[发明专利]基于实时储氨量管理的柴油机催化还原尿素喷射控制方法

权利要求书

1.基于实时储氨量管理的柴油机催化还原尿素喷射控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，根据SCR系统氨质量守恒建立储氨量计算模型，计算实际工况下SCR当前时刻的储氨量；

步骤二，基于稳态实验标定出发动机NO_x排放脉谱、排气质量流量脉谱和氨氮比脉谱，计算出基本尿素喷射量；

步骤三，通过实验标定目标储氨量区域、氨吸附时间常数和氨释放时间常数，计算出修正尿素喷射量；

步骤四，实际工况下，以基本尿素喷射量与修正尿素喷射量之和对尿素喷射进行控制，在排气温度突增的工况下辅以尿素缓喷或停喷，使得SCR当前时刻的储氨量逼近目标储氨量区域。

2.根据权利要求1所述的基于实时储氨量管理的柴油机催化还原尿素喷射控制方法，其特征在于，步骤一中当前时刻的储氨量＝上一时刻的储氨量+氨存储量的变化量，其数学表达式如下：

其中，ASC_t、ASC_t-1分别为t时刻和t-1时刻的氨存储量，分别为SCR入口与出口的NH₃质量流量，分别为SCR入口与出口NO_x质量流量，分别为NO_x和NH₃的相对分子质量，f_s为NH₃与NO_x化学反应系数之比。

3.根据权利要求1所述的基于实时储氨量管理的柴油机催化还原尿素喷射控制方法，其特征在于，步骤二中基本尿素喷射量按以下公式计算：

其中，为NO_x质量流量，为NH₃质量流量，Q_Adblue为尿素理论计算质量流量，M_EG、M_Adblue、分别为排气、尿素、NO_x和NH₃的相对分子质量，Q_EG为排气质量流量，为SCR入口NO_x体积百分比，f_s为NH₃与NO_x化学反应系数之比，ANR为氨氮比。

4.根据权利要求1所述的基于实时储氨量管理的柴油机催化还原尿素喷射控制方法，其特征在于，步骤三中目标储氨量区域为一个优化的储氨量区域，通过SCR实验得出SCR不同温度不同储氨量下的NO_x转化效率脉谱，通过SCR标定实验得出不同SCR温度和空速下的最大储氨量脉谱，根据最大储氨量和NO_x转化效率，确定目标储氨量区域的上、下限，上限离最大储氨量留有一定差值，下限对应最低的目标NO_x转化效率。

5.根据权利要求1所述的基于实时储氨量管理的柴油机催化还原尿素喷射控制方法，其特征在于，步骤三中氨吸附时间常数是指SCR系统尿素起喷后，储氨量从零增长到最大储氨量的63％所用的时间，通过SCR标定实验得出不同SCR温度和过量NH₃质量流量下的氨吸附时间常数；

所述氨释放时间常数是指SCR系统尿素停喷后，储氨量从最大储氨量减少到最大储氨量的37％所用的时间，通过SCR标定实验得出不同SCR温度和过量NO_x质量流量下的氨释放时间常数。

6.根据权利要求1所述的基于实时储氨量管理的柴油机催化还原尿素喷射控制方法，其特征在于，步骤三中修正尿素喷射量计算分为氨吸附和氨释放两种模式：

(1)氨吸附模式：消耗氨质量流量＝实际NO_x质量流量×NO_x转化效率×0.37；

过量氨质量流量＝实际氨质量流量-消耗氨质量流量；

修正尿素喷射量＝0.63×最大储氨量/氨吸附时间常数；

(2)氨释放模式：消耗NO_x质量流量＝实际氨质量流量×NO_x转化效率/0.37；

过量NO_x质量流量＝实际NO_x质量流量-消耗NO_x质量流量；

修正尿素喷射量＝－0.63×最大储氨量/氨释放时间常数；

上述两种模式中，实际氨质量流量和实际NO_x质量流量按以下公式计算：

实际氨质量流量＝实际尿素喷射量/5.42；

实际NO_x质量流量＝SCR入口NO_x浓度×排气质量流量。