CN114370317B - 一种尿素泵的控制方法、尿素泵及发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发动机尾气处理技术领域，尤其涉及一种尿素泵的控制方法、尿素泵及发动机，尿素泵的控制方法包括：发动机运行过程中，检测SCR装置上游和下游的NOx值；判断条件一：SCR装置下游的NOx值大于设定阈值且持续超过第一设定时间；判断条件二：SCR装置下游的NOx值大于SCR装置上游的NOx值且持续超过第二设定时间；若上述判断条件均满足，则关闭尿素泵，判断条件一是为了避免NOx传感器露点检测时产生的较大的无效数值的干扰，判断条件二则是为了防止发动机在大功率运转时，本身就会产生大量的NOx，只有在SCR装置异常时，及时将尿素泵关闭，节约了尿素泵内的尿素溶液的使用，且在SCR装置异常时能够有效降低氧化反应的时间。

Description

一种尿素泵的控制方法、尿素泵及发动机
技术领域
本发明涉及发动机尾气处理技术领域，尤其涉及一种尿素泵的控制方法、尿素泵及发动机。
背景技术
选择性催化还原技术(SCR)是针对柴油车尾气排放中NOx的一项处理工艺，即在催化剂的作用下，喷入还原剂氨或尿素，把尾气中的NOx还原成氮气和水，系统的基本工作原理是：尾气从涡轮出来后进入排气混和管，在混和管上安装有尿素泵，向SCR装置中喷入尿素水溶液，尿素在高温下发生水解和热解反应后生成NH3，在SCR装置表面利用NH3还原NOX，排出氮气，多余的NH3也被氧化为氮气，防止泄漏。
现有技术中柴油发动机上的SCR箱，箱内溶液本身具有一定的存储NH3的能力。这些存储的氨在柴油机正常运行时会在不停的消耗与补充中保持平衡，但是当发动机工作异常时，会导致SCR箱内的温度迅速上升，存储的氨就会随着NOx一起释放出来。此时如果尿素在正常喷射，那么喷射的尿素加上SCR箱内释放出来的氨，远远超过了正常反应消耗的氨，造成大量的氨泄漏。
根据大量路谱分析表明，这种氨泄漏的情况可以达到半小时甚至更长，造成大量的排放污染。在以上情况下，及时切断尿素喷射，达到节省尿素并减少排放的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种尿素泵的控制方法、尿素泵及发动机，以解决现有技术中发动机工作异常时，会导致SCR箱内的温度迅速上升，存储的氨就会随着NOx一起释放出来造成氨泄漏，尿素溶液消耗过多的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供一种尿素泵的控制方法，包括：
发动机运行过程中，检测SCR装置上游和下游的NOx值；
判断条件一：所述SCR装置下游的NOx值大于设定阈值且持续超过第一设定时间；
判断条件二：所述SCR装置下游的NOx值大于SCR装置上游的NOx值且持续超过第二设定时间；
若上述判断条件均满足，则关闭尿素泵。
作为优选，关闭所述尿素泵之前，还包括判断条件三：检测所述SCR装置上游温度值，若满足第三设定时间内，所述SCR装置温度上升梯度超过设定温度梯度值，则关闭所述尿素泵。
作为优选，关闭所述尿素泵之后，所述判断条件一、所述判断条件二和所述判断条件三任意一个判断条件不满足，则开启所述尿素泵。
作为优选，重新开启所述尿素泵后，经过第四设定时间后，再次检测所述SCR装置上游和下游的NOx值。
作为优选，所述设定温度梯度值为28℃/min。
作为优选，所述判断条件一中的所述设定阈值设置为3000ppm。
作为优选，所述第一设定时间和所述第二设定时间均大于20s。
另一方面，本发明还提供一种尿素泵，使用上述的尿素泵的控制方法控制开启或关闭。
另一方面，本发明还提供一种发动机，包括有上述的尿素泵。
作为优选，还包括SCR装置及NOx传感器，所述NOx传感器设置在所述SCR装置的上游和下游。
本发明的有益效果：本发明提供的尿素泵的控制方法，在SCR装置异常时，能够及时将尿素泵关闭，节约了尿素泵内的尿素溶液的使用，同时释放过多的NH3会加长氧化反应的时间，本发明提供的尿素泵的控制方法能够有效降低氧化反应的时间。
附图说明
图1是本发明一种尿素泵的控制方法的控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
在本发明的描述中，需要说明的是，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；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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1所示，本发明提供一种尿素泵的控制方法，包括：发动机运行过程中，检测SCR装置上游和下游的NOx值；判断条件一：SCR装置下游的NOx值大于设定阈值且持续超过第一设定时间；判断条件二：SCR装置下游的NOx值大于SCR装置上游的NOx值且持续超过第二设定时间；若上述判断条件均满足，则关闭尿素泵，具体地，判断条件一是为了避免NOx传感器露点检测时产生的较大的无效数值的干扰，判断条件二则是为了防止发动机在大功率运转时，本身就会产生大量的NOx，此时需要尿素泵喷射尿素中和大量的NOx，无需停止尿素泵的喷射，即使SCR装置下游的NOx值大于设定阈值，也视为正常工作状态，只有在SCR装置下游的NOx值大于SCR装置上游的NOx值，同时SCR装置下游的NOx值大于设定阈值，则可判定为此时SCR装置处于异常状态，则关闭尿素泵的喷射，进而能够有效减少尿素泵内尿素溶液的消耗。
更进一步地，在本实施例中，NOx的含量值通过NOx传感器检测，NOx传感器的检测原理为：首先将NH3和NOx均转化为氮气和水，然后通过氮气和水的含量推算出NOx的含量，由此，NH3和NOx混合物中若存在较多的NH3则会使得NOx的检测值升高，因此，正常工作状态下，SCR装置中尿素溶液中的氨与NOx保持动态平衡，SCR装置下游的NOx检测值小于SCR装置上游的NOx检测值，异常工作状态之下，大量的NH3从SCR装置中泄露出来，会导致SCR装置下游的NOx检测值大于SCR装置上游的NOx检测值。
本实施例提供的尿素泵的控制方法，在SCR装置异常时，能够及时将尿素泵关闭，节约了尿素泵内的尿素使用，同时释放过多的NH3会加长氧化反应的时间，本发明提供的尿素泵的控制方法能够有效降低氧化反应的时间。
具体地，关闭尿素泵之前，还包括判断条件三：检测SCR装置上游温度值，若满足第三设定时间内，SCR装置温度上升梯度超过设定温度梯度值，则关闭尿素泵，作为上述判断条件一和判断条件二的辅助判断，确保SCR装置此时是处于异常工作的状态。
具体地，关闭尿素泵之后，判断条件一、判断条件二和判断条件三任意一个判断条件不满足，则开启尿素泵。三个判断条件中的任意一个条件不满足，则证明SCR装置已经恢复正常运行状态，则开启尿素泵，恢复装置的正常运行。
具体地，重新开启尿素泵后，经过第四设定时间后，再次检测SCR装置上游和下游的NOx值，经过第四设定时间后，能够保证尿素泵重新开启后与NOx重新与SCR装置中的NH3达到动态平衡，此时，重新检测SCR装置上游和下游的NOx值，形成尿素泵的循环的控制过程，提高了装置的自动化程度。
具体地，设定温度梯度值为28℃/min，即设定的时间段内，温度上升变化梯度超过28℃/min，即可判定为此时SCR装置异常，更进一步地，在本实施例中，设定温度梯度值是根据不同型号发动机实际运行过程中，异常时SCR装置温度的变化测算推导出的，在其他实施例中，温度梯度值也可以根据实际发动机型号不同设定为其他值，在此不做过多的限制。
具体地，判断条件一中的设定阈值设置为3000ppm，这是NOx传感器能测量到的限值，第一设定时间和第二设定时间均大于20s，以保证检测结果的准确度，防止瞬态的检测值影响判断。
一种尿素泵，使用上述的尿素泵的控制方法控制开启或关闭。
一种发动机，包括有上述的尿素泵，在本实施例中，所用发动机为柴油发动机。
更进一步地，发动机上还设置有SCR装置及NOx传感器，NOx传感器设置在SCR装置的上游和下游。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种尿素泵的控制方法，其特征在于，包括：
发动机运行过程中，检测SCR装置上游和下游的NOx值；
判断条件一：所述SCR装置下游的NOx值大于设定阈值且持续超过第一设定时间；
判断条件二：所述SCR装置下游的NOx值大于SCR装置上游的NOx值且持续超过第二设定时间；
若上述判断条件均满足，则关闭尿素泵；
关闭所述尿素泵之前，还包括判断条件三：检测所述SCR装置上游温度值，若满足第三设定时间内，所述SCR装置温度上升梯度超过设定温度梯度值，则关闭所述尿素泵；
关闭所述尿素泵之后，所述判断条件一、所述判断条件二和所述判断条件三任意一个判断条件不满足，则开启所述尿素泵；
重新开启所述尿素泵后，经过第四设定时间后，再次检测所述SCR装置上游和下游的NOx值。
2.根据权利要求1所述的尿素泵的控制方法，其特征在于，所述设定温度梯度值为28℃/min。
3.根据权利要求1所述的尿素泵的控制方法，其特征在于，所述判断条件一中的所述设定阈值设置为3000ppm。
4.根据权利要求1所述的尿素泵的控制方法，其特征在于，所述第一设定时间和所述第二设定时间均大于20s。
5.一种尿素泵，其特征在于，使用权利要求1-4任一项所述的尿素泵的控制方法控制开启或关闭。
6.一种发动机，其特征在于，包括有权利要求5所述的尿素泵。
7.根据权利要求6所述的发动机，其特征在于，还包括SCR装置及NOx传感器，所述NOx传感器设置在所述SCR装置的上游和下游。
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