本發(fā)明是關于發(fā)動機的設計制造領域，特別是關于一種一種降低氫氨發(fā)動機nh3排放的控制策略。

背景技術：

1、目前商用車主要以柴油機作為動力系統(tǒng)，柴油燃燒后產生大量的co2，co2雖然不是污染性氣體，但屬于溫室氣體。隨著溫室氣體越來越多，地球的氣溫越來越高，已經嚴重影響到人類的生活，減少溫室氣體排放迫在眉睫。為達成國家提出的碳達峰碳中和目標，目前商用車已開展低碳零碳內燃機研究。

2、低碳零碳內燃機有很多技術路線，其中氫和氨這兩種零碳燃料已成為研究的熱點。氫和氨都是可再生的資源，氫容易燃燒、不產生污染性氣體，但氫氣目前制造成本昂貴、運輸存儲難度大；氨目前已具備成熟的制造產業(yè)，存儲運輸便利，但氨很難燃燒，燃燒效率低。氫氨發(fā)動機剛好可以彌補這兩種燃料的缺點，用少量氫氣點火引燃氨氣，大量氨氣燃燒做功驅動車輛。

3、氨發(fā)動機的氨在氣缸內燃燒，氨無法全部與氧氣發(fā)生發(fā)應，會有一部分未燃燒的氨氣從氣缸排出。氨是一種污染性氣體，在目前執(zhí)行的國六法規(guī)有嚴格的排放要求，下一階段國七法規(guī)將要求更低的氨排放。如何降低nh3排放，是氫氨發(fā)動機商品化應用必須要解決的難題。

4、公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現(xiàn)有技術。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種降低氫氨發(fā)動機nh3排放的控制策略，其能夠有效地控制氨氣在氣缸內的氨未燃比例，有效地減少未燃燒的氨氣從氣缸排出。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種降低氫氨發(fā)動機nh3排放的控制策略，包括：實時監(jiān)控發(fā)動機的轉速、負荷、氣缸內壓力、進入到氣缸的空氣流量、氫氣噴射量、氨氣噴射量以及排氣溫度；根據發(fā)動機轉速、負荷從缸壓模型中計算出此時的缸內壓力最高值，根據催化器前傳感器檢測的排氣溫度從排氣模型計算出此時的缸內溫度最高值以及根據氫氣噴射量、按期噴射量和空氣流量計算此時的缸內空燃比；根據影響氨排放的特性建立未燃氨模型，并通過未燃氨模型計算此時的未燃氨比例；根據氨未燃比例的大小，識別出此時的氨排放風險；以及通過氨泄漏限制系數(shù)、理論空燃比以及空氣進氣量計算氫氨噴射量最大值，并用以約束氫氨總噴射量。

3、在一優(yōu)選的實施方式中，此時的缸內空燃比＝空氣流量/(氫氣噴射量+氨氣噴射量)。

4、在一優(yōu)選的實施方式中，此時的氨未燃比例＝a×此時的缸內空燃比+b×此時的缸內溫度最高值+c×此時的缸內壓力最高值，其中a、b、c為常數(shù)，能夠根據試驗數(shù)據擬合獲取。

5、在一優(yōu)選的實施方式中，此時的缸內空燃比對此時的氨未燃比例的影響最大，此時的缸內溫度最高值次之，此時的缸內壓力最高值最小。

6、在一優(yōu)選的實施方式中，此時的氨排放風險分為氨未燃比例很少、氨未燃比例少量、氨未燃比例中等或氨未燃比例高。

7、在一優(yōu)選的實施方式中，當急踩油門的瞬間，出現(xiàn)空燃比很少，氨未燃比例很高時，此時的氫氨噴射量最大值＝空氣進氣量/(理論空燃比×氨泄漏限制系數(shù))，其中，空氣進氣量為實時監(jiān)控輸出值，理論空燃比能夠依據當前的氨和氫噴射量通過化學反應方程式計算得出，氨泄漏限制系數(shù)的數(shù)值是基于發(fā)動機轉速和循環(huán)進氣量作為輸入條件，在發(fā)動機開發(fā)階段建立的氨泄露小的控制模型得出。

8、在一優(yōu)選的實施方式中，當出現(xiàn)燃燒條件很好，氨未燃比例很少時，維持當前燃燒控制。

9、在一優(yōu)選的實施方式中，如果識別到氨未燃比例少量，則對噴射角度進行修正，提前將氨氣噴射到氣缸內，讓氨氣與空氣有更長的時間混合，混合均勻利于氨氣的充分燃燒減少氨未燃比例。

10、在一優(yōu)選的實施方式中，如果識別到氨未燃比例中等，則調整氫氨噴射量的比例系數(shù)，減少氨氣噴射量增加氫氣噴射量，提升氫氣比例減少氨未燃比例，同時保證動力輸出不變不影響用戶駕駛。

11、在一優(yōu)選的實施方式中，如果識別到氨未燃比例高的瞬態(tài)加速工況，氨氫基于氫氨噴射量最大值進行噴射，避免出現(xiàn)空燃比很小導致大量氨泄露的情況。

12、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的降低氫氨發(fā)動機nh3排放的控制策略具有以下有益效果：一是根據氨氫發(fā)動機燃燒氨泄露的特性，基于壓力、溫度、空燃比建立未燃氨模型計算氨未燃的比例，實時識別出nh3排放的風險。二是建立氨泄漏限制系數(shù)，在空燃比很小氨未燃比例很大時，約束氨氫噴射量增大空燃比避免氨大量泄露。三是按照氣缸內氨未燃的風險，做出針對性的控制調整維持nh3較低排放水平。氨未燃非常少時維持原控制，氨未燃少量時提前氨噴射，氨未燃中等比例時提升氫氣占比，氨未燃大比例時限制氨氫最大噴射量。

技術特征：

1.一種降低氫氨發(fā)動機nh3排放的控制策略，其特征在于，包括：

2.如權利要求1所述的降低氫氨發(fā)動機nh3排放的控制策略，其特征在于，所述此時的缸內空燃比＝空氣流量/(氫氣噴射量+氨氣噴射量)。

3.如權利要求1所述的降低氫氨發(fā)動機nh3排放的控制策略，其特征在于，所述此時的氨未燃比例＝a×此時的缸內空燃比+b×此時的缸內溫度最高值+c×此時的缸內壓力最高值，其中a、b、c為常數(shù)，能夠根據試驗數(shù)據擬合獲取。

4.如權利要求3所述的降低氫氨發(fā)動機nh3排放的控制策略，其特征在于，所述此時的缸內空燃比對所述此時的氨未燃比例的影響最大，所述此時的缸內溫度最高值次之，所述此時的缸內壓力最高值最小。

5.如權利要求1所述的降低氫氨發(fā)動機nh3排放的控制策略，其特征在于，所述此時的氨排放風險分為氨未燃比例很少、氨未燃比例少量、氨未燃比例中等或氨未燃比例高。

6.如權利要求5所述的降低氫氨發(fā)動機nh3排放的控制策略，其特征在于，當急踩油門的瞬間，出現(xiàn)空燃比很少，氨未燃比例很高時，此時的所述氫氨噴射量最大值＝空氣進氣量/(理論空燃比×氨泄漏限制系數(shù))，其中，空氣進氣量為實時監(jiān)控輸出值，理論空燃比能夠依據當前的氨和氫噴射量通過化學反應方程式計算得出，氨泄漏限制系數(shù)的數(shù)值是基于發(fā)動機轉速和循環(huán)進氣量作為輸入條件，在發(fā)動機開發(fā)階段建立的氨泄露小的控制模型得出。

7.如權利要求5所述的降低氫氨發(fā)動機nh3排放的控制策略，其特征在于，當出現(xiàn)燃燒條件很好，氨未燃比例很少時，維持當前燃燒控制。

8.如權利要求5所述的降低氫氨發(fā)動機nh3排放的控制策略，其特征在于，如果識別到氨未燃比例少量，則對噴射角度進行修正，提前將氨氣噴射到氣缸內，讓氨氣與空氣有更長的時間混合，混合均勻利于氨氣的充分燃燒減少氨未燃比例。

9.如權利要求5所述的降低氫氨發(fā)動機nh3排放的控制策略，其特征在于，如果識別到氨未燃比例中等，則調整氫氨噴射量的比例系數(shù)，減少氨氣噴射量增加氫氣噴射量，提升氫氣比例減少氨未燃比例，同時保證動力輸出不變不影響用戶駕駛。

10.如權利要求5所述的降低氫氨發(fā)動機nh3排放的控制策略，其特征在于，如果識別到氨未燃比例高的瞬態(tài)加速工況，氨氫基于氫氨噴射量最大值進行噴射，避免出現(xiàn)空燃比很小導致大量氨泄露的情況。

技術總結
本發(fā)明公開了一種降低氫氨發(fā)動機NH<subgt;3</subgt;排放的控制策略，包括：實時監(jiān)控發(fā)動機的轉速、負荷、氣缸內壓力、進入到氣缸的空氣流量、氫氣噴射量、氨氣噴射量以及排氣溫度；根據發(fā)動機轉速、負荷從缸壓模型中計算出此時的缸內壓力最高值，根據催化器前傳感器檢測的排氣溫度從排氣模型計算出此時的缸內溫度最高值以及根據氫氣噴射量、氨氣噴射量和空氣流量計算此時的缸內空燃比；根據影響氨排放的特性建立未燃氨模型，并通過未燃氨模型計算此時的未燃氨比例；根據氨未燃比例的大小，識別出此時的氨排放風險；以及通過氨泄漏限制系數(shù)、理論空燃比以及空氣進氣量計算氫氨噴射量最大值，并用以約束氫氨總噴射量?？捎行У乜刂瓢睔庠跉飧變鹊陌蔽慈急壤?。

技術研發(fā)人員：王曉輝,林鐵堅,朱敏霖,何冠璋,朱萬冬,周承忠,蘇雪靜
受保護的技術使用者：廣西玉柴機器股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/10