一种基于校准器的多级SCR系统及其氮氧转换效率诊断方法与流程

    技术2024-11-25  35


    本发明涉及一种scr系统及其氮氧转换效率诊断方法,特别是一种基于校准器的多级scr系统及其氮氧转换效率诊断方法。


    背景技术:

    1、本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息,其并不必然是现有技术。

    2、选择性催化还原(scr)技术是一种先进的排放控制技术,广泛应用于减少柴油发动机的氮氧化物(nox)排放。在这一过程中,一种称为还原剂的化学物质(通常是尿素溶液或氨)被引入排放系统。在高温和催化剂的作用下,还原剂会与氮氧化物发生化学反应,转化成氮气和水蒸气,这两种都是无害的气体,从而显著降低了nox的排放。

    3、scr技术的关键组件包括一个催化反应器、一个供应还原剂的喷射系统和一个控制单元,用于监测排放和调节还原剂的注入量。这种技术的效率很高,可以减少高达90%以上的nox排放,对于满足日益严格的环保法规至关重要。

    4、在柴油发动机系统中,scr技术已经成为标准配置之一。它不仅有助于环境保护,还可以提升发动机的性能和燃油经济性。通过使用scr技术,汽车制造商能够生产出更加清洁和高效的车辆,同时也能满足全球范围内对汽车排放的严格要求。此外,scr系统可以与其他排放控制技术如颗粒过滤器(dpf)和氧化催化器(doc)等组合使用,以进一步优化整体排放性能。

    5、车载诊断系统(obd,on-board diagnostics)是现代汽车中不可或缺的一部分,它能够监测并诊断车辆的发动机和其他重要系统的性能。obd系统主要的功能是持续检测车辆的排放控制系统的运行状态,确保所有的环保相关部件正常工作,及时发现故障,并通过驾驶舱的故障指示灯(如引擎警告灯)来警告驾驶员。

    6、在柴油发动机后处理系统中,obd的作用尤为重要。由于柴油发动机的特性,其排放控制系统如scr(选择性催化还原)和dpf(柴油颗粒滤器)等需要特别监控,以确保它们有效地减少排放污染物,如氮氧化物和颗粒物。obd系统会监控这些组件的功能性和效率,比如检测scr系统中尿素喷射的正确性、催化剂的活性以及dpf的堵塞情况。

    7、此外,随着环保标准的日益严格,柴油发动机的obd系统也必须更加精确地监测和报告排放相关的数据。法规要求obd系统能够检测并记录排放控制系统的任何性能下降或故障,并储存相关故障代码,这些信息可以通过专用设备读取,用于维护和修理。obd在柴油发动机后处理系统中不仅是法规的要求,更是确保发动机和排放系统高效、清洁运行的关键技术。

    8、随着对排放要求的加严,对scr脱销效率(denox efficiency)的要求也越来越高。受到传感器精确度的限制,obd检测的能力是有限的,而在高脱销效率的条件下报警会增加误报警概率,从而增加系统的使用成本。

    9、为了增加系统的脱销效率,同时解决obd报警的误警率问题,在某些后处理系统中,会使用多级scr系统,即由多个scr封装串行组成一个scr系统。相对于单级scr系统,多级scr系统的脱销效率更高,同时在obd方面会更有优势。然而,对多级scr系统进行obd检测需要多个氮氧传感器,这又增加了系统的初装成本。

    10、需要说明的是,在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解,因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


    技术实现思路

    1、发明目的:本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种基于校准器的多级scr系统及其氮氧转换效率诊断方法。

    2、为了解决上述技术问题,本发明公开了一种基于校准器的多级scr系统及其氮氧转换效率诊断方法,其中,所述系统包括:

    3、1个以上第一scr装置和第二scr装置,其中,第一scr装置和第二scr装置之间设有采气孔;

    4、所述第二scr装置下游设有校准器;

    5、所述采气孔与校准器之间设有气流控制装置,用于将第一scr装置下游的尾气输送至校准器内;

    6、所述校准器中,包括氮氧传感器,根据所述气流控制装置的控制状态,分别产生与第二scr装置下游氮氧浓度相关的检测信号和与第一scr装置下游氮氧浓度相关的检测信号。

    7、进一步的,所述系统还包括:

    8、设置在第一scr装置上游的尿素计量喷射装置,所述尿素计量喷射装置的上游设有第一排温传感器用于检测所述尿素计量喷射装置的上游气体温度;

    9、第二scr装置下游设有第二排温传感器;

    10、第一排温传感器、第二排温传感器、尿素计量喷射装置、气流控制装置,和校准器分别通过信号线路与控制器电性连接。

    11、进一步的,所述尿素计量喷射装置,包括:

    12、尿素喷嘴用于控制尿素喷射量,其中,所述尿素喷嘴与控制器电性连接,接收所述控制器的控制信号。

    13、进一步的,所述气流控制装置,包括:

    14、与采气孔连接的采气管道,所述采气管道另一端与电磁阀连接,所述电磁阀另一端设有送气管道,所述送气管道另一端连接所述校准器,形成采气通路;

    15、所述电磁阀与控制器电性连接,接收所述控制器的控制信号,开启或闭合所述采气通路。

    16、进一步的,所述校准器,包括:

    17、中空腔体,所述中空腔体上设有进气孔和进出气孔,其中,

    18、进气孔,与所述送气管道一端连接,用于传输上游尾气;

    19、进出气孔,与所述第二scr装置末端出气部连通;

    20、中空腔体内设有氮氧传感器,用于检测中空腔体内的氮氧含量;

    21、所述中空腔体上还设有出气孔,用于排出尾气。

    22、进一步的,所述系统还包括:

    23、第一scr装置的数量为2个以上。

    24、进一步的,所述第一scr装置的数量为2个以上时,依次串联在第二scr装置之前;

    25、每个所述第一scr装置的末端与下一级scr装置之间,设有采气孔,所述采气孔上设有采气管道,所述采气管道另一端与电磁阀的一个进气端口连接,所述电磁阀用于控制该进气端口的通断。

    26、本发明还提出一种基于校准器的多级scr系统的氮氧转换效率诊断方法,采用前述的系统,所述方法包括:

    27、对所述多级scr系统的整体氮氧转换效率进行诊断,具体包括:

    28、步骤a1,关闭所述气流控制装置;

    29、步骤a2,将所述氮氧传感器获得的信号转换成氮氧浓度;

    30、步骤a3,根据所述氮氧浓度进行计算,得到所述多级scr系统的整体氮氧转换效率。

    31、进一步的,所述方法还包括:

    32、对所述多级对所述多级scr系统的前n级整体氮氧转换效率进行诊断,具体包括:

    33、步骤b1,打开所述气流控制装置,将第一scr装置下游的尾气输送至校准器内;若第一scr装置的数量大于1,则选择输送第n级第一scr装置下游的尾气;

    34、步骤b2,将所述氮氧传感器获得的信号转换成氮氧浓度;

    35、步骤b3,根据所述氮氧浓度进行计算,得到所述前n级整体氮氧转换效率。

    36、进一步的,所述方法还包括:

    37、对所述第n个第一scr装置或第二scr装置即单个scr装置的氮氧转换效率进行诊断,具体包括:

    38、步骤c1,计算前n级整体氮氧转换效率或所述多级scr系统的整体氮氧转换效率;

    39、步骤c2,计算前n-1级整体氮氧转换效率或前n级整体氮氧转换效率;

    40、步骤c3,通过前n级整体氮氧转换效率和前n-1级整体氮氧转换效率计算所述第n个第一scr装置的氮氧转换效率;通过所述多级scr系统的整体氮氧转换效率和前n级整体氮氧转换效率计算所述第二scr装置的氮氧转换效率。

    41、有益效果:

    42、本发明通过该校准器可以少量地将scr上游的尾气放入下游氮氧传感器的工作环境中,这样通过下游氮氧传感器可以检测上游scr的效率,从而做到一个nox传感器检测两个scr的效率,这样在不增加nox传感器的条件下分开来检测多级scr的效率,既能够增加obd的可靠性,减少误警率,又能使用多级scr提高系统的脱销效率。


    技术特征:

    1.一种基于校准器的多级scr系统,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的一种基于校准器的多级scr系统,其特征在于,所述系统还包括:

    3.根据权利要求2所述的一种基于校准器的多级scr系统,其特征在于,所述尿素计量喷射装置,包括:

    4.根据权利要求3所述的一种基于校准器的多级scr系统,其特征在于,所述气流控制装置,包括:

    5.根据权利要求4所述的一种基于校准器的多级scr系统,其特征在于,所述校准器(110),包括:

    6.根据权利要求5所述的一种基于校准器的多级scr系统,其特征在于,所述系统还包括:

    7.根据权利要求6所述的一种基于校准器的多级scr系统,其特征在于,所述第一scr装置(102)的数量为2个以上时,依次串联在第二scr装置(103)之前;

    8.一种基于校准器的多级scr系统的氮氧转换效率诊断方法,其特征在于,采用权利要求1至7中所述的任一多级scr系统,所述方法包括:

    9.根据权利要求8中所述的一种基于校准器的多级scr系统的氮氧转换效率诊断方法,其特征在于,所述方法还包括:

    10.根据权利要求9中所述的一种基于校准器的多级scr系统的氮氧转换效率诊断方法,其特征在于,所述方法还包括:


    技术总结
    本发明提出了一种基于校准器的多级SCR系统及其氮氧转换效率诊断方法,其中,所述系统包括:至少1个第一SCR装置和第二SCR装置,其中,第一SCR装置和第二SCR装置之间设有采气孔;所述第二SCR装置下游设有校准器;所述采气孔与校准器之间设有气流控制装置,用于将第一SCR装置下游的尾气输送至校准器内;所述校准器中,包括氮氧传感器,根据所述气流控制装置的控制状态,分别产生与第二SCR装置下游氮氧浓度相关的检测信号和与第一SCR装置下游氮氧浓度相关的检测信号。所述方法采用上述系统,进行氮氧转换效率诊断。

    技术研发人员:齐宝华
    受保护的技术使用者:宁波楷世环保科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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