一种scr氨气喷射计量系统及方法_2

文档序号:9663337阅读:来源:国知局
氮氧化物的不同,将氨气定时定量的喷射到尾气中。保证尾气中的NOx和NH3在任何时刻W 固定比例的摩尔比进入SCR催化转化器中。不仅准确控制排放中的NO,,而且可W节约能源 及有效降低氨泄漏风险。
[0063] 在一种可选的实施方式中,所述氨气发生器内设有加热片、第一溫度传感器、第一 压力传感器和第一开关电磁阀;
[0064] 所述储氨罐内设有第二溫度传感器、第二压力传感器、第二开关电磁阀和第=开 关电磁阀;
[00化]所述混合器内设有第=溫度传感器和第=压力传感器;
[0066] 相应地,所述SCR控制器还用于控制所述第一开关电磁阀、第二开关电磁阀、第S 开关电磁阀、喷嘴开关电磁阀和=位换向阀的开关。
[0067] 其中,储氨罐内的第二开关电磁阀控制储氨罐和=位换向阀之间的连通和关闭; 储氨罐内的第=开关电磁阀控制储氨罐和混合器之间的连通和关闭。
[0068] 进一步地:该实施方式的SCR氨气喷射计量系统还包括溢流阀8 ;
[0069] 溢流阀8位于氨气发生器1与储氨罐2之间的气路上,用于当储氨罐中2的压强 大于第一预定阔值时,将储氨罐2中的氨气在真空累4的作用下累入氨气发生器1中。
[0070] 该实施方式的SCR氨气喷射计量系统还包括:第一过滤器9和第二过滤器10 ;
[0071] 第一过滤器9位于氨气发生器1和=位换向阀3之间的气路上;
[0072] 第二过滤器10位于储氨罐2和混合器6之间的气路上;
[0073] 第一过滤器9和第二过滤器10用于过滤氨气中的杂质。 阳074] 该实施方式的SCR氨气喷射计量系统还包括:气源接口 11 ;
[00巧]气源接口 11用于向混合器6中加入压缩空气,W使混合器6中的压强维持在第二 阔值。
[0076] 本实施方式的SCR氨气喷射计量系统在工作开始前,首先检测氨气发生器中的压 力是否为第S阔值的工作压力内(0. 12Mpa~0. 16Mpa),若低于工作压力则开启加热片加 热吸附剂(SrClz,8畑3)释放氨气。然后S位换向阀位于状态3,第一管路和第二管路连通, 检测第一管路、第二管路、第=管路是否泄露,检测喷嘴是否堵塞。工作时=位换向阀位于 状态2,此时真空累的入口与氨气发生罐连通,真空累出口与储氨罐连通。真空累持续不断 地将氨气从发生器累入储氨罐中,维持储氨罐压力恒定第一阔值,优选为0. 6Mpa。当储氨罐 压力达到0. 6Mpa时,多余的氨气经溢流阀累入氨气发生器中。当有氨气需求时喷嘴开启, 氨气喷入混合器与气源引入的压缩空气混合。压缩空气的作用为维持混合器中的压力为第 二阔值,优选为0. 12Mpa,并把混合气引入至排气管中。最后发动机停止工作时,氨气发生器 的出气电磁阀关闭,将第一管路中的氨气累入氨气发生器;=位换向阀位于状态1,此时真 空累的入口与第=管路连通,真空累出口与储氨罐连通。储氨罐的出气电磁阀关闭,将第= 管路和第二管路中的残存氨气累入氨气发生器中后累工作停止,关闭储氨罐和氨气发生器 的所有开关。整个氨气喷射计量系统停止。 阳077] 本实施方式的SCR氨气喷射计量系统根据发动机瞬时氨气需求,实现定时定量喷 射氨气,大幅降低工作过程中氨气泄漏峰值与均值,提高氨气使用效率;=位换向阀实现氨 气使用、管路检测、管路吹扫互不影响;停车时,管路中的氨气累入氨气发生器中,避免管路 中氨气残存,提高使用安全性。
[0078]图2不出了本发明一个实施例的SCR氨气喷射计量方法的流程不意图。如图2所 示,该SCR氨气喷射计量方法(该方法利用上述的SCR氨气喷射计量系统)包括: 阳0巧]Sl:SCR控制器接收ECU根据工况获取的氨气喷射标准质量速率信号;
[0080] S2 :SCR控制器根据所述氨气喷射标准质量速率调节喷嘴电磁阀的占空比,W使 氨气喷射质量速率与氨气喷射标准质量速率相等;
[0081] 其中,所述氨气喷射标准质量速率为根据氨气和氮氧化物的还原反应关系获取的 所需的氨气喷射质量速率。ECU巧IectronicControl化it)指发动机的电子控制单元。
[0082] 本实施例的SCR氨气喷射计量方法能准确地控制SCR喷射氨气的量,节约氨气且 防止氨气泄露。
[0083] 在一种可选的实施方式中,在所述SCR控制器根据所述氨气喷射质量速率调节喷 嘴电磁阀的占空比之前,还包括:
[0084] SCR控制器控制S位换向阀使第一管路和第二管路连通,检测第一管路、第二管 路、第=管路是否泄露,检测喷嘴是否堵塞;
[00化]其中,所述第一管路为所述氨气发生器与所述=位换向阀之间的气路;
[0086] 所述第二管路为所述储氨罐与所述=位换向阀之间的气路;
[0087] 所述第=管路为所述储氨罐与所述混合器之间的气路。
[0088] 本实施例自动安全检测管路密封性、喷嘴堵塞等故障,降低氨气泄漏风险,提高使 用安全性。
[0089] 图3示出了本发明一个实施例的SCR氨气喷射计量方法的安全检测的流程示意 图。
[0090] 如图3所示,T15灯15为发动机钥匙开关ON档)上电时,依次对管1、管2、管3 和喷嘴进行安全检测。详细检测流程如下。首先,检测氨气发生器中的压力是否大于等于 120kpa,如果不满足,贝阳日热电加热片释放氨气直至大于120kpa后加热停止并且管1开关 打开。然后对管1和管2进行密封性检测,如图4所示。当四个条件分别为T15上电,管1 开关打开,管2开关闭合,氨气发生器压力大于等于120kpa均满足时,触发开关转换,开始 计时10秒后对管1和管2压力检测;否则管1压力、计时时间、管2压力分别用替代值1000、 10、110进行后续判定,并且当使用替代值时,管1和管2的检测结果显示一直未完成。对管 1和管2的压力检测值与设定值比较,当且仅当管1压力大于等于llOkpa,计时大于等于10 秒,管2压力大于等于llOkpa,并且未使用替代值时,管1和管2检测完成。
[0091] 其次,管3的检测流程见图5所示。当满足管1和管2检测完成,T15上电,储氨 罐中压力大于等于SOOkpa时,触发开关转换,开始计时2秒后对管3压力检测;否则管3压 力、计时时间分别用替代值1〇〇〇、2进行后续判定,并且当使用替代值时,管3的检测结果显 示一直未完成。对管3的压力检测值与设定值比较,当且仅当管3压力大于等于580kpa,计 时大于等于2秒,并且未使用替代值时,管3检测完成。
[0092] 最后,喷嘴的密封性检测见图6所示。当满足管1、管2和管3检测完成,管3开关 关闭,喷嘴打开并计时1秒并关闭时,触发开关转换,对管3压力检测;否则管3压力用替代 值1000进行后续判定,并且当使用替代值时,喷嘴的检测结果显示一直未完成。对管3的 压力检测值与设定值比较,当且仅当管3压力大于等于550kpa,并且未使用替代值时,喷嘴 检测完成。至此,安全检测全部完成。
[0093] 进一步地,在所述SCR控制器控制S位换向阀使第一管路和第二管路连通之前, 还包括:
[0094] 第一压力传感器检测所述氨气发生器中的压强是否小于第=阔值; 阳0巧]若所述氨气发生器中的压强小于第S阔值,则开启所述氨气发生器中的加热片W产生氨气,使所述氨气发生器中的压强为第=阔值。
[0096] 具体地,所述SCR控制器根据所述氨气喷射质量速率调节喷嘴电磁阀的占空比包 括:
[0097] SCR控制器控制储氨罐中的压强为第一阔值,并控制混合器中的压强为第二阔 值;
[0098] SCR控制器根据所述储氨罐中的压强和所述混合器中的压强获取氨气的喷射速 率,根据所述氨气喷射质量速率和所述氨气的喷射速率获取喷嘴电磁阀的占空比;
[0099] SCR控制器调整喷嘴电磁阀的占空比W控制氨气喷射量。
[0100] 其中,占空比指高电平在一个周期之内所占的时间比率。 阳101 ] 可选的,该方法还包括: 阳102] 第二溫度传感器检测储氨罐中的溫度,获取溫度对氨气密度的第一修正系数; 阳103] 第=溫度传感器检测混合器中溫度,获取溫度对氨气密度的第二修正系数;
[0104] 相应地,SCR控制器根据所述氨气喷射质量速率、第一修正系数、第二修正系数和 所述氨气的喷射速率获取喷嘴电磁阀的占空比。
[01化]在实际应用中,根据可压缩气体的能量方程和理想气体洽表示方程可推导出氨气 喷射速率的计算公式。
[0106] 根据可压缩气体的能量方程方程:
阳10引其中,hi表示储氨罐中氨气的洽;Vi表示储氨罐中氨气的流速;h2表示喷嘴处氨气 的洽;V2表示喷嘴处氨气的流速。及理想气体的洽表示为:
[0110]贝
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