CN110132605B - 一种柴油机NOx比排放的快速检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于柴油机领域，具体是一种柴油机NOx比排放的快速检测方法，是应用在实际柴油车上针对柴油机尾气NOx比排放的快速检测。本发明方法中NOx比排放计算方法的输入信息是发动机的转速、氮氧化物体积浓度以及氧浓度，其中转速由转速传感器获取，氮氧化物体积浓度以及氧浓度由氮氧浓度传感器获取。同时该发明方法可以应用于电控以及非电控柴油机，是一套独立加装在柴油机上的计算系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种柴油机NOx比排放的快速检测方法，属于柴油机技术领域。
背景技术
本发明方法的核心内容是柴油机NOx比排放的快速检测方法。NOx比排放是柴油机氮氧化物排放的重要监测内容。但是目前氮氧浓度传感器直接测量的是氮氧化物的体积浓度。并且在台架实验上，其功率必须由测功机获得，排气流量必须由排气流量传感器获得，所以这些方法不适用于在实际柴油车上快速获得数据。因此，本专利方法中提出加装氮氧浓度传感器、转速传感器，并且结合发动机的信息来快速的获得柴油机的NOx比排放。
发明内容
本发明提出一种柴油机NOx比排放的快速检测方法，能够独立于柴油机通过转速、氮氧化物体积浓度以及氧浓度最计算出NOx比排放。
本发明的测试方法系统包括：氮氧浓度传感器，用于获取氮氧化物体积浓度以及氧浓度；转速传感器，用于获取转速信号；控制单元，该控制单元预存发动机100％负荷及10％负荷对应的进气量信息、发动机扭矩曲线信息。最终可以输出尾气中的氮氧化物质量浓度，排气量，转速，扭矩，功率以及NOx比排放的数值。
本发明的测试方法的核心内容之一在于确定发动机的排气流量，根据在对应转速下，氧浓度、转速与发动机进气量对应的关系，通过氮氧浓度传感器获取的氧浓度比确定发动机当前的进气量。在进气量确定之后，进气量等同为排气量。
本发明的测试方法的核心内容之二在于确定发动机的扭矩，根据在对应转速下，氧浓度、转速与发动机扭矩对应的关系，通过氮氧浓度传感器获取的氧浓度比确定发动机当前的扭矩比。在扭矩确定之后，通过扭矩与转速的乘积获得发动机功率。
发明具有以下特点：1、同时适用于电控与非电控柴油机。2、是一套加装本方法必要的传感器后能够独立的计算出柴油机NOx比排放的计算体系。
附图说明
图1是发明方法的计算结构原理图；
图2是发明方法的计算流程图；
图3是氧浓度比获取方法原理图；
图4是扭矩比获取方法原理图；
图5是进气量比获取方法原理图；
具体实施方式
如图1所示，一种柴油机NOx比排放的快速检测方法，是通过一个控制单元，一个转速传感器，一个氮氧浓度传感器来实现。
控制单元接收转速传感器信号，氮氧浓度传感器信号，并且读取已经预存在计算单元中的发动机100％负荷及10％负荷对应的进气量信息、发动机扭矩曲线信息。
假如柴油机处于100％负荷以及10％负荷工况下，通过氮氧浓度传感器可测量不同转速下对应的氧浓度值，如图3所示，在图3中显示了两条发动机氧浓度曲线(负荷 100％和负荷10％)。确定某一转速，且A、B两点的氧浓度值已知，此时使用氮氧浓度传感器测量实际的氧浓度值进行线性插值计算，得到在该转速下的氧浓度比。
上述计算出的氧浓度比即为在相同工况点下的进气量比，如下图4所示。图四中显示两条柴油机进气量曲线(负荷100％和负荷10％)。图中的A、B两点与图3处于相同位置，并且A、B两点的进气量已知，因此可以根据氧浓度比等于进气量比计算得到此时的发动机进气量，进气量等同为排气量。
控制单元接收氮氧浓度传感器的氧浓度信号C1，单位ppm；根据上式求出的发动机排气量Q通过下述公式计算尾气中的氧浓度m，单位mg/m3。
m＝C1*Q
上述计算出的氧浓度比即为在相同工况点下的扭矩比，如下图4所示。图四中显示两条柴油机扭矩曲线(负荷100％和负荷10％)。图中的A、B两点与图3处于相同位置，并且A、B两点的扭矩已知，因此可以根据氧浓度比等于扭矩比计算得到此时的发动机扭矩。
通过获取的发动机转速n以及上述计算得到的发动机扭矩Tf，通过下述公式可以计算出发动机的功率P，单位kw。
控制单元接收氮氧传感器的氧浓度信号C2，单位ppm；根据上式求出的发动机排气量Q通过下述公式计算尾气中的氧气质量浓度m1，单位mg/m3。
m1＝C2*Q
根据上述计算得出的尾气氮氧化物质量m1以及发动机的功率P，通过下述公式计算得出发动机的NOx比排放M，单位g/kwh。
M＝m1/P。
Claims (1)
1.一种柴油机NOx比排放的快速检测方法，其特征在于：根据转速传感器和氮氧化物传感器获取柴油机转速、氮氧化物体积浓度以及氧体积浓度相关信息，预先已知柴油机两个负荷对应的氧体积浓度、扭矩、进气量；在一个转速下，根据已知的负荷下的氧体积浓度，结合实际的氧体积浓度通过线性插值计算的方法得到氧体积浓度比，氧体积浓度比等价为扭矩比，进而根据两个负荷下对应的扭矩，获取当前的柴油机扭矩；氧体积浓度比等价为进气量比，进而根据两个负荷如对应的进气量，获取当前的柴油机进气量，进气量等价于排气量；根据排气量与氮氧化物的体积浓度相乘得到氮氧化物的质量浓度，获取的柴油机扭矩与柴油机转速相乘得到功率，之后再根据获取的氮氧化物质量浓度与柴油机功率相除得到柴油机的NOx比排放。
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