[发明专利]一种Urea-SCR系统尿素结晶风险的在线诊断方法

说明书

一种Urea‑SCR系统尿素结晶风险的在线诊断方法，步骤如下：（1）对所有工况点的尿素喷射量、排气质量流量、SCR入口温度以及尿素结晶风险状态进行统计计算得到尿素结晶风险因子阈值R_C；（2）当实际尿素结晶风险因子R≥R_C时，此时系统存在尿素结晶风险，尿素结晶风险持续时间计数器开始计算结晶风险持续时间等效值T_D；（3）实际尿素结晶风险因子R＜80%R_C时，且T_C＞350℃时，系统进入结晶消除状态，此时尿素结晶风险持续时间计数器对结晶风险消除时间等效值T_R进行计算；（4）在线诊断模块以T_D+T_R的实时累积值作为系统风险等级的判断依据，累积值超过不同程度的标定限值时，系统报出不同程度的结晶风险等级。

技术领域

本发明涉及一种Urea-SCR系统尿素结晶风险的在线诊断方法，属机动车排放控制技术领域。

背景技术

发动机排气中含有氮氧化物这种有害物质(简称NO_x)，其主要成分是NO和NO₂。NO_x是发动机吸入气缸内的空气中的N₂和O₂在高温下的反应产物。发动机的排放法规对NO_x的排放量进行了限制，并且规定了不同程度的限值。

尿素选择性催化还原技术(简称Urea-SCR技术)是发动机控制NO_x排放的主要技术，该技术最常见的形式是：利用尿素水溶液分解产生氨气，并且在SCR催化器的作用下，氨气与NO_x发生选择性催化还原反应，生成氮气和水后排入大气，通过向柴油机的排气中喷入不同的尿素量，对NO_x的排放量实现有效控制。

图1为现有Urea-SCR系统结构示意图，尿素结晶(亦称尿素沉积物)是Urea-SCR系统在实际应用过程中面临的普遍问题，尿素结晶的积累会引起排气背压升高，催化剂工作效率降低，使得发动机经济性和排放特性变差，严重时甚至会堵塞排气管，导致发动机无法正常工作。

目前的车辆上并没有相应的传感器或检测装置能够监测到尿素结晶的发生，往往需要等到尿素结晶程度已经严重到影响车辆的动力性或排放特性后，尿素结晶问题才会被发现，而此时发动机已经在经济性和排放性不良的状态下运行了较长时间。

发明内容

本发明的目的是，为了在尿素结晶的初始阶段便能够监测到尿素结晶风险，实现预防Urea-SCR系统尿素结晶风险的目标，本发明提出一种Urea-SCR系统尿素结晶风险的在线诊断方法。

本发明实现的技术方案如下，一种Urea-SCR系统尿素结晶风险的在线诊断方法，步骤如下：

(1)通过目标发动机-后处理系统的台架尿素结晶风险试验得到包含高风险区域、临界区域和低风险区域的结晶风险分布图，并基于图中临界状态曲线的斜率得到尿素结晶风险因子阈值R_C；其中尿素喷射量与排气质量流量的比值作为结晶风险分布图的纵坐标轴，SCR入口温度作为结晶风险分布图的横坐标轴。