傳感器產(chǎn)生干擾的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于柴油機(jī)排氣后處理領(lǐng)域，具體涉及一種避免NH3交叉感應(yīng)對(duì)NOx傳感器產(chǎn)生干擾的系統(tǒng)及方法。
技術(shù)背景
[0002]柴油機(jī)相對(duì)于汽油機(jī)具有較高的燃油經(jīng)濟(jì)性和較低的CO2排放，由于柴油機(jī)常用工況處于富氧燃燒狀態(tài)，從而導(dǎo)致有較高的NOx排放，尿素型選擇性催化還原(Urea-SCR)技術(shù)被認(rèn)為是降低柴油機(jī)NOx排放最有前景的后處理技術(shù)之一。為滿(mǎn)足Urea-SCR系統(tǒng)精確控制和車(chē)載診斷功能，需要強(qiáng)制加入NOx傳感器以提供系統(tǒng)的反饋信息。
[0003]在國(guó)外，勵(lì)肩感器已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于以柴油機(jī)為動(dòng)力的SCR系統(tǒng)中，但NO x傳感器對(duì)NH3具有顯著的交叉感應(yīng)現(xiàn)象。該特性使得位于催化劑后端的NO x傳感器在出現(xiàn)NH 3逃逸時(shí)的讀數(shù)值偏高，閉環(huán)控制時(shí)導(dǎo)致系統(tǒng)噴入更多的尿素，進(jìn)而導(dǎo)致更多的冊(cè)13逃逸和更高的NOx傳感器讀數(shù)。目前常規(guī)方法是使用廠(chǎng)商提供的交叉感應(yīng)常數(shù)來(lái)補(bǔ)償NH3引起的NOx傳感器讀數(shù)誤差，但該常數(shù)會(huì)隨傳感器老化和環(huán)境因素的改變而變化。為了更好地解決NOx傳感器對(duì)NH3的交叉感應(yīng)現(xiàn)象，需要一種新的方法和系統(tǒng)來(lái)獲取精確的NO x體積分?jǐn)?shù)，以滿(mǎn)足Urea-SCR系統(tǒng)控制和車(chē)載診斷功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種避免NH3交叉感應(yīng)對(duì)NOx傳感器產(chǎn)生干擾的系統(tǒng)及方法，以改進(jìn)以往通過(guò)交叉感應(yīng)常數(shù)來(lái)估算NOx體積分?jǐn)?shù)方法的不足，使SCR催化轉(zhuǎn)換器后端感器能獲取更精確的NO x體積分?jǐn)?shù)。
[0005]本發(fā)明提供的一種避免NH3交叉感應(yīng)對(duì)NO x傳感器產(chǎn)生干擾的系統(tǒng)，包括排氣管、氨吸收罐、射流泵、空壓機(jī)、第一管道、第二管道和控制單元；
所述排氣管上自排氣入口端至排氣出口端依次設(shè)置有第一 NOx傳感器、尿素噴嘴、SCR催化轉(zhuǎn)換器、第二 NOx傳感器和小孔；
所述第一管道一端插入所述小孔內(nèi)，另一端伸入氨吸收罐內(nèi)，所述第二管道一端伸入所述氨吸收罐內(nèi)，另一端連接射流泵，所述第二管道兩端之間安裝有第三NOdf感器，所述射流泵連接空壓機(jī)；
所述第一 NOx傳感器、尿素噴嘴、第二 NO x傳感器、第三NO x傳感器均與控制單元連接。
[0006]上述方案中，所述氨吸收罐內(nèi)盛放有CuSO4溶液，其濃度為0.02g/mlo
[0007]上述方案中，所述第一管道、第二管道均為透明的特氟龍管。
[0008]第一 NOx傳感器和第二 NO ^專(zhuān)感器均通過(guò)螺紋孔與排氣管相連。
[0009]一種避免NH3交叉感應(yīng)對(duì)NO x傳感器產(chǎn)生干擾的方法，包括如下步驟:
步驟一:開(kāi)啟空壓機(jī)，調(diào)節(jié)射流泵的工作壓力，排氣經(jīng)第一管道進(jìn)入氨吸收罐內(nèi)，控制進(jìn)入氨吸收罐內(nèi)排氣流量為5L/min ；
第一 NOx傳感器測(cè)量原始排氣中的NO ,體積分?jǐn)?shù)，控制尿素噴嘴的噴射量；所述第二NOx傳感器測(cè)量SCR催化轉(zhuǎn)換器下游NO ,+JXNH3 (其中偽NOx傳感器的交叉感應(yīng)系數(shù))的體積分?jǐn)?shù)，第三NOx傳感器測(cè)量到的是SCR催化轉(zhuǎn)換器下游真實(shí)的NO ,體積分?jǐn)?shù)；
步驟二:氨吸收罐內(nèi)的CuSO4S液快速高效地吸收尾氣中的NH3,同時(shí)NO在溶液中的溶解度非常低，NO2在溶液中與水反應(yīng)生成的HNO 2在高于常溫時(shí)會(huì)快速分解放出NO而不影響N0x體積分?jǐn)?shù)；
步驟三:經(jīng)過(guò)氨吸收罐的排氣中的NH3被充分吸收，剩余氣體經(jīng)第二管道排出，同時(shí)第三NOx傳感器測(cè)量第二管道內(nèi)NO ,體積分?jǐn)?shù)；
步驟四:第三NOx傳感器將信息傳遞給控制單元，控制單元修正尿素噴嘴的噴射量，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
[0010]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明更好地解決了 NOJf感器的NH3交叉感應(yīng)特性對(duì)NOx傳感器讀數(shù)的影響，使柴油機(jī)在各工況運(yùn)行時(shí)均可獲得更精確的SCR催化劑后端的NOx傳感器讀數(shù)，避免了逃逸氨造成的SCR催化劑后端NOx傳感器讀數(shù)偏高，導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行尿素溶液噴射量的閉環(huán)控制；逃逸的冊(cè)13進(jìn)入氨吸收罐，能被氨吸收罐中的CuSO 4溶液充分吸收，避免了排入大氣中造成環(huán)境污染，同時(shí)CuSO4溶液對(duì)NO ,體積分?jǐn)?shù)的影響非常小，且氨吸收罐中的CuSO4溶液可定期更換；N0 x傳感器2和NO x傳感器3同時(shí)存在，可有效監(jiān)測(cè)NH 3逃逸情況，同時(shí)也可通過(guò)對(duì)比NOx傳感器2和NO x傳感器3讀數(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)CuSO 4溶液是否飽和；本發(fā)明的一種排除感器的NH3交叉感應(yīng)實(shí)現(xiàn)SCR閉環(huán)控制的系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，成本低，可在Urea-SCR系統(tǒng)降低柴油機(jī)NOx排放領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是一種避免NH3交叉感應(yīng)對(duì)NOx傳感器產(chǎn)生干擾的系統(tǒng)示意圖。
[0012]圖中:100、排氣管;101、第一 NOx傳感器;102、尿素噴嘴;103、SCR催化轉(zhuǎn)換器；104、第二 NOx傳感器；105、氨吸收罐；106、第三NO x傳感器；107、射流泵；108、空壓機(jī)；109、小孔；110、第一管道；111、第二管道。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。
[0014]如圖1所示，一種避免NH3交叉感應(yīng)對(duì)NO x傳感器產(chǎn)生干擾的系統(tǒng)，包括排氣管100、氨吸收罐105、射流泵107、空壓機(jī)108、第一管道110、第二管道111和控制單元；所述排氣管100上自排氣入口端至排氣出口端依次設(shè)置有第一 NOx傳感器101、尿素噴嘴102、SCR催化轉(zhuǎn)換器103、第二 NOx傳感器104和小孔109 ；
所述第一管道110 —端插入所述小孔109內(nèi)，另一端伸入氨吸收罐105內(nèi)，所述第二管道111 一端伸入所述氨吸收罐105內(nèi)，另一端連接射流泵107，所述第二管道111兩端之間安裝有第三NOx傳感器106，所述射流泵107連接空壓機(jī)108 ；
所述第一 NOx傳感器101、尿素噴嘴102、第二 NOx傳感器104、第三NOx傳感器(106)均與控制單元連接。所述氨吸收罐(105)內(nèi)盛放有CuSO4溶液，其濃度為0.02g/mlo CuSO4S液液位控制在標(biāo)記最低點(diǎn)和標(biāo)記最高點(diǎn)之間。溶液過(guò)少時(shí)吸收效果差，且易消耗完；溶液過(guò)多會(huì)被抽到顯^專(zhuān)感器測(cè)量塊內(nèi)，造成第三NOx傳感器106損壞。所述第一管道110、第二管道111均為透明的特氟龍管，其具有熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性好、管內(nèi)壁不粘附雜質(zhì)、對(duì)NOx體積分?jǐn)?shù)無(wú)影響等優(yōu)點(diǎn)。
[0015]一種避免NH3交叉感應(yīng)對(duì)NO x傳感器產(chǎn)生干擾的方法，包括如下步驟:
步驟一:開(kāi)啟空壓機(jī)108，調(diào)節(jié)射流泵107的工作壓力，排氣經(jīng)第一管道110進(jìn)入氨吸收罐105內(nèi)，控制進(jìn)入氨吸收罐105內(nèi)排氣流量為5L/min ；
第一 NOx傳感器101測(cè)量原始排氣中的NO ,體積分?jǐn)?shù)，控制尿素噴嘴102的噴射量；所述第二 NOx傳感器104測(cè)量SCR催化轉(zhuǎn)換器103下游NO ,+JXNH3 (其中偽NOx傳感器的交叉感應(yīng)系數(shù))的體積分?jǐn)?shù)，第三NOx傳感器測(cè)量到的是SCR催化轉(zhuǎn)換器下游真實(shí)的NO ,體積分?jǐn)?shù)；
步驟二:氨吸收罐105內(nèi)的CuSO4S液快速高效地吸收尾氣中的NH3，同時(shí)NO在溶液中的溶解度非常低，NO2在溶液中與水反應(yīng)生成的HNO 2在高于常溫時(shí)會(huì)快速分解放出NO而不影響N0x體積分?jǐn)?shù)；
步驟三:經(jīng)過(guò)氨吸收罐105的排氣中的NH3被充分吸收，剩余氣體經(jīng)第二管道111排出，同時(shí)第三NOx傳感器106測(cè)量第二管道內(nèi)NO ,體積分?jǐn)?shù)；通過(guò)吸收排氣中的NH3使得第三NOx傳感器106讀數(shù)更精確；
步驟四:第三NOx傳感器106將信息傳遞給控制單元，控制單元修正尿素噴嘴102的噴射量，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
[0016]所述實(shí)施例為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見(jiàn)的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種避免NH 3交叉感應(yīng)對(duì)NO x傳感器產(chǎn)生干擾的系統(tǒng)，其特征在于，包括排氣管(100)、氨吸收罐(105)、射流泵(107)、空壓機(jī)(108)、第一管道(110)、第二管道(111)和控制單元； 所述排氣管(100)上自排氣入口端至排氣出口端依次設(shè)置有第一 NOx傳感器(101)、尿素噴嘴(102)、SCR催化轉(zhuǎn)換器(103)、第二 NOx傳感器(104)和小孔(109); 所述第一管道(110)—端插入所述小孔(109)內(nèi)，另一端伸入氨吸收罐(105)內(nèi)，所述第二管道(111) 一端伸入所述氨吸收罐(105)內(nèi)，另一端連接射流泵(107)，所述第二管道(111)兩端之間安裝有第三NOx傳感器(106)，所述射流泵(107)連接空壓機(jī)(108); 所述第一 NOx傳感器(101)、尿素噴嘴(102)、第二 NO x傳感器(104)、第三NO x傳感器(106)均與控制單元連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種避免NH3交叉感應(yīng)對(duì)NO x傳感器產(chǎn)生干擾的系統(tǒng)，其特征在于，所述氨吸收罐(105)內(nèi)盛放有CuSO4溶液，其濃度為0.02g/mlo3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種避免NH3交叉感應(yīng)對(duì)NO x傳感器產(chǎn)生干擾的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一管道(110 )、第二管道(111)均為透明的特氟龍管。4.一種避免NH 3交叉感應(yīng)對(duì)NO x傳感器產(chǎn)生干擾的方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一:開(kāi)啟空壓機(jī)(108)，調(diào)節(jié)射流泵(107)的工作壓力，排氣經(jīng)第一管道(110)進(jìn)入氨吸收罐(105)內(nèi)，控制進(jìn)入氨吸收罐(105)內(nèi)排氣流量為5L/min ； 第一 NOx傳感器(101)測(cè)量原始排氣中的NO ,體積分?jǐn)?shù)，控制尿素噴嘴(102)的噴射量；所述第二 NOx傳感器(104)測(cè)量SCR催化轉(zhuǎn)換器(103)下游NO ,+JXNH3 iK% NOx傳感器的交叉感應(yīng)系數(shù))的體積分?jǐn)?shù)，第三NOx傳感器測(cè)量到的是SCR催化轉(zhuǎn)換器下游真實(shí)的NO ,體積分?jǐn)?shù)； 步驟二:氨吸收罐(105 )內(nèi)的CuSO4溶液快速高效地吸收尾氣中的NH 3，同時(shí)NO在溶液中的溶解度非常低，NO2在溶液中與水反應(yīng)生成的HNO 2在高于常溫時(shí)會(huì)快速分解放出NO而不影響N0x體積分?jǐn)?shù)； 步驟三:經(jīng)過(guò)氨吸收罐(105)的排氣中的NH3被充分吸收，剩余氣體經(jīng)第二管道(111)排出，同時(shí)第三NOx傳感器(106)測(cè)量第二管道內(nèi)NO ,體積分?jǐn)?shù)； 步驟四:第三NOx傳感器(106)將信息傳遞給控制單元，控制單元修正尿素噴嘴(102)的噴射量，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
【專(zhuān)利摘要】一種避免NH3交叉感應(yīng)對(duì)NOx傳感器產(chǎn)生干擾的系統(tǒng)及方法，包括排氣管、氨吸收罐、射流泵、空壓機(jī)、第一管道、第二管道和控制單元；所述排氣管上自排氣入口端至排氣出口端依次設(shè)置有第一NOx傳感器、尿素噴嘴、SCR催化轉(zhuǎn)換器、第二NOx傳感器和小孔；第一管道一端插入小孔內(nèi)，另一端伸入氨吸收罐內(nèi)，第二管道一端伸入氨吸收罐內(nèi)，另一端連接射流泵，第二管道兩端之間安裝有第三NOx傳感器，射流泵連接空壓機(jī)；第一NOx傳感器、尿素噴嘴、第二NOx傳感器、第三NOx傳感器均與控制單元連接。改進(jìn)以往通過(guò)交叉感應(yīng)常數(shù)來(lái)估算NOx體積分?jǐn)?shù)方法的不足，使SCR催化轉(zhuǎn)換器后端NOx傳感器能獲取更精確的NOx體積分?jǐn)?shù)。
【IPC分類(lèi)】F01N11/00, F01N3/28
【公開(kāi)號(hào)】CN104912637
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510298033
【發(fā)明人】王軍, 唐煒, 李超, 王興華, 何濤
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年6月3日