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一种农机发动机后处理SCR系统尿素品质检测装置及方法
摘要: 一种农机发动机后处理SCR系统尿素品质检测装置及方法,所述装置包括:后处理SCR催化器、尿素罐、数据采集传感器网络和尿素浓度计算单元;所述后处理SCR催化器用于转化发动机排放的尾气中的NOx;所述尿素罐用于存储尿素水溶液;所述尿素浓度计算单元根据所述数据采集传感器网络测量的数据计算尿素浓度。本发明在SCR催化器上下游分别加装不同成分气体检测的传感器,并根据不...   查看全部>>
  • 专利类型:
    发明专利
  • 申请/专利号:
    CN201810726473.8
  • 申请日期:
    2018-07-04
  • 公开/公告号:
    CN110685784A
  • 公开/公告日:
    2020-01-14
  • 主分类号:
    F01N11/00(2006.01)  F  F01  F01N  F01N11 
  • 分类号:
    [F01N11/00(2006.01), F01N3/20(2006.01), F01N11/00, F01N3/20]
  • 申请/专利权人:
  • 发明/设计人:
  • 主申请人地址:
    200240 上海市闵行区东川路800号
  • 专利代理机构:
    北京中政联科专利代理事务所(普通合伙)
  • 代理人:
    苏杭
  • 国别省市代码:
    上海;31
  • 主权项:
    1.一种农机发动机后处理SCR系统尿素品质的检测装置,其特征在于,包括:后处理SCR催化器、尿素罐、数据采集传感器网络和尿素浓度计算单元; 所述后处理SCR催化器用于转化发动机排放的尾气中的NOx,降低NOx的排放含量; 所述尿素罐通过尿素喷嘴连接至所述后处理SCR催化器,用于存储尿素水溶液; 所述数据采集传感器网络包括发动机状态传感器、至少一个温度传感器和至少一个体积传感器; 所述尿素浓度计算单元根据所述数据采集传感器网络测量的数据计算尿素浓度。 2.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于,所述发动机状态传感器测量的参数包括以下至少一种:发动机转速、发动机扭矩、排气流量和排气温度。 3.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于,所述温度传感器包括尿素罐温度传感器和催化器上游温度传感器,用于测量所述尿素水溶液的温度。 4.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于,所述体积传感器包括催化器上游NOx传感器、催化器下游NOx传感器和催化器下游氨气传感器; 所述催化器上游NOx传感器用于测量催化器上游NOx的体积分数p1和O2的体积分数 所述催化器下游NOx传感器用于测量催化器下游NOx的体积分数p2和O2的体积分数 所述催化器下游氨气传感器用于测量催化器下游NH3的体积分数 5.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于,还包括尿素罐液位传感器,用于测量计算尿素水溶液在检测过程中消耗的总质量。 6.一种农机发动机后处理SCR系统尿素品质检测方法,其特征在于,包括如下步骤: 采集尿素水溶液的温度数据、发动机排气状态数据以及经后处理SCR催化器处理后的排气状态数据;所述发动机排气状态数据包括以下至少一种:发动机转速、发动机扭矩、排气流量和排气温度;经后处理SCR催化器处理后的排气状态数据包括以下至少一种:排气流量和排气温度; 建立数学计算假设和化学反应模型; 根据采集的数据和数学计算假设、化学反应模型计算尿素水溶液的浓度; 根据尿素水溶液的温度和浓度数据对所述尿素品质进行检测和评定。 7.根据权利要求6所述的检测方法,其特征在于,所述采集尿素水溶液的温度数据以及根据温度数据对所述尿素品质进行检测和评定包括: 分别设置尿素罐温度传感器和催化器上游温度传感器; 对所述温度传感器进行初始化设置; 通过所述温度传感器分别采集尿素罐中尿素水溶液的温度和催化器上游的尿素水溶液的温度; 通过所述采集的尿素水溶液的温度检测和评定所述尿素的品质。 8.根据权利要求6所述的检测方法,其特征在于,所述数学计算假设为: 发动机排放气体中NOx成分的摩尔量组成为:NO∶NO2=9∶1; 所述化学反应模型为: 氨气吸附/脱附反应: 标准SCR反应: 快速SCR反应: 吸附态氨气氧化反应: 9.根据权利要求8所述的检测方法,其特征在于, 尿素水溶液浓度c按照如下公式计算: 其中,m总为尿素水溶液的总质量,m尿素为检测过程中消耗的尿素CO(NH2)2的质量; m总=p×S×(h1-h2) (6) 其中,ρ为尿素水溶液的密度;S为尿素罐内腔的底面面积,h1为检测过程开始前尿素罐的液位,h2为检测过程结束后尿素罐的液位; m尿素=n尿素×M尿素 (7) 其中,M尿素是尿素的摩尔质量;n尿素是检测过程中消耗的尿素水溶液的溶质CO(NH2)2的摩尔量,按照下式计算: 其中,为氨气NH3的在检测过程中的总消耗摩尔量,按照如下公式计算: 其中,为用于降低氮氧化物排放的NH3摩尔量;为催化器内被氧化的NH3摩尔量;为催化器下游的NH3逃逸摩尔量。 10.根据权利要求9所述的检测方法,其特征在于,所述按照如下公式进行计算: 为催化器前后NOx转化的摩尔量; 为催化器内氧化NH3所消耗的O2的摩尔量; V1为发动机排气流量,为催化器下游氨气NH3的体积分数。
  • 法律状态:
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