CN114151172B - 一种保护尿素喷射系统的控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种保护尿素喷射系统的控制方法及装置，属于发动机后处理技术领域，方法包括：当尿素喷射系统完成预注后，判断是否同时满足下述条件：1)尿素喷射系统完成尿素溶液预注；2)尿素喷射系统未收到喷射请求；3)SCR入口排气温度大于预注温度且达到设定值；4)SCR入口排气流量大于预注流量且达到设定值；5)SCR入口NOx浓度大于预注浓度且达到设定值；6)距离上次尿素溶液吹扫时间大于设定值。若是则计时器开始计时，并计时器时长达到设定值，则触发尿素喷射系统的吹扫功能。本申请避免并解决了尿素喷射系统预注后频繁吹扫动作，导致后处理器内出现尿素分解不完全，在后处理器排气管壁面或催化器内形成结晶的问题。
Description
技术领域
本申请涉及发动机后处理器技术领域，特别涉及一种保护尿素喷射系统的控制方法及装置。
背景技术
目前大气污染日益严重，其中使用柴油机做动力的汽车是一个重要污染源。为了保护环境，世界各国相继出台了控制汽车尾气排放的相关法规，越来越严格的排放法规使得单纯的机内净化技术很难满足法规要求，必须依靠机外后处理技术予以辅助。
相关技术中，目前主要技术路线就是采用尿素选择性催化还原技术(简称Urea-SCR技术)是发动机控制NOx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NOx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NOx的排放量实现有效控制。
但是，采用尿素选择性催化还原技术在应用过程中存在尿素喷嘴结晶的问题，当车辆运行在长下坡工况时，因为发动机没有产生Nox排放，此时尿素喷射系统不需要喷射尿素，而由于尿素喷射系统已经完成了预注，尿素溶液停留在喷嘴处，因为喷嘴处的温度比较高，会导致尿素溶液蒸发形成尿素固体，堵塞尿素喷嘴。
尿素喷嘴堵塞后尿素喷射系统无法正常的将尿素喷入到排气管中，这样会导致排放超标，根据国六法规的要求，排放超标后会导致车辆限扭甚至限速，严重影响车辆运行，从而增加售后赔偿和降低产品在司机中的口碑。
为了解决上述尿素喷射系统完成了预注，尿素溶液蒸发形成尿素固体，堵塞尿素喷嘴的问题。相关技术采用当尿素喷射系统没有收到尿素喷射请求达到一定时间后，尿素喷射系统则将尿素喷嘴和尿素管路中的尿素全部吹扫到后处理器中，避免尿素溶液长时间停留在尿素喷嘴处，高温蒸发结晶后堵塞尿素喷嘴。若简单的采用上述没有喷射请求就进行吹扫会导致吹扫和预注状态频繁切换的问题。
为了满足排放法规要求，尿素泵会在达到预注条件完成预注，预注温度低于喷射温度。车辆若是运行在中低负荷工况，排气温度在预注温度和喷射温度之间，因为尿素喷射系统达到预注温度了，尿素泵会进行预注，将尿素充满管路和尿素喷嘴。由于排气温度未达到喷射温度，则没有尿素喷射量的需求，根据上述技术要求，由于长时间未达到喷射温度，则尿素喷射系统会将尿素溶液全部吹扫到后处理器内，确保管路和尿素喷嘴内没有尿素，避免尿素结晶堵塞尿素喷嘴。
尿素喷射系统吹扫完以后，因为排气温度大于预注温度，则尿素泵会再次进行预注，进而因为没有喷射请求尿素喷射系统再次触发吹扫，这就会导致尿素喷射系统频繁反复的进行预注和吹扫动作。尿素喷射系统频繁的预注和吹扫动作会导致大量的尿素溶液喷入后处理器内部。
吹扫进入后处理器内部的尿素溶液需要吸收排气的热量，当排气温度低时，会出现尿素分解不完全，而在排气管壁面或催化器内形成结晶，如果结晶严重还会产生结石，造成尿素流动通道堵塞，导致尿素消耗量增加、转化效率降低等，甚至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。
发明内容
本申请实施例提供一种保护尿素喷射系统的控制方法及装置，以解决相关技术中尿素喷射系统频繁的预注和吹扫动作会导致大量的尿素喷入后处理器内部，导致后处理器结晶的问题。
本申请实施例第一方面提供了一种保护尿素喷射系统的控制方法，所述方法包括以下步骤：
尿素喷射系统满足预注条件后，尿素喷射系统进行预注，以使尿素泵内部、尿素管路内部和尿素喷嘴内部均充满尿素溶液；
若同时满足以下条件则计时器开始计时，否则计时器重置为0:
1)尿素喷射系统完成尿素溶液预注；
2)尿素喷射系统未收到喷射请求；
3)SCR入口排气温度大于预注温度且达到设定值；
4)SCR入口排气流量大于预注流量且达到设定值；
5)SCR入口NOx浓度大于预注浓度且达到设定值；
6)距离上次尿素溶液吹扫时间大于设定值；
计时器时长达到设定值，则触发尿素喷射系统的吹扫功能，将尿素泵内部尿素溶液、尿素管路内部尿素溶液和尿素喷嘴内部尿素溶液全部吹扫至后处理器中。
在一些实施例中：所述SCR入口排气温度为160℃-250℃。
在一些实施例中：所述SCR入口排气流量为100-1600kg/h。
在一些实施例中：所述SCR入口NOx浓度为50-1000ppm。
在一些实施例中：所述距离上次尿素溶液吹扫时间为10-40min。
在一些实施例中：所述计时器时长为100-1000s。
在一些实施例中：所述尿素喷射系统为空气辅助式尿素喷射系统。
本申请实施例第二方面提供了一种保护尿素喷射系统的控制装置，所述装置包括：
尿素喷射系统，所述尿素喷射系统满足预注条件后，尿素喷射系统进行预注，以使尿素泵内部、尿素管路内部和尿素喷嘴内部均充满尿素溶液；
监测模块，所述监测模块当同时满足以下条件则计时器开始计时，否则计时器重置为0:
1)尿素喷射系统完成尿素溶液预注；
2)尿素喷射系统未收到喷射请求；
3)SCR入口排气温度大于预注温度且达到设定值；
4)SCR入口排气流量大于预注流量且达到设定值；
5)SCR入口NOx浓度大于预注浓度且达到设定值；
6)距离上次尿素溶液吹扫时间大于设定值；
吹扫模块，所述吹扫模块用于当计时器时长达到设定值，则触发尿素喷射系统的吹扫功能，将尿素泵内部尿素溶液、尿素管路内部尿素溶液和尿素喷嘴内部尿素溶液全部吹扫至后处理器中。
在一些实施例中：所述尿素喷射系统为空气辅助式尿素喷射系统。
在一些实施例中：所述监测模块包括控制器，以及与控制器连接并安装在后处理器中的用于检测SCR入口排气温度的温度传感器、用于检测SCR入口排气流量的流量传感器和用于检测SCR入口NOx浓度的气体浓度传感器。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
本申请实施例提供了一种保护尿素喷射系统的控制方法及装置，由于本申请的控制方法首先尿素喷射系统满足预注条件后，尿素喷射系统进行预注，以使尿素泵内部、尿素管路内部和尿素喷嘴内部均充满尿素溶液；其次若同时满足以下条件则计时器开始计时，否则计时器重置为0:1)尿素喷射系统完成尿素溶液预注；2)尿素喷射系统未收到喷射请求；3)SCR入口排气温度大于预注温度且达到设定值；4)SCR入口排气流量大于预注流量且达到设定值；5)SCR入口NOx浓度大于预注浓度且达到设定值；6)距离上次尿素溶液吹扫时间大于设定值；最后计时器时长达到设定值，则触发尿素喷射系统的吹扫功能，将尿素泵内部尿素溶液、尿素管路内部尿素溶液和尿素喷嘴内部尿素溶液全部吹扫至后处理器中。
因此，本申请的控制方法当尿素喷射系统完成预注后，判断是否满足下述条件：尿素喷射系统完成尿素溶液预注；2)尿素喷射系统未收到喷射请求；3)SCR入口排气温度大于预注温度且达到设定值；4)SCR入口排气流量大于预注流量且达到设定值；5)SCR入口NOx浓度大于预注浓度且达到设定值；6)距离上次尿素溶液吹扫时间大于设定值。若是则计时器开始计时，并计时器时长达到设定值，则触发尿素喷射系统的吹扫功能。本申请避免并解决了尿素喷射系统预注后频繁吹扫动作，导致后处理器内出现尿素分解不完全，在后处理器排气管壁面或催化器内形成结晶的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例的尿素喷射系统的结构示意图；
图2为本申请实施例的监测模块的结构框图；
图3为本申请实施例的方法流程图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种保护尿素喷射系统的控制方法及装置，其能解决相关技术中尿素喷射系统频繁的预注和吹扫动作会导致大量的尿素喷入后处理器内部，导致后处理器结晶的问题。
参见图1至图3所示，所示，本申请实施例第一方面提供了一种保护尿素喷射系统的控制方法，所述方法包括以下步骤：
步骤101，尿素喷射系统满足预注条件后，尿素喷射系统进行尿素溶液的预注，预先使尿素罐内的尿素溶液充满尿素泵内部、尿素管路内部和尿素喷嘴内部，为尿素喷射系统收到尿素喷射指令时向后处理器喷射尿素提供条件。本申请实施例的尿素喷射系统优选但不限于为空气辅助式尿素喷射系统，尿素喷射系统既可实现尿素溶液的预注、喷射，还能将尿素泵内部尿素溶液、尿素管路内部尿素溶液和尿素喷嘴内部尿素溶液全部吹扫至后处理器中。
步骤102，若同时满足以下条件则计时器开始计时，否则计时器重置为0:
1)尿素喷射系统完成尿素溶液预注，尿素喷射系统完成尿素溶液预注为触发尿素喷射系统吹扫动作提供准备；当需要尿素喷射系统需要触发吹扫动作时即可将尿素泵内部尿素溶液、尿素管路内部尿素溶液和尿素喷嘴内部尿素溶液全部吹扫至后处理器中。
2)尿素喷射系统未收到喷射请求，尿素喷射系统未收到喷射请求的工况包括长下坡工况、SCR入口排气温度小于起喷温度、催化剂内部的储氨量大于设定值、发动机怠速等工况。此时尿素喷嘴处充满了尿素溶液，而尿素喷嘴处的温度大于100℃，尿素喷嘴处的尿素溶液长时间不喷射会发生蒸发形成尿素固体，导致堵塞尿素喷嘴，进而报出故障，无法喷射尿素会导致尾气中的NOx排放超标，进而导致车辆限扭限速，影响车辆运行。
3)SCR入口排气温度大于预注温度且达到设定值；本申请实施例的SCR入口排气温度为160℃-250℃，SCR入口排气温度进一步优选为200℃甚至更高，防止尿素喷射系统在SCR入口排气温度未达到200℃时尿素喷射系统进行吹扫，尿素喷射系统进行吹扫尿素溶液进一步降低了SCR入口排气温度，导致尿素分解不完全。例如冬季环境温度低，排气温度难以上升，特别是城市和城郊工况，较难满足喷射条件，出现尿素消耗比较少的现象，长时间不喷射导致尿素喷头结晶，若尿素喷射系统频繁的吹扫又导致了排气管壁面或催化器内形成结晶的问题。
尿素分解的温度为160℃，若SCR入口排气温度没有达到160℃，尿素喷射系统频繁吹扫进入后处理器内的尿素溶液会出现尿素分解不完全的问题，而在排气管壁面或催化器内形成结晶，如果结晶严重还会产生结石，造成尿素流动通道堵塞，导致尿素消耗量增加、转化效率降低等，甚至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。
4)SCR入口排气流量大于预注流量且达到设定值；SCR入口排气流量大于预注流量且达到设定值防止尿素喷射系统在SCR入口排气流量较低时进行吹扫，本申请实施例SCR入口排气流量为100-1600kg/h。若SCR入口排气流量低于100-1600kg/h，反映出发动机在低负荷状态下运行，发动机在低负荷状态下运行SCR入口排气温度没有达到设定值，频繁吹扫进入后处理器内的尿素溶液会出现尿素分解不完全，而在排气管壁面或催化器内形成结晶，如果结晶严重还会产生结石，造成尿素流动通道堵塞。
5)SCR入口NOx浓度大于预注浓度且达到设定值；SCR入口NOx浓度大于预注浓度且达到设定值防止尿素喷射系统在SCR入口NOx浓度较低时进行吹扫，本申请实施例SCR入口NOx浓度为50-1000ppm。若SCR入口NOx浓度低于50-1000ppm，反映出发动机在低负荷状态下运行，发动机在低负荷状态下运行SCR入口排气温度没有达到设定值，频繁吹扫进入后处理器内的尿素溶液会出现尿素分解不完全，而在排气管壁面或催化器内形成结晶，如果结晶严重还会产生结石，造成尿素流动通道堵塞。
6)距离上次尿素溶液吹扫时间大于设定值；距离上次尿素溶液吹扫时间大于设定值为了避免尿素喷射系统频发的吹扫预注，本申请实施例距离上次尿素溶液吹扫时间为10-40min，距离上次尿素溶液吹扫时间进一步优选为30min，本次吹扫距离上次尿素溶液吹扫时间间隔为30min不会导致尿素喷嘴处的尿素溶液发生蒸发形成尿素固体，堵塞尿素喷嘴。
步骤103，当上述六个条件全部满足时且计时器时长达到设定值，计时器时长优选为100-1000s，计时器时长进一步优选为300s，则触发尿素喷射系统的吹扫功能，将尿素泵内部尿素溶液、尿素管路内部尿素溶液和尿素喷嘴内部尿素溶液全部吹扫至后处理器中。当步骤103完成吹扫动作时再返回步骤101循环预注和吹扫作业。
本申请实施例的控制方法当尿素喷射系统完成预注后，判断是否满足下述条件：尿素喷射系统完成尿素溶液预注；2)尿素喷射系统未收到喷射请求；3)SCR入口排气温度大于预注温度且达到设定值；4)SCR入口排气流量大于预注流量且达到设定值；5)SCR入口NOx浓度大于预注浓度且达到设定值；6)距离上次尿素溶液吹扫时间大于设定值。若是则计时器开始计时，并计时器时长达到设定值，则触发尿素喷射系统的吹扫功能。本申请避免并解决了尿素喷射系统预注后频繁吹扫动作，导致后处理器内出现尿素分解不完全，在后处理器排气管壁面或催化器内形成结晶的问题。
参见图1和图2所示，本申请实施例第二方面提供了一种保护尿素喷射系统的装置，该装置包括：
尿素喷射系统，该尿素喷射系统满足预注条件后，尿素喷射系统进行预注，以使尿素泵内部、尿素管路内部和尿素喷嘴内部均充满尿素溶液，为尿素喷射系统收到尿素喷射指令时向后处理器喷射尿素提供条件。本申请实施例的尿素喷射系统优选但不限于为空气辅助式尿素喷射系统，尿素喷射系统既可实现尿素溶液的预注、喷射，还能将尿素泵内部尿素溶液、尿素管路内部尿素溶液和尿素喷嘴内部尿素溶液全部吹扫至后处理器中。
监测模块，该监测模块包括控制器，以及与控制器连接并安装在后处理器中的用于检测SCR入口排气温度的温度传感器、用于检测SCR入口排气流量的流量传感器和用于检测SCR入口NOx浓度的气体浓度传感器。监测模块同时获取并满足以下条件则计时器开始计时，否则计时器重置为0:
1)尿素喷射系统完成尿素溶液预注，尿素喷射系统完成尿素溶液预注为触发尿素喷射系统吹扫动作提供准备；当需要尿素喷射系统需要触发吹扫动作时即可将尿素泵内部尿素溶液、尿素管路内部尿素溶液和尿素喷嘴内部尿素溶液全部吹扫至后处理器中。
2)尿素喷射系统未收到喷射请求，尿素喷射系统未收到喷射请求的工况包括长下坡工况、SCR入口排气温度小于起喷温度、催化剂内部的储氨量大于设定值、发动机怠速等工况。此时尿素喷嘴处充满了尿素溶液，而尿素喷嘴处的温度大于100℃，尿素喷嘴处的尿素溶液长时间不喷射会发生蒸发形成尿素固体，导致堵塞尿素喷嘴，进而报出故障，无法喷射尿素会导致尾气中的NOx排放超标，进而导致车辆限扭限速，影响车辆运行。
3)SCR入口排气温度大于预注温度且达到设定值；本申请实施例的SCR入口排气温度为160℃-250℃，SCR入口排气温度进一步优选为200℃甚至更高，防止尿素喷射系统在SCR入口排气温度未达到200℃时尿素喷射系统进行吹扫，尿素喷射系统进行吹扫尿素溶液进一步降低了SCR入口排气温度，导致尿素分解不完全。例如冬季环境温度低，排气温度难以上升，特别是城市和城郊工况，较难满足喷射条件，出现尿素消耗比较少的现象，长时间不喷射导致尿素喷头结晶，若尿素喷射系统频繁的吹扫又导致了排气管壁面或催化器内形成结晶的问题。
尿素分解的温度为160℃，若SCR入口排气温度没有达到160℃，尿素喷射系统频繁吹扫进入后处理器内的尿素溶液会出现尿素分解不完全的问题，而在排气管壁面或催化器内形成结晶，如果结晶严重还会产生结石，造成尿素流动通道堵塞，导致尿素消耗量增加、转化效率降低等，甚至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。
4)SCR入口排气流量大于预注流量且达到设定值；SCR入口排气流量大于预注流量且达到设定值防止尿素喷射系统在SCR入口排气流量较低时进行吹扫，本申请实施例SCR入口排气流量为100-1600kg/h。若SCR入口排气流量低于100-1600kg/h，反映出发动机在低负荷状态下运行，发动机在低负荷状态下运行SCR入口排气温度没有达到设定值，频繁吹扫进入后处理器内的尿素溶液会出现尿素分解不完全，而在排气管壁面或催化器内形成结晶，如果结晶严重还会产生结石，造成尿素流动通道堵塞。
5)SCR入口NOx浓度大于预注浓度且达到设定值；SCR入口NOx浓度大于预注浓度且达到设定值防止尿素喷射系统在SCR入口NOx浓度较低时进行吹扫，本申请实施例SCR入口NOx浓度为50-1000ppm。若SCR入口NOx浓度低于50-1000ppm，反映出发动机在低负荷状态下运行，发动机在低负荷状态下运行SCR入口排气温度没有达到设定值，频繁吹扫进入后处理器内的尿素溶液会出现尿素分解不完全，而在排气管壁面或催化器内形成结晶，如果结晶严重还会产生结石，造成尿素流动通道堵塞。
6)距离上次尿素溶液吹扫时间大于设定值；距离上次尿素溶液吹扫时间大于设定值为了避免尿素喷射系统频发的吹扫预注，本申请实施例距离上次尿素溶液吹扫时间为10-40min，距离上次尿素溶液吹扫时间进一步优选为30min，本次吹扫距离上次尿素溶液吹扫时间间隔为30min不会导致尿素喷嘴处的尿素溶液发生蒸发形成尿素固体，堵塞尿素喷嘴。
吹扫模块，该吹扫模块用于当计时器时长达到设定值，则触发尿素喷射系统的吹扫功能，将尿素泵内部尿素溶液、尿素管路内部尿素溶液和尿素喷嘴内部尿素溶液全部吹扫至后处理器中。
工作原理
本申请实施例提供了一种保护尿素喷射系统的控制方法及装置，由于本申请的控制方法首先尿素喷射系统满足预注条件后，尿素喷射系统进行预注，以使尿素泵内部、尿素管路内部和尿素喷嘴内部均充满尿素溶液；其次若同时满足以下条件则计时器开始计时，否则计时器重置为0:1)尿素喷射系统完成尿素溶液预注；2)尿素喷射系统未收到喷射请求；3)SCR入口排气温度大于预注温度且达到设定值；4)SCR入口排气流量大于预注流量且达到设定值；5)SCR入口NOx浓度大于预注浓度且达到设定值；6)距离上次尿素溶液吹扫时间大于设定值；最后计时器时长达到设定值，则触发尿素喷射系统的吹扫功能，将尿素泵内部尿素溶液、尿素管路内部尿素溶液和尿素喷嘴内部尿素溶液全部吹扫至后处理器中。
因此，本申请的控制方法当尿素喷射系统完成预注后，判断是否满足下述条件：尿素喷射系统完成尿素溶液预注；2)尿素喷射系统未收到喷射请求；3)SCR入口排气温度大于预注温度且达到设定值；4)SCR入口排气流量大于预注流量且达到设定值；5)SCR入口NOx浓度大于预注浓度且达到设定值；6)距离上次尿素溶液吹扫时间大于设定值。若是则计时器开始计时，并计时器时长达到设定值，则触发尿素喷射系统的吹扫功能。本申请避免并解决了尿素喷射系统预注后频繁吹扫动作，导致后处理器内出现尿素分解不完全，在后处理器排气管壁面或催化器内形成结晶的问题。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种保护尿素喷射系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
尿素喷射系统满足预注条件后，尿素喷射系统进行预注，以使尿素泵内部、尿素管路内部和尿素喷嘴内部均充满尿素溶液；
若同时满足以下条件则计时器开始计时，否则计时器重置为0:
1)尿素喷射系统完成尿素溶液预注；
2)尿素喷射系统未收到喷射请求；
3)SCR入口排气温度大于预注温度且达到设定值；
4)SCR入口排气流量大于预注流量且达到设定值；
5)SCR入口NOx浓度大于预注浓度且达到设定值；
6)距离上次尿素溶液吹扫时间大于设定值；
计时器时长达到设定值，则触发尿素喷射系统的吹扫功能，将尿素泵内部尿素溶液、尿素管路内部尿素溶液和尿素喷嘴内部尿素溶液全部吹扫至后处理器中。
2.如权利要求1所述的一种保护尿素喷射系统的控制方法，其特征在于：
所述SCR入口排气温度为160℃-250℃。
3.如权利要求1所述的一种保护尿素喷射系统的控制方法，其特征在于：
所述SCR入口排气流量为100-1600kg/h。
4.如权利要求1所述的一种保护尿素喷射系统的控制方法，其特征在于：
所述SCR入口NOx浓度为50-1000ppm。
5.如权利要求1所述的一种保护尿素喷射系统的控制方法，其特征在于：
所述距离上次尿素溶液吹扫时间为10-40min。
6.如权利要求1所述的一种保护尿素喷射系统的控制方法，其特征在于：
所述计时器时长为100-1000s。
7.如权利要求1所述的一种保护尿素喷射系统的控制方法，其特征在于：
所述尿素喷射系统为空气辅助式尿素喷射系统。
8.一种保护尿素喷射系统的控制装置，其特征在于，所述装置包括：
尿素喷射系统，所述尿素喷射系统满足预注条件后，尿素喷射系统进行预注，以使尿素泵内部、尿素管路内部和尿素喷嘴内部均充满尿素溶液；
监测模块，所述监测模块当同时满足以下条件则计时器开始计时，否则计时器重置为0:
1)尿素喷射系统完成尿素溶液预注；
2)尿素喷射系统未收到喷射请求；
3)SCR入口排气温度大于预注温度且达到设定值；
4)SCR入口排气流量大于预注流量且达到设定值；
5)SCR入口NOx浓度大于预注浓度且达到设定值；
6)距离上次尿素溶液吹扫时间大于设定值；
吹扫模块，所述吹扫模块用于当计时器时长达到设定值，则触发尿素喷射系统的吹扫功能，将尿素泵内部尿素溶液、尿素管路内部尿素溶液和尿素喷嘴内部尿素溶液全部吹扫至后处理器中。
9.如权利要求8所述的一种保护尿素喷射系统的控制装置，其特征在于：
所述尿素喷射系统为空气辅助式尿素喷射系统。
10.如权利要求8所述的一种保护尿素喷射系统的控制装置，其特征在于：
所述监测模块包括控制器，以及与控制器连接并安装在后处理器中的用于检测SCR入口排气温度的温度传感器、用于检测SCR入口排气流量的流量传感器和用于检测SCR入口NOx浓度的气体浓度传感器。
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Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005033482A1 (ja) * | 2003-10-02 | 2005-04-14 | Nissan Diesel Motor Co., Ltd. | エンジンの排気浄化装置 |
| DE102011056755A1 (de) * | 2011-08-30 | 2013-02-28 | Hyundai Motor Company | Verfahren zum vermeiden einer verstopfung einer harnstoff-einspritzdüse an einem scr-system |
| KR101438630B1 (ko) * | 2013-04-15 | 2014-09-05 | 현대자동차 주식회사 | 선택적 촉매 환원(scr) 시스템의 우레아 분사 노즐의 막힘 방지 방법 |
| CN106762052A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-05-31 | 潍柴动力空气净化科技有限公司 | 一种解决尿素喷嘴结晶堵塞的控制方法及其系统 |
| EP3258077A1 (en) * | 2016-06-16 | 2017-12-20 | Delphi International Operations Luxembourg S.à r.l. | Method to prevent sticking of a scr injector |
| GB2552811A (en) * | 2016-08-10 | 2018-02-14 | Perkins Engines Co Ltd | Method and system for reducing crystallisation of diesel exhaust fluid in an injector |
| CN108194174A (zh) * | 2018-03-06 | 2018-06-22 | 中国第汽车股份有限公司 | 一种防结晶的尿素液喷射系统及其控制方法 |
| CN207864032U (zh) * | 2017-12-29 | 2018-09-14 | 凯龙高科技股份有限公司 | 一种尿素泵防结冰和结晶装置 |
| DE102018116592A1 (de) * | 2017-07-10 | 2019-01-10 | GM Global Technology Operations LLC | Selektive katalytische reduktion mit stationärer ammoniakschlupferkennung |
| JP2019007351A (ja) * | 2017-06-20 | 2019-01-17 | 日野自動車株式会社 | 尿素ｓｃｒシステム |
| WO2019019046A1 (zh) * | 2017-07-26 | 2019-01-31 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于控制发动机中的scr尿素喷射系统的喷射量的方法及装置 |
| DE102018128730A1 (de) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | Hyundai Motor Company | Urea-Einspritzsteuerverfahren in einem Abgasnachbehandlungssystem |
| CN110761879A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-02-07 | 潍柴动力股份有限公司 | 尿素结晶的控制方法、装置、存储介质及电子设备 |
| CN112943419A (zh) * | 2021-03-09 | 2021-06-11 | 广西卡迪亚科技有限公司 | 柴油机scr尾气后处理系统抗结晶控制方法 |
| GB2590486A (en) * | 2019-12-19 | 2021-06-30 | Delphi Tech Ip Ltd | Method to reduce urea crystal formation in an SCR doser |
| CN113107647A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-07-13 | 一汽解放汽车有限公司 | 一种发动机运行模式的控制方法 |
| CN113356975A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-09-07 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种尿素喷嘴保护方法 |
| CN113358363A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-09-07 | 南昌碳印环保科技有限公司 | 一种识别Urea-SCR系统尿素结晶临界状态的方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6369484B2 (ja) * | 2016-02-17 | 2018-08-08 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
-
2021
- 2021-11-12 CN CN202111341056.XA patent/CN114151172B/zh active Active
Patent Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005033482A1 (ja) * | 2003-10-02 | 2005-04-14 | Nissan Diesel Motor Co., Ltd. | エンジンの排気浄化装置 |
| DE102011056755A1 (de) * | 2011-08-30 | 2013-02-28 | Hyundai Motor Company | Verfahren zum vermeiden einer verstopfung einer harnstoff-einspritzdüse an einem scr-system |
| KR101438630B1 (ko) * | 2013-04-15 | 2014-09-05 | 현대자동차 주식회사 | 선택적 촉매 환원(scr) 시스템의 우레아 분사 노즐의 막힘 방지 방법 |
| EP3258077A1 (en) * | 2016-06-16 | 2017-12-20 | Delphi International Operations Luxembourg S.à r.l. | Method to prevent sticking of a scr injector |
| GB2552811A (en) * | 2016-08-10 | 2018-02-14 | Perkins Engines Co Ltd | Method and system for reducing crystallisation of diesel exhaust fluid in an injector |
| CN106762052A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-05-31 | 潍柴动力空气净化科技有限公司 | 一种解决尿素喷嘴结晶堵塞的控制方法及其系统 |
| JP2019007351A (ja) * | 2017-06-20 | 2019-01-17 | 日野自動車株式会社 | 尿素ｓｃｒシステム |
| DE102018116592A1 (de) * | 2017-07-10 | 2019-01-10 | GM Global Technology Operations LLC | Selektive katalytische reduktion mit stationärer ammoniakschlupferkennung |
| WO2019019046A1 (zh) * | 2017-07-26 | 2019-01-31 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于控制发动机中的scr尿素喷射系统的喷射量的方法及装置 |
| CN207864032U (zh) * | 2017-12-29 | 2018-09-14 | 凯龙高科技股份有限公司 | 一种尿素泵防结冰和结晶装置 |
| CN108194174A (zh) * | 2018-03-06 | 2018-06-22 | 中国第汽车股份有限公司 | 一种防结晶的尿素液喷射系统及其控制方法 |
| DE102018128730A1 (de) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | Hyundai Motor Company | Urea-Einspritzsteuerverfahren in einem Abgasnachbehandlungssystem |
| GB2590486A (en) * | 2019-12-19 | 2021-06-30 | Delphi Tech Ip Ltd | Method to reduce urea crystal formation in an SCR doser |
| CN110761879A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-02-07 | 潍柴动力股份有限公司 | 尿素结晶的控制方法、装置、存储介质及电子设备 |
| CN112943419A (zh) * | 2021-03-09 | 2021-06-11 | 广西卡迪亚科技有限公司 | 柴油机scr尾气后处理系统抗结晶控制方法 |
| CN113107647A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-07-13 | 一汽解放汽车有限公司 | 一种发动机运行模式的控制方法 |
| CN113356975A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-09-07 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种尿素喷嘴保护方法 |
| CN113358363A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-09-07 | 南昌碳印环保科技有限公司 | 一种识别Urea-SCR系统尿素结晶临界状态的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SCR尿素结晶风险的评估与预测;朱明健等;《内燃机学报》;20200125;全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114151172A (zh) | 2022-03-08 |
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