一种柴油机NOx比排放的快速检测方法与流程

本发明涉及一种柴油机nox比排放的快速检测方法，属于柴油机技术领域。

背景技术：

本发明方法的核心内容是柴油机nox比排放的快速检测方法。nox比排放是柴油机氮氧化物排放的重要监测内容。但是目前氮氧浓度传感器直接测量的是氮氧化物的体积浓度。并且在台架实验上，其功率必须由测功机获得，排气流量必须由排气流量传感器获得，所以这些方法不适用于在实际柴油车上快速获得数据。因此，本专利方法中提出加装氮氧浓度传感器、转速传感器，并且结合发动机的信息来快速的获得柴油机的nox比排放。

技术实现要素：

本发明提出一种柴油机nox比排放的快速检测方法，能够独立于柴油机通过转速、氮氧化物体积浓度以及氧浓度最计算出nox比排放。

本发明的测试方法系统包括：氮氧浓度传感器，用于获取氮氧化物体积浓度以及氧浓度；转速传感器，用于获取转速信号；控制单元，该控制单元预存发动机100％负荷及10％负荷对应的进气量信息、发动机扭矩曲线信息。最终可以输出尾气中的氮氧化物质量浓度，排气量，转速，扭矩，功率以及nox比排放的数值。

本发明的测试方法的核心内容之一在于确定发动机的排气流量，根据在对应转速下，氧浓度、转速与发动机进气量对应的关系，通过氮氧浓度传感器获取的氧浓度比确定发动机当前的进气量。在进气量确定之后，进气量等同为排气量。

本发明的测试方法的核心内容之二在于确定发动机的扭矩，根据在对应转速下，氧浓度、转速与发动机扭矩对应的关系，通过氮氧浓度传感器获取的氧浓度比确定发动机当前的扭矩比。在扭矩确定之后，通过扭矩与转速的乘积获得发动机功率。

发明具有以下特点：1、同时适用于电控与非电控柴油机。2、是一套加装本方法必要的传感器后能够独立的计算出柴油机nox比排放的计算体系。

附图说明

图1是发明方法的计算结构原理图；

图2是发明方法的计算流程图；

图3是氧浓度比获取方法原理图；

图4是扭矩比获取方法原理图；

图5是进气量比获取方法原理图；

具体实施方式

如图1所示，一种柴油机nox比排放的快速检测方法，是通过一个控制单元，一个转速传感器，一个氮氧浓度传感器来实现。

控制单元接收转速传感器信号，氮氧浓度传感器信号，并且读取已经预存在计算单元中的发动机100％负荷及10％负荷对应的进气量信息、发动机扭矩曲线信息。

假如柴油机处于100％负荷以及10％负荷工况下，通过氮氧浓度传感器可测量不同转速下对应的氧浓度值，如图3所示，在图3中显示了两条发动机氧浓度曲线(负荷100％和负荷10％)。确定某一转速，且a、b两点的氧浓度值已知，此时使用氮氧浓度传感器测量实际的氧浓度值进行线性插值计算，得到在该转速下的氧浓度比。

上述计算出的氧浓度比即为在相同工况点下的进气量比，如下图4所示。图四中显示两条柴油机进气量曲线(负荷100％和负荷10％)。图中的a、b两点与图3处于相同位置，并且a、b两点的进气量已知，因此可以根据氧浓度比等于进气量比计算得到此时的发动机进气量，进气量等同为排气量。

控制单元接收氮氧浓度传感器的氧浓度信号c1，单位ppm；根据上式求出的发动机排气量q通过下述公式计算尾气中的氧浓度m，单位mg/m³。

m＝c1*q

上述计算出的氧浓度比即为在相同工况点下的扭矩比，如下图4所示。图四中显示两条柴油机扭矩曲线(负荷100％和负荷10％)。图中的a、b两点与图3处于相同位置，并且a、b两点的扭矩已知，因此可以根据氧浓度比等于扭矩比计算得到此时的发动机扭矩。

通过获取的发动机转速n以及上述计算得到的发动机扭矩tf，通过下述公式可以计算出发动机的功率p，单位kw。

控制单元接收氮氧传感器的氧浓度信号c2，单位ppm；根据上式求出的发动机排气量q通过下述公式计算尾气中的氧气质量浓度m1，单位mg/m³。

m1＝c2*q

根据上述计算得出的尾气氮氧化物质量m1以及发动机的功率p，通过下述公式计算得出发动机的nox比排放m，单位g/kwh。

m＝m1/p。

技术特征：

技术总结
本发明属于柴油机领域，具体是一种柴油机NOx比排放的快速检测方法，是应用在实际柴油车上针对柴油机尾气NOx比排放的快速检测。本发明方法中NOx比排放计算方法的输入信息是发动机的转速、氮氧化物体积浓度以及氧浓度，其中转速由转速传感器获取，氮氧化物体积浓度以及氧浓度由氮氧浓度传感器获取。同时该发明方法可以应用于电控以及非电控柴油机，是一套独立加装在柴油机上的计算系统。

技术研发人员：仇滔;赵宁;雷艳;刘显武
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：2019.05.21
技术公布日：2019.08.16