[发明专利]尿素结晶量估算、结晶状态判定及结晶消除方法

说明书

本发明提供一种尿素结晶量估算、结晶状态判定及结晶消除方法。基于发动机运行工况，评估当前工况下尿素结晶速率和SCR转化效率对尿素结晶的影响。当尿素结晶过多时，调整发动机运行状态，及时除去结晶，防止结石现象发生。

技术领域

本发明涉及发动机领域，特别涉及的SCR尾气后处理技术领域。

背景技术

尿素选择性催化还原(selective catalytic reducton,SCR)技术是控制柴油机氮氧化物(NOx)排放最常用的技术手段之一。然而在实际使用的过程中，由于存在尿素结晶的问题，例如当尿素喷射量不合适或混合器结构过于简单时，尿素分布均匀性过差，会导致在SCR箱上或尿素喷嘴部位出现块状或粉末状的尿素结节物，对SCR控制氮氧化物产生不利的影响，导致尾气反应不完全，造成排放超标。现有技术中均是基于混合器硬件的设计，以防止结晶。然而混合器设计定型后，无法根据发动机运行状况预防和消除尿素结晶，导致结晶后排放变差，而且排气管腐蚀严重。

如何根据发动机运行状况对尿素结晶情况进行准确判断，并以此为依据，当尿素结晶过多时，调整发动机运行状态，及时除去结晶，防止结石现象发生是目前需要解决的技术问题。

发明内容

当SCR混合器结构确定后，影响尿素结晶的三个主要因素为：排气流量、排气温度、尿素喷射量。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种尿素结晶量估算、结晶状态判定及结晶消除方法。基于发动机运行工况，评估当前工况下尿素结晶速率和SCR转化效率对尿素结晶的影响。当尿素结晶过多时，调整发动机运行状态，及时除去结晶，防止结石现象发生。

本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的。

一种尿素结晶量估算方法，所述方法包括：

根据发动机运行工况，标定出在不同排气流量、排气温度工况条件下的多个尿素结晶速率MAP(MAP1，MAP2…)；

将尿素喷射量划分为多个区间，标定每个区间对应的尿素结晶速率因子；

在某一排气流量、某一排气温度以及某一尿素喷射量的特定工况条件下，基于对应的尿素结晶速率MAP确定出该特定工况条件下的尿素结晶速率，并且基于某一尿素喷射量对应的区间确定出该特定工况条件下的尿素结晶速率因子，将该特定工况条件下的尿素结晶速率乘以特定工况条件下的尿素结晶速率因子得到该特定工况条件下的实际尿素结晶速率；

根据该特定工况条件下的实际尿素结晶速率确定一个采样周期内的尿素结晶量。

优选，该方法进一步包括：

标定尿素结晶量与结晶速率修正系数的曲线图；

采集该一个采样周期结束时的尿素结晶量并根据该尿素结晶量查询所述曲线图得到结晶速率修正系数；

将该特定工况条件下的实际尿素结晶速率乘以该结晶速率修正系数得到结晶量修正后的下一采样周期的尿素结晶速率；

根据该下一采样周期的尿素结晶速率确定下一采样周期内的尿素结晶量；

将上一采样周期内的尿素结晶量与下一采样周期内的尿素结晶量相加得到尿素总结晶量。

本发明的目的之二是通过如下技术方案实现的。

一种尿素结晶状态判定方法，根据前述尿素结晶量估算方法估算出的当前的结晶量；并基于发动机排气流量和排气温度标定尿素结晶平衡曲线；如果当前的结晶量小于尿素结晶平衡曲线上对应该排气流量和排气温度下的结晶限值，则此时没有处于结晶状态；如果当前的结晶量大于尿素结晶平衡曲线上对应该排气流量和排气温度下的结晶限值，则需结合当前稳定工况下的SCR实际转换效率进一步判定系统是否处于结晶状态。