，控制进入氨吸收罐(105)内排气流量为5L/min ； 第一 NOx传感器(101)测量原始排气中的NO ,体积分数，控制尿素喷嘴(102)的喷射量；所述第二 NOx传感器(104)测量SCR催化转换器(103)下游NO ,+JXNH3 iK% NOx传感器的交叉感应系数)的体积分数，第三NOx传感器测量到的是SCR催化转换器下游真实的NO ,体积分数； 步骤二:氨吸收罐(105 )内的CuSO4溶液快速高效地吸收尾气中的NH 3，同时NO在溶液中的溶解度非常低，NO2在溶液中与水反应生成的HNO 2在高于常温时会快速分解放出NO而不影响N0x体积分数； 步骤三:经过氨吸收罐(105)的排气中的NH3被充分吸收，剩余气体经第二管道(111)排出，同时第三NOx传感器(106)测量第二管道内NO ,体积分数； 步骤四:第三NOx传感器(106)将信息传递给控制单元，控制单元修正尿素喷嘴(102)的喷射量，实现闭环控制。
【专利摘要】一种避免NH3交叉感应对NOx传感器产生干扰的系统及方法，包括排气管、氨吸收罐、射流泵、空压机、第一管道、第二管道和控制单元；所述排气管上自排气入口端至排气出口端依次设置有第一NOx传感器、尿素喷嘴、SCR催化转换器、第二NOx传感器和小孔；第一管道一端插入小孔内，另一端伸入氨吸收罐内，第二管道一端伸入氨吸收罐内，另一端连接射流泵，第二管道两端之间安装有第三NOx传感器，射流泵连接空压机；第一NOx传感器、尿素喷嘴、第二NOx传感器、第三NOx传感器均与控制单元连接。改进以往通过交叉感应常数来估算NOx体积分数方法的不足，使SCR催化转换器后端NOx传感器能获取更精确的NOx体积分数。
【IPC分类】F01N11/00, F01N3/28
【公开号】CN104912637
【申请号】CN201510298033
【发明人】王军, 唐炜, 李超, 王兴华, 何涛
【申请人】江苏大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月3日