[发明专利]一种发动机排放控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种发动机排放控制系统及方法。发动机排放控制系统包括：气缸、蝶阀、控制器、喷油器和进气控制装置，其中蝶阀用于根据开度控制混合气体的进气量并生成开度信号；喷油器用于根据柴油质量将柴油输送至所述气缸；进气控制装置用于根据进气时间将混合气体输送至气缸。本发明通过控制器计算氨气质量和柴油质量，进而结合蝶阀的开度信号得到进气控制装置的进气时间，进而通过电机控制进气门的进气时间，并实时根据废气中的NO_x排放量调整当前氨气比例，重新计算氨气质量、柴油质量和进气时间，最终使得排放的废气中的NO_x排放量小于或等于限定值，实现了在不加装后处理装置并且不降低燃烧效率的同时降低NO_x排放量。

技术领域

本申请涉及能源技术领域，尤其是一种发动机排放控制系统及方法。

背景技术

化石能源的大量使用带来了严重的能源消耗与环境污染问题，由此使得可再生且环保的能源得到重视。其中，氨作为燃料时具备可再生与无碳排放的优点。然而，氨的火焰传播速度慢，在发动机内燃烧所需时间较长，不利于发动机性能的提高；同时，氨燃料燃烧会生成NO_x和N₂O等污染物。

为了解决氨作为发动机燃料的不足，通常将柴油作为氨发动机的引燃燃料，即采用柴油-NH₃发动机，并通过发动机减排技术减少NO_x排放量。现有的发动机减排技术大多通过加装发动机后处理装置实现，例如为柴油-NH₃发动机后加装选择性催化还原技术(SCR)。SCR具有较高的NO_x减排效率，但SCR的体积较大，一般与发动机本身的体积相当，因此在发动机后加装SCR会导致发动机的空间占用大幅增加；并且SCR的初装成本较高，同时还引入了还原剂和催化剂的消耗，使得SCR的整体成本较高；另外，SCR的发展还受限于燃料含硫量、排气温度以及运行可靠性等多方面因素的制约。除此之外，发动机的机前和机内处理技术，如进气加湿和缸内喷水技术，主要通过降低缸内温度来减少NO_x的生成，但同时也会降低缸内燃烧效率，使未燃NH₃增多。

发明内容

本发明的目的在于至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明实施例的一个目的在于提供一种发动机排放控制系统，该系统实现了在不影响发动机性能的情况下减少发动机的NO_x排放量。

本发明实施例的另一个目的在于提供一种发动机排放控制方法。

为了达到上述技术目的，本发明实施例所采取的技术方案包括：

第一方面，本发明实施例提供了一种发动机排放控制系统，包括：

气缸；

蝶阀，用于根据开度控制混合气体的进气量，并用于生成开度信号，所述开度信号为电信号，所述混合气体中包括氨气和空气；

控制器，用于获取第一氨气比例作为当前氨气比例，用于根据所述当前氨气比例计算氨气质量和柴油质量，并根据所述开度信号和所述氨气质量计算进气时间；用于当所述气缸排出的废气中的NO_x排放量高于限定值时调整所述第一氨气比例，生成第二氨气比例，并将所述第二氨气比例作为所述当前氨气比例；用于当所述NO_x排放量小于或等于所述限定值时，控制废气的排出，所述限定值为预设的NO_x排放量最大值；

喷油器，用于根据所述柴油质量将柴油输送至所述气缸；

进气控制装置，用于根据所述进气时间将所述混合气体输送至所述气缸。

另外，根据本发明上述实施例的一种发动机排放控制系统，还可以具有以下附加的技术特征：