尿素喷射系统的控制方法、控制装置和尿素喷射系统与流程
未命名
07-06
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1.本技术涉及柴油发动机领域,具体而言,涉及一种尿素喷射系统的控制方法、控制装置和尿素喷射系统。
背景技术:
2.目前的柴油发动机,为了控制氮氧化合物排放,需要安装scr(selective catalystic reduction,选择性催化还原)装置,通过向排气管喷射尿素,尿素会进入选择性催化还原器,尿素会汽化热解生成氨气,与催化剂反应后生成氮氧化合物,再将氮氧化合物还原为无污染的氮气。在进行scr控制时,温度对催化还原的效率有较大的影响,需要对scr的温度进行准确地计算,从而控制尿素喷射量,控制氮氧化合物的排放。然后,目前的方案中,无法精确地确定scr的温度,进而无法精确地控制尿素喷射量。
技术实现要素:
3.本技术的主要目的在于提供一种尿素喷射系统的控制方法、控制装置和尿素喷射系统,以解决现有技术中无法精确地确定scr的温度,进而无法精确地控制尿素喷射量的问题。
4.根据本发明实施例的一个方面,提供了一种尿素喷射系统的控制方法,所述尿素喷射系统包括尿素喷嘴和选择性催化还原装置,所述尿素喷嘴位于所述选择性催化还原装置的上游,所述方法包括:获取所述选择性催化还原装置的第一参量集,所述第一参量集中的参量是与所述选择性催化还原装置内部的第一温度有关的参量;根据所述第一参量集构建第一关系式,根据所述第一关系式确定所述第一温度,其中,所述第一关系式是所述第一温度与所述第一参量集的关系式;获取所述选择性催化还原装置的第二参量集,所述第二参量集中的参量是与所述选择性催化还原装置下游的第二温度有关的参量;根据所述第二参量集构建第二关系式,根据所述第二关系式确定所述第二温度,其中,所述第二关系式是所述第二温度与所述第二参量集的关系式;根据所述第一温度和所述第二温度确定尿素喷射量,并基于所述尿素喷射量控制所述尿素喷嘴喷射尿素。
5.可选地,所述第一参量集包括以下至少之一:第一温度差值、第二温度差值、第三温度差值和第四温度差值,其中,所述第一温度差值是指所述选择性催化还原装置内部发生化学反应后的温度与发生化学反应前的温度的差值,所述第二温度差值是指所述选择性催化还原装置的上游的温度与下游的温度的差值,所述第三温度差值是指所述选择性催化还原装置内壁在传热前的温度与传热后的温度的差值,所述第四温度差值是指所述选择性催化还原装置内部的气体发生对流传热后的温度与发生对流传热前的温度的差值。
6.可选地,所述根据所述第一关系式确定所述第一温度,包括:采用所述第一关系式:t
cell
=t
reac
+t
gas-cell
+t
wall-t
env
确定所述第一温度,其中,t
cell
表示所述第一温度,t
reac
表示所述第一温度差值,t
gas-cell
表示所述第二温度差值,t
wall
表示所述第三温度差值,t
env
表示所述第四温度差值。
7.可选地,所述获取所述选择性催化还原装置的第一参量集,包括:获取所述尿素喷嘴的排气热容值、所述尿素喷嘴的排气质量、所述选择性催化还原装置的上游的温度、所述选择性催化还原装置的下游的温度、所述选择性催化还原装置内部的催化剂的体积、所述选择性催化还原装置内部的催化剂的热容值、所述选择性催化还原装置内部的催化剂的密度和所述选择性催化还原装置内部的反应时间;根据所述尿素喷嘴的排气热容值、所述尿素喷嘴的排气质量、所述选择性催化还原装置的上游的温度、所述选择性催化还原装置的下游的温度、所述选择性催化还原装置内部的催化剂的体积、所述选择性催化还原装置内部的催化剂的热容值、所述选择性催化还原装置内部的催化剂的密度和所述选择性催化还原装置内部的反应时间构建子关系式;采用所述子关系式确定所述第二温度差值。
8.可选地,所述采用所述子关系式确定所述第二温度差值,包括:采用所述子关系式:确定所述第二温度差值,其中,t
gas-cell
表示所述第二温度差值,c
exh
表示所述尿素喷嘴的排气热容值,m
exh
表示所述尿素喷嘴的排气质量,t
gas,us
表示所述选择性催化还原装置的上游的温度,t
gas,ds
表示所述选择性催化还原装置的下游的温度,v
cell
表示所述选择性催化还原装置内部的催化剂的体积,c
cell
表示所述选择性催化还原装置内部的催化剂的热容值,ρ
cell
表示所述选择性催化还原装置内部的催化剂的密度,t表示所述选择性催化还原装置内部的反应时间。
9.可选地,所述尿素喷射系统还包括温度传感器,所述温度传感器位于所述尿素喷嘴的上游,所述第二参量集包括以下至少之一:第三温度、排气温度变化量、第五温度差值和第六温度差值,其中,所述第三温度是所述温度传感器检测到的所述尿素喷嘴的上游的温度,所述排气温度变化量是指所述第一温度相对于所述第三温度的变化量;所述第五温度差值是指所述尿素喷嘴喷射尿素上游的温度与喷射尿素下游的温度的差值,所述第六温度差值是指所述选择性催化还原装置对尿素进行热解前的温度与热解后的温度的差值。
10.可选地,所述根据所述第二关系式确定所述第二温度,包括:采用所述第二关系式:t
gas,ds
=t
gas,us-ht
cell-t
dos-t
tran
确定所述第二温度,其中,t
gas,ds
表示所述第二温度,t
gas,us
表示所述第三温度,ht
cell
表示所述排气温度变化量,t
dos
表示所述第五温度差值,t
tran
表示所述第六温度差值。
11.可选地,所述获取所述选择性催化还原装置的第二参量集,包括:获取所述尿素喷嘴与所述选择性催化还原装置之间的距离、所述尿素喷嘴的长度与所述选择性催化还原装置的长度的长度总和、所述尿素喷嘴喷射尿素的时长、所述尿素喷嘴的初始尿素喷射量、排气流量和所述排气热容值,所述排气流量是指所述尿素喷嘴与所述选择性催化还原装置之间的排气流量;至少根据所述第一温度和所述第三温度确定所述排气温度变化量;至少根据所述距离、所述长度总和、所述时长、所述初始尿素喷射量、所述排气流量和排气热容值确定所述第五温度差值;至少根据所述距离、所述长度总和、所述时长、所述初始尿素喷射量、所述排气流量和所述排气热容值确定所述第六温度差值。
12.可选地,所述至少根据所述第一温度和所述第三温度确定所述排气温度变化量,包括:根据所述第一温度和所述第三温度构建第三关系式;根据所述第三关系式确定所述排气温度变化量。
13.可选地,所述根据所述第三关系式确定所述排气温度变化量,包括:获取第一修正
系数,所述第一修正系数是根据所述长度总和确定的;根据所述第三关系式:ht
cell
=k1×
(t
gas,us-t
cell
)确定所述排气温度变化量,ht
cell
表示所述排气温度变化量,k1表示所述第一修正系数,t
gas,us
表示所述第三温度,t
cell
表示所述第一温度。
14.可选地,所述至少根据所述距离、所述长度总和、所述时长、所述初始尿素喷射量、所述排气流量和所述排气热容值确定所述第五温度差值,包括:获取外部环境温度、尿素溶液的热容值和第二修正系数,所述第二修正系数是根据所述尿素喷嘴在喷射尿素时对所述第二温度的影响程度确定的;根据所述距离、所述长度总和、所述时长、所述初始尿素喷射量、所述排气流量、所述排气热容值、所述外部环境温度、所述尿素溶液的热容值和所述第二修正系数构建第四关系式;根据所述第四关系式确定所述第五温度差值。
15.可选地,所述根据所述第四关系式确定所述第五温度差值,包括:根据所述第四关系式:确定所述第五温度差值,t
dos
表示所述第五温度差值,k2表示所述第二修正系数,t
gas,us
表示所述第三温度,t
air
表示所述外部环境温度,m
dos
表示所述初始尿素喷射量,c
urea
表示所述尿素溶液的热容值,mf
exh
表示所述排气流量,t表示所述时长,c
exh
表示所述排气热容值,d表示所述距离,l表示所述长度总和。
16.可选地,所述至少根据所述距离、所述长度总和、所述时长、所述初始尿素喷射量、所述排气流量和所述排气热容值确定所述第六温度差值,包括:获取尿素溶液汽化的吸热值、第一温度差值和第三修正系数,所述吸热值是指单位质量的尿素溶液汽化所需要吸收的热量,所述第三修正系数是根据所述尿素喷嘴在喷射尿素时对所述第二温度的影响程度确定的;根据所述距离、所述长度总和、所述时长、所述初始尿素喷射量、所述排气流量、所述排气热容值、所述吸热值、所述第一温度差值和所述第三修正系数构建第五关系式;根据所述第五关系式确定所述第六温度差值。
17.可选地,所述根据所述第五关系式确定所述第六温度差值,包括:根据所述第五关系式:确定所述第六温度差值,t
tran
表示所述第六温度差值,k3表示所述第三修正系数,m
dos
表示所述初始尿素喷射量,r表示所述吸热值,c
exh
表示所述排气热容值,mf
exh
表示所述排气流量,t表示所述时长,t
reac
表示所述第一温度差值,d表示所述距离,l表示所述长度总和。
18.可选地,所述根据所述第一温度和所述第二温度确定尿素喷射量,包括:获取初始尿素喷射量;根据所述第一温度和所述第二温度确定修正因子;基于所述修正因子,对所述初始尿素喷射量进行修正,得到所述尿素喷射量。
19.根据本发明实施例的另一方面,还提供了一种尿素喷射系统的控制装置,所述尿素喷射系统包括尿素喷嘴和选择性催化还原装置,所述尿素喷嘴位于所述选择性催化还原装置的上游,所述控制装置包括:第一获取单元,用于获取所述选择性催化还原装置的第一参量集,所述第一参量集中的参量是与所述选择性催化还原装置内部的第一温度有关的参量;第一确定单元,用于根据所述第一参量集构建第一关系式,根据所述第一关系式确定所述第一温度;第二获取单元,用于获取所述选择性催化还原装置的第二参量集,所述第二参量集中的参量是与所述选择性催化还原装置下游的第二温度有关的参量;第二确定单元,
用于根据所述第二参量集构建第二关系式,根据所述第二关系式确定所述第二温度;控制单元,用于根据所述第一温度和所述第二温度确定尿素喷射量,并基于所述尿素喷射量控制所述尿素喷嘴喷射尿素。
20.根据本发明实施例的又一方面,还提供了一种尿素喷射系统,包括:尿素喷嘴、选择性催化还原装置和控制装置,所述尿素喷嘴位于所述选择性催化还原装置的上游,所述控制装置分别与所述尿素喷嘴和所述选择性催化还原装置通信,所述控制装置用于执行任意一种所述的方法。
21.可选地,所述尿素喷嘴的上游还依次分布有第一氮氧传感器、第一温度传感器、氧化催化器、第二温度传感器、颗粒物捕集器、第三温度传感器,所述尿素喷嘴和所述选择性催化还原装置之间还设置有混合器,所述尿素喷嘴的下游还依次分布有氨逃逸捕集器、第四温度传感器和第二氮氧传感器。
22.在本发明实施例中,首先获取选择性催化还原装置的第一参量集,之后根据第一参量集构建第一关系式,根据第一关系式确定第一温度,之后获取选择性催化还原装置的第二参量集,之后根据第二参量集构建第二关系式,根据第二关系式确定第二温度,最后根据第一温度和第二温度确定尿素喷射量,并基于尿素喷射量控制尿素喷嘴喷射尿素。该方案中,通过构建的第一关系式,可以精确地计算选择性催化还原装置内部的第一温度,通过构建的第二关系式,可以精确地计算选择性催化还原装置下游的第二温度,相比传感器测量的方式计算得到的第一温度和第二温度更为精确,进而可以精确地控制尿素喷射量。
附图说明
23.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解,本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术,并不构成对本技术的不当限定。在附图中:
24.图1示出了根据本技术的实施例的一种尿素喷射系统的控制方法的流程示意图;
25.图2示出了根据本技术的实施例的一种尿素喷射系统的控制装置的结构示意图。
26.图3示出了根据本技术的实施例的一种尿素喷射系统的部分结构图;
27.图4示出了根据本技术的实施例的一种尿素喷射系统的部分结构图;
28.图5示出了根据本技术的实施例的另一种尿素喷射系统的控制方法的流程示意图。
29.其中,上述附图包括以下附图标记:
30.10、尿素喷嘴;11、选择性催化还原装置;12、第一氮氧传感器;13、第一温度传感器;14、氧化催化器;15、第二温度传感器;16、颗粒物捕集器;17、第三温度传感器;18、混合器;19、氨逃逸捕集器;20、第四温度传感器;21、第二氮氧传感器;22、第五温度传感器;23、前置尿素喷嘴;24、前置混合器;25、前置选择性催化还原装置。
具体实施方式
31.需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
32.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案,下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是
本技术一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本技术保护的范围。
33.需要说明的是,本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本技术的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
34.应该理解的是,当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时,该元件可直接在该另一元件上,或者也可存在中间元件。而且,在说明书以及权利要求书中,当描述有元件“连接”至另一元件时,该元件可“直接连接”至该另一元件,或者通过第三元件“连接”至该另一元件。
35.正如背景技术中所说的,现有技术中无法精确地确定scr的温度,进而无法精确地控制尿素喷射量,为了解决上述问题,本技术的一种实施方式中,提供了一种尿素喷射系统的控制方法、控制装置和尿素喷射系统。
36.根据本技术的实施例,提供了一种尿素喷射系统的控制方法,上述尿素喷射系统包括尿素喷嘴和选择性催化还原装置,上述尿素喷嘴位于上述选择性催化还原装置的上游。
37.图1是根据本技术实施例的尿素喷射系统的控制方法的流程图。如图1所示,该方法包括以下步骤:
38.步骤s101,获取上述选择性催化还原装置的第一参量集,上述第一参量集中的参量是与上述选择性催化还原装置内部的第一温度有关的参量;
39.步骤s102,根据上述第一参量集构建第一关系式,根据上述第一关系式确定上述第一温度,其中,上述第一关系式是上述第一温度与上述第一参量集的关系式;
40.步骤s103,获取上述选择性催化还原装置的第二参量集,上述第二参量集中的参量是与上述选择性催化还原装置下游的第二温度有关的参量;
41.步骤s104,根据上述第二参量集构建第二关系式,根据上述第二关系式确定上述第二温度,其中,上述第二关系式是上述第二温度与上述第二参量集的关系式;
42.步骤s105,根据上述第一温度和上述第二温度确定尿素喷射量,并基于上述尿素喷射量控制上述尿素喷嘴喷射尿素。
43.上述的方法中,首先获取选择性催化还原装置的第一参量集,之后根据第一参量集构建第一关系式,根据第一关系式确定第一温度,之后获取选择性催化还原装置的第二参量集,之后根据第二参量集构建第二关系式,根据第二关系式确定第二温度,最后根据第一温度和第二温度确定尿素喷射量,并基于尿素喷射量控制尿素喷嘴喷射尿素。该方案中,通过构建的第一关系式,可以精确地计算选择性催化还原装置内部的第一温度,通过构建的第二关系式,可以精确地计算选择性催化还原装置下游的第二温度,相比传感器测量的方式计算得到的第一温度和第二温度更为精确,进而可以精确地控制尿素喷射量。
44.需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的
计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
45.本技术的一种实施例中,上述第一参量集包括以下至少之一:第一温度差值、第二温度差值、第三温度差值和第四温度差值,其中,上述第一温度差值是指上述选择性催化还原装置内部发生化学反应后的温度与发生化学反应前的温度的差值,上述第二温度差值是指上述选择性催化还原装置的上游的温度与下游的温度的差值,上述第三温度差值是指上述选择性催化还原装置内壁在传热前的温度与传热后的温度的差值,上述第四温度差值是指上述选择性催化还原装置内部的气体发生对流传热后的温度与发生对流传热前的温度的差值。当然,第一参量集并不限于上述的几种,对于选择性催化还原装置内部的第一温度,与第一温度相关且会影响第一温度的准确性的参量一般为以上的几种,对于不同类型的选择性催化还原装置,还可以选择其他任何可行的参量(还可以是对选择性催化还原装置内部的第一温度具有影响但是影响不大)。
46.本技术的另一种实施例中,上述根据上述第一关系式确定上述第一温度,包括:采用第一关系式:t
cell
=t
reac
+t
ga-s cell
+t wall-t e
确定上述第一温度,其中,t
cell
表示上述第一温度,t
reac
表示上述第一温度差值,t
gas-cell
表示上述第二温度差值,t
wall
表示上述第三温度差值,t
env
表示上述第四温度差值。该实施例中,通过第一关系式可以更为精确地计算第一温度,进而后续可以更为精确地计算尿素喷射量。上述的具体的关系式只是示例性的,任何变形都应落入本技术的保护范围内。
47.具体地,从横切面或者纵切面看,选择性催化还原装置由很多反应室组成,选择性催化还原装置类似于一个网状的结构,每一小段都是一个反应室,分为了5段,每一段的气体密度是一样的,反应室的温度就是第一温度。气体进入选择性催化还原装置,为选择性催化还原装置内部提供热源,选择性催化还原装置内部的第一温度就会发生变化,而采用普通的传感器是无法测量第一温度的,采用本方案可以精确地检测第一温度。
48.在实际中,排气进入选择性催化还原装置后,选择性催化还原装置内部会发生化学反应,化学反应会释放出热量,进而温度会提高,例如,发生化学反应会释放300焦耳,经过放热后选择性催化还原装置内部温度由20℃达到了25℃,化学反应会对选择性催化还原装置内部的固体的温度造成影响。选择性催化还原装置内部会发生摩尔反应,根据反应的公式计算放热量,比如气体量是50ml,喷入的尿素量是30mol/l,会计算得到的摩尔反应数据是2mol,而2mol对应的总放热量根据查表即可确定放热温度为5℃。
49.为了进一步精确地确定第二温度差值,进而进一步精确地确定第一温度,本技术的再一种实施例中,上述获取上述选择性催化还原装置的第一参量集,包括:获取上述尿素喷嘴的排气热容值、上述尿素喷嘴的排气质量、上述选择性催化还原装置的上游的温度、上述选择性催化还原装置的下游的温度、上述选择性催化还原装置内部的催化剂的体积、上述选择性催化还原装置内部的催化剂的热容值、上述选择性催化还原装置内部的催化剂的密度和上述选择性催化还原装置内部的反应时间;根据上述尿素喷嘴的排气热容值、上述尿素喷嘴的排气质量、上述选择性催化还原装置的上游的温度、上述选择性催化还原装置的下游的温度、上述选择性催化还原装置内部的催化剂的体积、上述选择性催化还原装置内部的催化剂的热容值、上述选择性催化还原装置内部的催化剂的密度和上述选择性催化还原装置内部的反应时间构建子关系式;采用上述子关系式确定上述第二温度差值。
50.为了进一步精确地确定第二温度差值,本技术的又一种实施例中,上述采用上述子关系式确定上述第二温度差值,包括:采用子关系式:确定上述第二温度差值,其中,t
gas-cell
表示上述第二温度差值,c
exh
表示上述尿素喷嘴的排气热容值,m
exh
表示上述尿素喷嘴的排气质量,t
gas,us
表示上述选择性催化还原装置的上游的温度,t
gas,ds
表示上述选择性催化还原装置的下游的温度,v
cell
表示上述选择性催化还原装置内部的催化剂的体积,c
cell
表示上述选择性催化还原装置内部的催化剂的热容值,ρ
cell
表示上述选择性催化还原装置内部的催化剂的密度,t表示上述选择性催化还原装置内部的反应时间。上述的具体的关系式只是示例性的,任何变形都应落入本技术的保护范围内。
51.本技术的一种实施例中,上述尿素喷射系统还包括温度传感器,上述温度传感器位于上述尿素喷嘴的上游,上述第二参量集包括以下至少之一:第三温度、排气温度变化量、第五温度差值和第六温度差值,其中,上述第三温度是上述温度传感器检测到的上述尿素喷嘴的上游的温度,上述排气温度变化量是指上述第一温度相对于上述第三温度的变化量;上述第五温度差值是指上述尿素喷嘴喷射尿素上游的温度与喷射尿素下游的温度的差值,上述第六温度差值是指上述选择性催化还原装置对尿素进行热解前的温度与热解后的温度的差值。当然,第二参量集并不限于上述的几种,对于选择性催化还原装置下游的第二温度,与第二温度相关且会影响第二温度的准确性的参量一般为以上几种,对于不同种类的选择性催化还原装置,还可以选择其他任何可行的参量(还可以是对选择性催化还原装置内部的第二温度具有影响但是影响不大)。
52.为了更为精确地计算第二温度,进而后续可以更为精确地计算尿素喷射量,本技术的另一种实施例中,上述根据上述第二关系式确定上述第二温度,包括:采用第二关系式:t
gas,ds
=t
gas,us-ht
cell-t
dos-t
tran
确定上述第二温度,其中,t
gas,ds
表示上述第二温度,t
gas,us
表示上述第三温度,ht
cell
表示上述排气温度变化量,t
dos
表示上述第五温度差值,t
tran
表示上述第六温度差值。上述的具体的关系式只是示例性的,任何变形都应落入本技术的保护范围内。
53.本技术的一种具体的实施例中,上述获取上述选择性催化还原装置的第二参量集,包括:获取上述尿素喷嘴与上述选择性催化还原装置之间的距离、上述尿素喷嘴的长度与上述选择性催化还原装置的长度的长度总和、上述尿素喷嘴喷射尿素的时长、上述尿素喷嘴的初始尿素喷射量、排气流量和排气热容值,上述排气流量是指上述尿素喷嘴与上述选择性催化还原装置之间的排气流量;至少根据上述第一温度和上述第三温度确定上述排气温度变化量;至少根据上述距离、上述长度总和、上述时长、上述初始尿素喷射量、上述排气流量和上述排气热容值确定上述第五温度差值;至少根据上述距离、上述长度总和、上述时长、上述初始尿素喷射量、上述排气流量和上述排气热容值确定上述第六温度差值。该实施例中,进一步根据多个参量分别精确地计算排气温度变化量、第五温度差值以及第六温度差值,进而后续可以更为精确地计算第二温度,进而后续可以更为精确地计算尿素喷射量。
54.具体地,在实际应用中,选择性催化还原装置中具有很多个反应室,距离可以是尿素喷嘴到反应室的距离,距离有很多个,比如第一距离、第二距离或者第三距离,根据化学
反应来确定的,如果在第一反应室进行反应,那么就是第一距离,如果在第二反应室进行反应,那么就是第二距离,如果在第三反应室进行反应,那么就是第三距离。
55.本技术的再一种实施例中,上述至少根据上述第一温度和上述第三温度确定上述排气温度变化量,包括:根据上述第一温度和上述第三温度构建第三关系式;根据上述第三关系式确定上述排气温度变化量。该实施例中,可以通过构建第三关系式更为精确地确定排气温度变化量,进而更为精确地确定第二温度。
56.本技术的又一种实施例中,上述根据上述第三关系式确定上述排气温度变化量,包括:获取第一修正系数,上述第一修正系数是根据上述长度总和确定的;根据第三关系式:ht
cell
=k1×
(t
gas,us-t
cell
)确定上述排气温度变化量,ht
cell
表示上述排气温度变化量,k1表示上述第一修正系数,t
gas,us
表示上述第三温度,t
cell
表示上述第一温度。该实施例中,通过第三关系式可以进一步精确地计算排气温度变化量。上述的具体的关系式只是示例性的,任何变形都应落入本技术的保护范围内。
57.具体地,第一修正系数还可以根据长度总和以及排气温度变化量确定,具体可以根据实验进行准确地确定,根据实验结果确定第一修正系数,第一修正系数初步可以为1-e-l
,l表示长度总和,第一修正系数是指当长度总和的e项趋近于0的情况下,选择性催化还原装置上游的温度和下游的温度保持一致,当长度总和的e项趋近于无穷的情况下,选择性催化还原装置下游的温度与下游的壁温保持一致,其中,下游的壁温就是计算选择性催化还原装置内部最后一个反应室的第一温度。
58.本技术的再一种实施例中,上述至少根据上述距离、上述长度总和、上述时长、上述初始尿素喷射量、上述排气流量和上述排气热容值确定上述第五温度差值,包括:获取外部环境温度、尿素溶液的热容值和第二修正系数,上述第二修正系数是根据上述尿素喷嘴在喷射尿素时对上述第二温度的影响程度确定的;根据上述距离、上述长度总和、上述时长、上述初始尿素喷射量、上述排气流量、上述排气热容值、上述外部环境温度、上述尿素溶液的热容值和上述第二修正系数构建第四关系式;根据上述第四关系式确定上述第五温度差值。该实施例中,可以通过构建第四关系式更为精确地确定第五温度差值,进而更为精确地确定第二温度。
59.本技术的又一种实施例中,上述根据上述第四关系式确定上述第五温度差值,包括:根据第四关系式:确定上述第五温度差值,t
dos
表示上述第五温度差值,k2表示上述第二修正系数,t
gas,us
表示上述第三温度,t
air
表示上述外部环境温度,m
dos
表示上述初始尿素喷射量,c
urea
表示上述尿素溶液的热容值,mf
exh
表示上述排气流量,t表示上述时长,c
exh
表示上述排气热容值,d表示上述距离,l表示上述长度总和。该实施例中,通过第四关系式可以进一步精确地计算第五温度差值。上述的具体的关系式只是示例性的,任何变形都应落入本技术的保护范围内。
60.具体地,第二修正系数初始值为1,当然,根据尿素喷嘴在喷射尿素时对第二温度的影响程度,第二修正系数还可以为其他任何可行的数值。
61.本技术的再一种实施例中,上述至少根据上述距离、上述长度总和、上述时长、上述初始尿素喷射量、上述排气流量和上述排气热容值确定上述第六温度差值,包括:获取尿素溶液汽化的吸热值、第一温度差值和第三修正系数,上述吸热值是指单位质量的尿素溶
液汽化所需要吸收的热量,上述第三修正系数是根据尿素喷嘴在喷射尿素时对上述第二温度的影响程度确定的;根据上述距离、上述长度总和、上述时长、上述初始尿素喷射量、上述排气流量、上述排气热容值、上述吸热值、上述第一温度差值和上述第三修正系数构建第五关系式;根据上述第五关系式确定上述第六温度差值。该实施例中,可以通过构建第五关系式更为精确地确定第六温度差值,进而更为精确地确定第二温度。
62.本技术的又一种实施例中,上述根据上述第五关系式确定上述第六温度差值,包括:根据第五关系式:确定上述第六温度差值,t
tran
表示上述第六温度差值,k3表示上述第三修正系数,m
dos
表示上述初始尿素喷射量,r表示上述吸热值,c
exh
表示上述排气热容值,mf
exh
表示上述排气流量,t表示上述时长,t
reac
表示上述第一温度差值,d表示上述距离,l表示上述长度总和。该实施例中,通过第五关系式进一步精确地计算第六温度差值。上述的具体的关系式只是示例性的,任何变形都应落入本技术的保护范围内。
63.具体地,第三修正系数初始值为1,当然,根据尿素喷嘴在喷射尿素时对第二温度的影响程度,第三修正系数还可以为其他任何可行的数值。
64.本技术的另一种具体的实施例中,上述根据上述第一温度和上述第二温度确定尿素喷射量,包括:获取初始尿素喷射量;根据上述第一温度和上述第二温度确定修正因子;基于上述修正因子,对上述初始尿素喷射量进行修正,得到上述尿素喷射量。该实施例中,在初始尿素喷射量的基础上,根据修正因子对初始尿素喷射量进行修正,这样可以进一步保证得到的尿素喷射量较为准确。
65.在实际中,可以根据第一温度和第二温度进行查表,计算选择性催化还原装置内部的最大氨储量,例如最大氨储量是300
㎎
,储存了100
㎎
,不同的氨储量对应有不同的修正因子,可以根据查表得到,再根据修正因子对初始尿素喷射量进行修正即可,在下一时刻按照现在修正后的尿素喷射量进行喷射,调整后的尿素喷射量既可以满足要求。
66.本技术实施例还提供了一种尿素喷射系统的控制装置,上述尿素喷射系统包括尿素喷嘴和选择性催化还原装置,上述尿素喷嘴位于上述选择性催化还原装置的上游,需要说明的是,本技术实施例的尿素喷射系统的控制装置可以用于执行本技术实施例所提供的用于尿素喷射系统的控制方法。以下对本技术实施例提供的尿素喷射系统的控制装置进行介绍。
67.图2是根据本技术实施例的尿素喷射系统的控制装置的示意图。如图2所示,该装置包括:
68.第一获取单元100,用于获取上述选择性催化还原装置的第一参量集,上述第一参量集中的参量是与上述选择性催化还原装置内部的第一温度有关的参量;
69.第一确定单元200,用于根据上述第一参量集构建第一关系式,根据上述第一关系式确定上述第一温度;
70.第二获取单元300,用于获取上述选择性催化还原装置的第二参量集,上述第二参量集中的参量是与上述选择性催化还原装置下游的第二温度有关的参量;
71.第二确定单元400,用于根据上述第二参量集构建第二关系式,根据上述第二关系式确定上述第二温度;
72.控制单元500,用于根据上述第一温度和上述第二温度确定尿素喷射量,并基于上述尿素喷射量控制上述尿素喷嘴喷射尿素。
73.上述的装置中,第一获取单元100获取选择性催化还原装置的第一参量集,第一确定单元200根据第一参量集构建第一关系式,根据第一关系式确定第一温度,第二获取单元300获取选择性催化还原装置的第二参量集,第二确定单元400根据第二参量集构建第二关系式,根据第二关系式确定第二温度,控制单元500根据第一温度和第二温度确定尿素喷射量,并基于尿素喷射量控制尿素喷嘴喷射尿素。该方案中,通过构建的第一关系式,可以精确地计算选择性催化还原装置内部的第一温度,通过构建的第二关系式,可以精确地计算选择性催化还原装置下游的第二温度,相比传感器测量的方式计算得到的第一温度和第二温度更为精确,进而可以精确地控制尿素喷射量。
74.本技术的一种实施例中,上述第一参量集包括以下至少之一:第一温度差值、第二温度差值、第三温度差值和第四温度差值,其中,上述第一温度差值是指上述选择性催化还原装置内部发生化学反应后的温度与发生化学反应前的温度的差值,上述第二温度差值是指上述选择性催化还原装置的上游的温度与下游的温度的差值,上述第三温度差值是指上述选择性催化还原装置内壁在传热前的温度与传热后的温度的差值,上述第四温度差值是指上述选择性催化还原装置内部的气体发生对流传热后的温度与发生对流传热前的温度的差值。当然,第一参量集并不限于上述的几种,对于选择性催化还原装置内部的第一温度,与第一温度相关且会影响第一温度的准确性的参量一般为以上的几种,对于不同类型的选择性催化还原装置,还可以选择其他任何可行的参量(还可以是对选择性催化还原装置内部的第一温度具有影响但是影响不大)。
75.本技术的另一种实施例中,第一确定单元200包括第一确定模块,第一确定模块用于采用第一关系式:t
cell
=t
reac
+t
gas-cell
+t
wall-t
env
确定上述第一温度,其中,t
cell
表示上述第一温度,t
reac
表示上述第一温度差值,t
gas-cell
表示上述第二温度差值,t
wall
表示上述第三温度差值,t
env
表示上述第四温度差值。该实施例中,通过第一关系式可以更为精确地计算第一温度,进而后续可以更为精确地计算尿素喷射量。上述的具体的关系式只是示例性的,任何变形都应落入本技术的保护范围内。
76.具体地,从横切面或者纵切面看,选择性催化还原装置由很多反应室组成,选择性催化还原装置类似于一个网状的结构,每一小段都是一个反应室,分为了5段,每一段的气体密度是一样的,反应室的温度就是第一温度。气体进入选择性催化还原装置,为选择性催化还原装置内部提供热源,选择性催化还原装置内部的第一温度就会发生变化,而采用普通的传感器是无法测量第一温度的,采用本方案可以精确地检测第一温度。
77.在实际中,排气进入选择性催化还原装置后,选择性催化还原装置内部会发生化学反应,化学反应会释放出热量,进而温度会提高,例如,发生化学反应会释放300焦耳,经过放热后选择性催化还原装置内部温度由20℃达到了25℃,化学反应会对选择性催化还原装置内部的固体的温度造成影响。选择性催化还原装置内部会发生摩尔反应,根据反应的公式计算放热量,比如气体量是50ml,喷入的尿素量是30mol/l,会计算得到的摩尔反应数据是2mol,而2mol对应的总放热量根据查表即可确定放热温度为5℃。
78.为了进一步精确地确定第二温度差值,进而进一步精确地确定第一温度,本技术的再一种实施例中,第一获取单元100包括第一获取模块、构建模块和第二确定模块,第一
获取模块用于获取上述尿素喷嘴的排气热容值、上述尿素喷嘴的排气质量、上述选择性催化还原装置的上游的温度、上述选择性催化还原装置的下游的温度、上述选择性催化还原装置内部的催化剂的体积、上述选择性催化还原装置内部的催化剂的热容值、上述选择性催化还原装置内部的催化剂的密度和上述选择性催化还原装置内部的反应时间;构建模块用于根据上述尿素喷嘴的排气热容值、上述尿素喷嘴的排气质量、上述选择性催化还原装置的上游的温度、上述选择性催化还原装置的下游的温度、上述选择性催化还原装置内部的催化剂的体积、上述选择性催化还原装置内部的催化剂的热容值、上述选择性催化还原装置内部的催化剂的密度和上述选择性催化还原装置内部的反应时间构建子关系式;第二确定模块用于采用上述子关系式确定上述第二温度差值。
79.为了进一步精确地确定第二温度差值,本技术的又一种实施例中,第二确定模块包括第一确定子模块,第一确定子模块用于采用子关系式:确定上述第二温度差值,其中,t
gas-cell
表示上述第二温度差值,c
exh
表示上述尿素喷嘴的排气热容值,m
exh
表示上述尿素喷嘴的排气质量,t
gas,us
表示上述选择性催化还原装置的上游的温度,t
gas,ds
表示上述选择性催化还原装置的下游的温度,v
cell
表示上述选择性催化还原装置内部的催化剂的体积,c
cell
表示上述选择性催化还原装置内部的催化剂的热容值,ρ
cell
表示上述选择性催化还原装置内部的催化剂的密度,t表示上述选择性催化还原装置内部的反应时间。上述的具体的关系式只是示例性的,任何变形都应落入本技术的保护范围内。
80.本技术的一种实施例中,上述尿素喷射系统还包括温度传感器,上述温度传感器位于上述尿素喷嘴的上游,上述第二参量集包括以下至少之一:第三温度、排气温度变化量、第五温度差值和第六温度差值,其中,上述第三温度是上述温度传感器检测到的上述尿素喷嘴的上游的温度,上述排气温度变化量是指上述第一温度相对于上述第三温度的变化量;上述第五温度差值是指上述尿素喷嘴喷射尿素上游的温度与喷射尿素下游的温度的差值,上述第六温度差值是指上述选择性催化还原装置对尿素进行热解前的温度与热解后的温度的差值。当然,第二参量集并不限于上述的几种,对于选择性催化还原装置下游的第二温度,与第二温度相关且会影响第二温度的准确性的参量一般为以上几种,对于不同种类的选择性催化还原装置,还可以选择其他任何可行的参量(还可以是对选择性催化还原装置内部的第二温度具有影响但是影响不大)。
81.为了更为精确地计算第二温度,进而后续可以更为精确地计算尿素喷射量,本技术的另一种实施例中,第二确定单元400包括第三确定模块,第三确定模块用于采用第二关系式:t
gas,ds
=t
gas,us-ht
cell-t
dos-t
tran
确定上述第二温度,其中,t
gas,ds
表示上述第二温度,t
gas,us
表示上述第三温度,ht
cell
表示上述排气温度变化量,t
dos
表示上述第五温度差值,t
tran
表示上述第六温度差值。上述的具体的关系式只是示例性的,任何变形都应落入本技术的保护范围内。
82.本技术的一种具体的实施例中,第二获取单元300包括第二获取模块、第四确定模块、第五确定模块和第六确定模块,第二获取模块用于获取上述尿素喷嘴与上述选择性催化还原装置之间的距离、上述尿素喷嘴的长度与上述选择性催化还原装置的长度的长度总和、上述尿素喷嘴喷射尿素的时长、上述尿素喷嘴的初始尿素喷射量、排气流量和排气热容
值,上述排气流量是指上述尿素喷嘴与上述选择性催化还原装置之间的排气流量;第四确定模块用于至少根据上述第一温度和上述第三温度确定上述排气温度变化量;第五确定模块用于至少根据上述距离、上述长度总和、上述时长、上述初始尿素喷射量、上述排气流量和上述排气热容值确定上述第五温度差值;第六确定模块用于至少根据上述距离、上述长度总和、上述时长、上述初始尿素喷射量、上述排气流量和上述排气热容值确定上述第六温度差值。该实施例中,进一步根据多个参量分别精确地计算排气温度变化量、第五温度差值以及第六温度差值,进而后续可以更为精确地计算第二温度,进而后续可以更为精确地计算尿素喷射量。
83.具体地,在实际应用中,选择性催化还原装置中具有很多个反应室,距离可以是尿素喷嘴到反应室的距离,距离有很多个,比如第一距离、第二距离或者第三距离,根据化学反应来确定的,如果在第一反应室进行反应,那么就是第一距离,如果在第二反应室进行反应,那么就是第二距离,如果在第三反应室进行反应,那么就是第三距离。
84.本技术的再一种实施例中,第四确定模块包括第一构建子模块和第二确定子模块,第一构建子模块用于根据上述第一温度和上述第三温度构建第三关系式;第二确定子模块用于根据上述第三关系式确定上述排气温度变化量。该实施例中,可以通过构建第三关系式更为精确地确定排气温度变化量,进而更为精确地确定第二温度。
85.本技术的又一种实施例中,第二确定子模块还用于获取第一修正系数,上述第一修正系数是根据上述长度总和确定的;第二确定子模块还用于根据第三关系式:ht
cell
=k1×
(t
gas,us-t
cell
)确定上述排气温度变化量,ht
cell
表示上述排气温度变化量,k1表示上述第一修正系数,t
gas,us
表示上述第三温度,t
cell
表示上述第一温度。该实施例中,通过第三关系式可以进一步精确地计算排气温度变化量。上述的具体的关系式只是示例性的,任何变形都应落入本技术的保护范围内。
86.具体地,第一修正系数还可以根据长度总和以及排气温度变化量确定,具体可以根据实验进行准确地确定,根据实验结果确定第一修正系数,第一修正系数初步可以为1-e-l
,l表示长度总和,第一修正系数是指当长度总和的e项趋近于0的情况下,选择性催化还原装置上游的温度和下游的温度保持一致,当长度总和的e项趋近于无穷的情况下,选择性催化还原装置下游的温度与下游的壁温保持一致,其中,下游的壁温就是计算选择性催化还原装置内部最后一个反应室的第一温度。
87.本技术的再一种实施例中,第五确定模块包括第一获取子模块、第二构建子模块和第三确定子模块,第一获取子模块用于获取外部环境温度、尿素溶液的热容值和第二修正系数,上述第二修正系数是根据上述尿素喷嘴在喷射尿素时对上述第二温度的影响程度确定的;第二构建子模块用于根据上述距离、上述长度总和、上述时长、上述初始尿素喷射量、上述排气流量、上述排气热容值、上述外部环境温度、上述尿素溶液的热容值和上述第二修正系数构建第四关系式;第三确定子模块用于根据上述第四关系式确定上述第五温度差值。该实施例中,可以通过构建第四关系式更为精确地确定第五温度差值,进而更为精确地确定第二温度。
88.本技术的又一种实施例中,第三确定子模块还用于根据第四关系式:确定上述第五温度差值,t
dos
表示上述第五温
度差值,k2表示上述第二修正系数,t
gas,us
表示上述第三温度,t
air
表示上述外部环境温度,m
dos
表示上述初始尿素喷射量,c
urea
表示上述尿素溶液的热容值,mf
exh
表示上述排气流量,t表示上述时长,c
exh
表示上述排气热容值,d表示上述距离,l表示上述长度总和。该实施例中,通过第四关系式可以进一步精确地计算第五温度差值。上述的具体的关系式只是示例性的,任何变形都应落入本技术的保护范围内。
89.具体地,第二修正系数初始值为1,当然,根据尿素喷嘴在喷射尿素时对第二温度的影响程度,第二修正系数还可以为其他任何可行的数值。
90.本技术的再一种实施例中,第六确定模块包括第二获取子模块、第三构建子模块和第四确定子模块,第二获取子模块用于获取尿素溶液汽化的吸热值、第一温度差值和第三修正系数,上述吸热值是指单位质量的尿素溶液汽化所需要吸收的热量,上述第一温度差值是指上述选择性催化还原装置内部发生化学反应后的温度与发生化学反应前的温度的差值,上述第三修正系数是根据尿素喷嘴在喷射尿素时对上述第二温度的影响程度确定的;第三构建子模块用于根据上述距离、上述长度总和、上述时长、上述初始尿素喷射量、上述排气流量、上述排气热容值、上述吸热值、上述第一温度差值和上述第三修正系数构建第五关系式;第四确定子模块用于根据上述第五关系式确定上述第六温度差值。该实施例中,可以通过构建第五关系式更为精确地确定第六温度差值,进而更为精确地确定第二温度。
91.本技术的又一种实施例中,第四确定子模块还用于根据第五关系式:确定上述第六温度差值,t
tran
表示上述第六温度差值,k3表示上述第三修正系数,m
dos
表示上述初始尿素喷射量,r表示上述吸热值,c
exh
表示上述排气热容值,mf
exh
表示上述排气流量,t表示上述时长,t
reac
表示上述第一温度差值,d表示上述距离,l表示上述长度总和。该实施例中,通过第五关系式进一步精确地计算第六温度差值。上述的具体的关系式只是示例性的,任何变形都应落入本技术的保护范围内。
92.具体地,第三修正系数初始值为1,当然,根据尿素喷嘴在喷射尿素时对第二温度的影响程度,第三修正系数还可以为其他任何可行的数值。
93.本技术的另一种具体的实施例中,控制单元500包括第三获取模块、第七确定模块和控制模块,第三获取模块用于获取初始尿素喷射量;第七确定模块用于根据上述第一温度和上述第二温度确定修正因子;控制模块用于基于上述修正因子,对上述初始尿素喷射量进行修正,得到上述尿素喷射量。该实施例中,在初始尿素喷射量的基础上,根据修正因子对初始尿素喷射量进行修正,这样可以进一步保证得到的尿素喷射量较为准确。
94.在实际中,可以根据第一温度和第二温度进行查表,计算选择性催化还原装置内部的最大氨储量,例如最大氨储量是300
㎎
,储存了100
㎎
,不同的氨储量对应有不同的修正因子,可以根据查表得到,再根据修正因子对初始尿素喷射量进行修正即可,在下一时刻按照现在修正后的尿素喷射量进行喷射,调整后的尿素喷射量既可以满足要求。
95.上述尿素喷射系统的控制装置包括处理器和存储器,上述第一获取单元100、第一确定单元200、第二获取单元300、第二确定单元400和控制单元500等均作为程序单元存储在存储器中,由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
96.处理器中包含内核,由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上,通过调整内核参数来精确地确定scr的温度,进而精确地控制尿素喷射量。
97.存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(rom)或闪存(flash ram),存储器包括至少一个存储芯片。
98.本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有程序,该程序被处理器执行时实现上述尿素喷射系统的控制方法。
99.本发明实施例提供了一种处理器,上述处理器用于运行程序,其中,上述程序运行时执行上述尿素喷射系统的控制方法。
100.本技术还提供了一种尿素喷射系统,如图3所示,包括尿素喷嘴10、选择性催化还原装置11和控制装置,上述尿素喷嘴10位于上述选择性催化还原装置11的上游,上述控制装置分别与上述尿素喷嘴10和上述选择性催化还原装置11通信,上述控制装置用于执行任意一种上述的方法。
101.上述的尿素喷射系统中,由于包括任一种上述的方法,该方法中首先获取选择性催化还原装置11的第一参量集,之后根据第一参量集构建第一关系式,根据第一关系式确定第一温度,之后获取选择性催化还原装置11的第二参量集,之后根据第二参量集构建第二关系式,根据第二关系式确定第二温度,最后根据第一温度和第二温度确定尿素喷射量,并基于尿素喷射量控制尿素喷嘴喷射尿素。该方案中,通过构建的第一关系式,可以精确地计算选择性催化还原装置11内部的第一温度,通过构建的第二关系式,可以精确地计算选择性催化还原装置11下游的第二温度,相比传感器测量的方式计算得到的第一温度和第二温度更为精确,进而可以精确地控制尿素喷射量。
102.本技术的一种实施例中,如图3所示,上述尿素喷嘴10的上游还依次分布有第一氮氧传感器12、第一温度传感器13、氧化催化器14、第二温度传感器15、颗粒物捕集器16、第三温度传感器17,上述尿素喷嘴10和上述选择性催化还原装置11之间还设置有混合器18,上述尿素喷嘴10的下游还依次分布有氨逃逸捕集器19、第四温度传感器20和第二氮氧传感器21。
103.本技术的有一种实施例中,如图4所示,在第一氮氧传感器12的上游还依次分布有第五温度传感器22、前置尿素喷嘴23、前置混合器24以及前置选择性催化还原装置25。
104.本发明实施例提供了一种设备,设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序,处理器执行程序时实现至少以下步骤:
105.步骤s101,获取上述选择性催化还原装置的第一参量集,上述第一参量集中的参量是与上述选择性催化还原装置内部的第一温度有关的参量;
106.步骤s102,根据上述第一参量集构建第一关系式,根据上述第一关系式确定上述第一温度,其中,上述第一关系式是上述第一温度与上述第一参量集的关系式;
107.步骤s103,获取上述选择性催化还原装置的第二参量集,上述第二参量集中的参量是与上述选择性催化还原装置下游的第二温度有关的参量;
108.步骤s104,根据上述第二参量集构建第二关系式,根据上述第二关系式确定上述第二温度,其中,上述第二关系式是上述第二温度与上述第二参量集的关系式;
109.步骤s105,根据上述第一温度和上述第二温度确定尿素喷射量,并基于上述尿素喷射量控制上述尿素喷嘴喷射尿素。
110.本文中的设备可以是服务器、pc、pad、手机等。
111.为了本领域技术人员能够更加清楚地了解本技术的技术方案,以下将结合具体的实施例来说明本技术的技术方案和技术效果。
112.实施例
113.本实施例涉及一种尿素喷射系统的控制方法,如图5所示,该方法包括:
114.首先,程序开始运行,尿素开始喷射;
115.获取第一温度差值、第二温度差值、第三温度差值和第四温度差值;其中,第一温度差值是指选择性催化还原装置内部发生化学反应后的温度与发生化学反应前的温度的差值,第二温度差值是指选择性催化还原装置的上游的温度与下游的温度的差值,第三温度差值是指选择性催化还原装置内壁在传热前的温度与传热后的温度的差值,第四温度差值是指选择性催化还原装置内部的气体发生对流传热后的温度与发生对流传热前的温度的差值;
116.获取第三温度、排气温度变化量、第五温度差值和第六温度差值;其中,第三温度是温度传感器检测到的尿素喷嘴的上游的温度,排气温度变化量是指第一温度相对于第三温度的变化量;第五温度差值是指尿素喷嘴喷射尿素上游的温度与喷射尿素下游的温度的差值,第六温度差值是指选择性催化还原装置对尿素进行热解前的温度与热解后的温度的差值;
117.根据第一温度差值、第二温度差值、第三温度差值和第四温度差值构建第一关系式;
118.采用第一关系式确定第一温度;
119.根据第三温度、排气温度变化量、第五温度差值和第六温度差值构建第二关系式;
120.采用第二关系式确定第二温度;
121.确定是否有喷射尿素请求;
122.在有喷射尿素请求的情况下,获取初始尿素喷射量,根据第一温度和第二温度确定修正因子;
123.基于上述修正因子,对初始尿素喷射量进行修正,得到尿素喷射量;
124.在没有喷射尿素请求的情况下,程序结束运行。
125.在本发明的上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
126.在本技术所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的技术内容,可通过其它的方式实现。其中,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如上述单元的划分,可以为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,单元或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
127.上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
128.另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单
元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
129.上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:u盘、只读存储器(rom,read-only memory)、随机存取存储器(ram,random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
130.从以上的描述中,可以看出,本技术上述的实施例实现了如下技术效果:
131.1)、本技术的尿素喷射系统的控制方法,首先获取选择性催化还原装置的第一参量集,之后根据第一参量集构建第一关系式,根据第一关系式确定第一温度,之后获取选择性催化还原装置的第二参量集,之后根据第二参量集构建第二关系式,根据第二关系式确定第二温度,最后根据第一温度和第二温度确定尿素喷射量,并基于尿素喷射量控制尿素喷嘴喷射尿素。该方案中,通过构建的第一关系式,可以精确地计算选择性催化还原装置内部的第一温度,通过构建的第二关系式,可以精确地计算选择性催化还原装置下游的第二温度,相比传感器测量的方式计算得到的第一温度和第二温度更为精确,进而可以精确地控制尿素喷射量。
132.2)、本技术的尿素喷射系统的控制装置,第一获取单元获取选择性催化还原装置的第一参量集,第一确定单元根据第一参量集构建第一关系式,根据第一关系式确定第一温度,第二获取单元获取选择性催化还原装置的第二参量集,第二确定单元根据第二参量集构建第二关系式,根据第二关系式确定第二温度,控制单元根据第一温度和第二温度确定尿素喷射量,并基于尿素喷射量控制尿素喷嘴喷射尿素。该方案中,通过构建的第一关系式,可以精确地计算选择性催化还原装置内部的第一温度,通过构建的第二关系式,可以精确地计算选择性催化还原装置下游的第二温度,相比传感器测量的方式计算得到的第一温度和第二温度更为精确,进而可以精确地控制尿素喷射量。
133.3)、本技术的尿素喷射系统,由于包括任一种上述的方法,该方法中首先获取选择性催化还原装置的第一参量集,之后根据第一参量集构建第一关系式,根据第一关系式确定第一温度,之后获取选择性催化还原装置的第二参量集,之后根据第二参量集构建第二关系式,根据第二关系式确定第二温度,最后根据第一温度和第二温度确定尿素喷射量,并基于尿素喷射量控制尿素喷嘴喷射尿素。该方案中,通过构建的第一关系式,可以精确地计算选择性催化还原装置内部的第一温度,通过构建的第二关系式,可以精确地计算选择性催化还原装置下游的第二温度,相比传感器测量的方式计算得到的第一温度和第二温度更为精确,进而可以精确地控制尿素喷射量。
134.以上所述仅为本技术的优选实施例而已,并不用于限制本技术,对于本领域的技术人员来说,本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。
技术特征:
1.一种尿素喷射系统的控制方法,其特征在于,所述尿素喷射系统包括尿素喷嘴和选择性催化还原装置,所述尿素喷嘴位于所述选择性催化还原装置的上游,所述方法包括:获取所述选择性催化还原装置的第一参量集,所述第一参量集中的参量是与所述选择性催化还原装置内部的第一温度有关的参量;根据所述第一参量集构建第一关系式,根据所述第一关系式确定所述第一温度,其中,所述第一关系式是所述第一温度与所述第一参量集的关系式;获取所述选择性催化还原装置的第二参量集,所述第二参量集中的参量是与所述选择性催化还原装置下游的第二温度有关的参量;根据所述第二参量集构建第二关系式,根据所述第二关系式确定所述第二温度,其中,所述第二关系式是所述第二温度与所述第二参量集的关系式;根据所述第一温度和所述第二温度确定尿素喷射量,并基于所述尿素喷射量控制所述尿素喷嘴喷射尿素。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一参量集包括以下至少之一:第一温度差值、第二温度差值、第三温度差值和第四温度差值,其中,所述第一温度差值是指所述选择性催化还原装置内部发生化学反应后的温度与发生化学反应前的温度的差值,所述第二温度差值是指所述选择性催化还原装置的上游的温度与下游的温度的差值,所述第三温度差值是指所述选择性催化还原装置内壁在传热前的温度与传热后的温度的差值,所述第四温度差值是指所述选择性催化还原装置内部的气体发生对流传热后的温度与发生对流传热前的温度的差值。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一关系式确定所述第一温度,包括:采用所述第一关系式:t
cell
=t
reac
+t
gas-cell
+t
wall-t
env
确定所述第一温度,其中,t
cell
表示所述第一温度,t
reac
表示所述第一温度差值,t
gas-cell
表示所述第二温度差值,t
wall
表示所述第三温度差值,t
env
表示所述第四温度差值。4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述获取所述选择性催化还原装置的第一参量集,包括:获取所述尿素喷嘴的排气热容值、所述尿素喷嘴的排气质量、所述选择性催化还原装置的上游的温度、所述选择性催化还原装置的下游的温度、所述选择性催化还原装置内部的催化剂的体积、所述选择性催化还原装置内部的催化剂的热容值、所述选择性催化还原装置内部的催化剂的密度和所述选择性催化还原装置内部的反应时间;根据所述尿素喷嘴的排气热容值、所述尿素喷嘴的排气质量、所述选择性催化还原装置的上游的温度、所述选择性催化还原装置的下游的温度、所述选择性催化还原装置内部的催化剂的体积、所述选择性催化还原装置内部的催化剂的热容值、所述选择性催化还原装置内部的催化剂的密度和所述选择性催化还原装置内部的反应时间构建子关系式;采用所述子关系式确定所述第二温度差值。5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述采用所述子关系式确定所述第二温度差值,包括:
采用所述子关系式:确定所述第二温度差值,其中,t
gas-cell
表示所述第二温度差值,c
exh
表示所述尿素喷嘴的排气热容值,m
exh
表示所述尿素喷嘴的排气质量,t
gas,us
表示所述选择性催化还原装置的上游的温度,t
gas,ds
表示所述选择性催化还原装置的下游的温度,v
cell
表示所述选择性催化还原装置内部的催化剂的体积,c
cell
表示所述选择性催化还原装置内部的催化剂的热容值,ρ
cell
表示所述选择性催化还原装置内部的催化剂的密度,t表示所述选择性催化还原装置内部的反应时间。6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述尿素喷射系统还包括温度传感器,所述温度传感器位于所述尿素喷嘴的上游,所述第二参量集包括以下至少之一:第三温度、排气温度变化量、第五温度差值和第六温度差值,其中,所述第三温度是所述温度传感器检测到的所述尿素喷嘴的上游的温度,所述排气温度变化量是指所述第一温度相对于所述第三温度的变化量;所述第五温度差值是指所述尿素喷嘴喷射尿素上游的温度与喷射尿素下游的温度的差值,所述第六温度差值是指所述选择性催化还原装置对尿素进行热解前的温度与热解后的温度的差值。7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据所述第二关系式确定所述第二温度,包括:采用所述第二关系式:t
gas,ds
=t
gas,us-ht
cell-t
dos-t
tran
确定所述第二温度,其中,t
gas,ds
表示所述第二温度,t
gas,us
表示所述第三温度,ht
cell
表示所述排气温度变化量,t
dos
表示所述第五温度差值,t
tran
表示所述第六温度差值。8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述获取所述选择性催化还原装置的第二参量集,包括:获取所述尿素喷嘴与所述选择性催化还原装置之间的距离、所述尿素喷嘴的长度与所述选择性催化还原装置的长度的长度总和、所述尿素喷嘴喷射尿素的时长、所述尿素喷嘴的初始尿素喷射量、排气流量和排气热容值,所述排气流量是指所述尿素喷嘴与所述选择性催化还原装置之间的排气流量;至少根据所述第一温度和所述第三温度确定所述排气温度变化量;至少根据所述距离、所述长度总和、所述时长、所述初始尿素喷射量、所述排气流量和所述排气热容值确定所述第五温度差值;至少根据所述距离、所述长度总和、所述时长、所述初始尿素喷射量、所述排气流量和所述排气热容值确定所述第六温度差值。9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述至少根据所述第一温度和所述第三温度确定所述排气温度变化量,包括:根据所述第一温度和所述第三温度构建第三关系式;根据所述第三关系式确定所述排气温度变化量。10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述根据所述第三关系式确定所述排气温度变化量,包括:获取第一修正系数,所述第一修正系数是根据所述长度总和确定的;根据所述第三关系式:ht
cell
=k1×
(t
gas,us-t
cell
)确定所述排气温度变化量,ht
cell
表示所述排气温度变化量,k1表示所述第一修正系数,t
gas,us
表示所述第三温度,t
cell
表示所述第
一温度。11.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述至少根据所述距离、所述长度总和、所述时长、所述初始尿素喷射量、所述排气流量和所述排气热容值确定所述第五温度差值,包括:获取外部环境温度、尿素溶液的热容值和第二修正系数,所述第二修正系数是根据所述尿素喷嘴在喷射尿素时对所述第二温度的影响程度确定的;根据所述距离、所述长度总和、所述时长、所述初始尿素喷射量、所述排气流量、所述排气热容值、所述外部环境温度、所述尿素溶液的热容值和所述第二修正系数构建第四关系式;根据所述第四关系式确定所述第五温度差值。12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述根据所述第四关系式确定所述第五温度差值,包括:根据所述第四关系式:确定所述第五温度差值,t
dos
表示所述第五温度差值,k2表示所述第二修正系数,t
gas,us
表示所述第三温度,t
air
表示所述外部环境温度,m
dos
表示所述初始尿素喷射量,c
urea
表示所述尿素溶液的热容值,mf
exh
表示所述排气流量,t表示所述时长,c
exh
表示所述排气热容值,d表示所述距离,l表示所述长度总和。13.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述至少根据所述距离、所述长度总和、所述时长、所述初始尿素喷射量、所述排气流量和所述排气热容值确定所述第六温度差值,包括:获取尿素溶液汽化的吸热值、第一温度差值和第三修正系数,所述吸热值是指单位质量的尿素溶液汽化所需要吸收的热量,所述第三修正系数是根据所述尿素喷嘴在喷射尿素时对所述第二温度的影响程度确定的;根据所述距离、所述长度总和、所述时长、所述初始尿素喷射量、所述排气流量、所述排气热容值、所述吸热值、所述第一温度差值和所述第三修正系数构建第五关系式;根据所述第五关系式确定所述第六温度差值。14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述根据所述第五关系式确定所述第六温度差值,包括:根据所述第五关系式:确定所述第六温度差值,t
tran
表示所述第六温度差值,k3表示所述第三修正系数,m
dos
表示所述初始尿素喷射量,r表示所述吸热值,c
exh
表示所述排气热容值,mf
exh
表示所述排气流量,t表示所述时长,t
reac
表示所述第一温度差值,d表示所述距离,l表示所述长度总和。15.根据权利要求1至14中任意一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一温度和所述第二温度确定尿素喷射量,包括:获取初始尿素喷射量;根据所述第一温度和所述第二温度确定修正因子;
基于所述修正因子,对所述初始尿素喷射量进行修正,得到所述尿素喷射量。16.一种尿素喷射系统的控制装置,其特征在于,所述尿素喷射系统包括尿素喷嘴和选择性催化还原装置,所述尿素喷嘴位于所述选择性催化还原装置的上游,所述控制装置包括:第一获取单元(100),用于获取所述选择性催化还原装置的第一参量集,所述第一参量集中的参量是与所述选择性催化还原装置内部的第一温度有关的参量;第一确定单元(200),用于根据所述第一参量集构建第一关系式,根据所述第一关系式确定所述第一温度;第二获取单元(300),用于获取所述选择性催化还原装置的第二参量集,所述第二参量集中的参量是与所述选择性催化还原装置下游的第二温度有关的参量;第二确定单元(400),用于根据所述第二参量集构建第二关系式,根据所述第二关系式确定所述第二温度;控制单元(500),用于根据所述第一温度和所述第二温度确定尿素喷射量,并基于所述尿素喷射量控制所述尿素喷嘴喷射尿素。17.一种尿素喷射系统,其特征在于,包括:尿素喷嘴(10)、选择性催化还原装置(11)和控制装置,所述尿素喷嘴(10)位于所述选择性催化还原装置(11)的上游,所述控制装置分别与所述尿素喷嘴(10)和所述选择性催化还原装置(11)通信,所述控制装置用于执行权利要求1至15中任意一项所述的方法。18.根据权利要求17所述的系统,其特征在于,所述尿素喷嘴(10)的上游还依次分布有第一氮氧传感器(12)、第一温度传感器(13)、氧化催化器(14)、第二温度传感器(15)、颗粒物捕集器(16)、第三温度传感器(17),所述尿素喷嘴(10)和所述选择性催化还原装置(11)之间还设置有混合器(18),所述尿素喷嘴(10)的下游还依次分布有氨逃逸捕集器(19)、第四温度传感器(20)和第二氮氧传感器(21)。
技术总结
本申请提供了一种尿素喷射系统的控制方法、控制装置和尿素喷射系统。该方法包括:获取选择性催化还原装置的第一参量集;根据第一参量集构建第一关系式,根据第一关系式确定第一温度;获取选择性催化还原装置的第二参量集;根据第二参量集构建第二关系式,根据第二关系式确定第二温度;根据第一温度和第二温度确定尿素喷射量,并基于尿素喷射量控制尿素喷嘴喷射尿素。该方案中,通过构建的第一关系式,可以精确地计算选择性催化还原装置内部的第一温度,通过构建的第二关系式,可以精确地计算选择性催化还原装置下游的第二温度,相比传感器测量的方式计算得到的第一温度和第二温度更为精确,进而可以精确地控制尿素喷射量。进而可以精确地控制尿素喷射量。进而可以精确地控制尿素喷射量。
技术研发人员:李俊佼 杨金鹏 解同鹏 陈茹 李兰菊
受保护的技术使用者:潍坊潍柴动力科技有限责任公司
技术研发日:2022.12.08
技术公布日:2023/6/7
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