CN115114743B - 基于仿真的SCR后NOx传感器信号精确度评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于仿真的SCR后NOx传感器信号精确度评价方法，包括以下步骤：步骤S10，通过仿真分析软件建立仿真评价模型；分布通过公式(1)和(2)定义组分平均偏差DevM和组分协同系数CoMix两个评价指标；步骤S20，通过仿真分析，定义起始位置各气体组分的浓度百分比，以及获取测点位置各气体组分的浓度百分比；步骤S30，通过公式(1)计算起始位置的组分平均偏差和测点位置的组分平均偏差；步骤S40，通过公式(2)计算组分协同系数CoMix；步骤S50，将计算得到的组分协同系数CoMix与设定阈值比较，大于等于设定阈值则后NOx传感器信号较为准确。本发明可以通过前期的仿真计算即可判断后NOx传感器信号是否准确及合理。

Description

基于仿真的SCR后NOx传感器信号精确度评价方法
技术领域
本发明属于柴油发动机尾气后处理技术领域，尤其是一种基于仿真的SCR后NOx传感器信号精确度评价方法。
背景技术
为了保证SCR系统的鲁棒性，闭环控制对NOx传感器信号的精度和稳定性提出了严格的要求；尤其是SCR系统的后NOx传感器，其信号的准确性和稳定性决定了SCR系统转化效率的精度和稳定性。但是，由于车用尿素高速喷入的特性、其水解和热解过程的复杂性、混合器混合效果的差异性以及紧凑的出气端盖和排气管的影响，后NOx传感器容易出现信号不准确和波动较大的问题。
为了防止SCR系统的后NOx传感器位置布置不合理导致测试NOx信号失真和波动问题，必须找到一种合理的评价后NOx传感器信号精确度的方法。
发明内容
本发明的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种基于仿真的SCR后NOx传感器信号精确度评价方法，用于评价SCR系统的后NOx传感器信号的准确性。为实现以上技术目的，本发明实施例采用的技术方案是：
本发明实施例提供了一种基于仿真的SCR后NOx传感器信号精确度评价方法，包括以下步骤：
步骤S10，通过仿真分析软件建立仿真评价模型；
所述仿真评价模型包括设置在筒体内的SCR催化剂，在SCR催化剂下游的后端面处设置多种不同的气体组分；在后端面的下游，筒体通过锥形端盖连接排气管，在排气管靠近锥形端盖的一端设置测点并设有后NOx传感器；后端面位置作为起始位置，NOx传感器安装位置作为测点位置；
定义组分平均偏差DevM和组分协同系数CoMix两个评价指标；
其中，Ns为组分数量(个)，Spi为第i个组分的浓度百分比；
其中，DevMSCR_out为起始位置的组分平均偏差，DevMSensort为测点位置的组分平均偏差；
步骤S20，通过仿真分析，定义起始位置各气体组分的浓度百分比，以及获取测点位置各气体组分的浓度百分比；
步骤S30，通过公式(1)计算起始位置的组分平均偏差和测点位置的组分平均偏差；
步骤S40，通过公式(2)计算组分协同系数CoMix；
步骤S50，将计算得到的组分协同系数CoMix与设定阈值比较，大于等于设定阈值则后NOx传感器信号较为准确。
进一步地，所述多种气体组分呈同圆心扇形分布或同圆心环形分布。
进一步地，各气体组分的浓度百分比相同或不同。
进一步地，所述气体组分共配置为六种，分别是NO、NO2、HN3、HCNO、N2O、CO。
或者，所述气体组分共配置为五种，分别是NOx、HN3、HCNO、N2O、CO。
进一步地，当气体组分数量为6,且多种气体组分呈同圆心扇形分布时设定阈值为0.6。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
1)现有技术对SCR后NOx传感器信号准确性通过台架测试进行考察，无法在开发前期快速发现问题；本申请采用基于仿真的评价方法，可以通过前期的仿真计算即可判断后NOx传感器信号是否准确及合理，能够在前期发现问题。
2)根据实际情况确定仿真评价模型中引入的气体组分的分布形式，可以是扇形分布或环形分布，具体分布形式和不均匀程度均可根据实际进行调整；在不影响气流原流动性质的情况下，考察各种不均匀程度下的后NOx传感器信号的准确性。
3)可以在多种不同工况下进行评价。
附图说明
图1为本发明实施例中的仿真评价模型示意图。
图2为本发明实施例中的六种气体组分扇形分布示意图。
图3为本发明实施例中的五种气体组分扇形分布示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一，如图1所示，本发明实施例提出的一种基于仿真的SCR后NOx传感器信号精确度评价方法，包括以下步骤：
步骤S10，通过仿真分析软件建立仿真评价模型；
所述仿真评价模型包括设置在筒体内的SCR催化剂1，在SCR催化剂1下游的后端面101处设置多种不同的气体组分3；所述多种气体组分3呈同圆心扇形分布；在后端面101的下游，筒体通过锥形端盖2连接排气管5，在排气管5靠近锥形端盖2的一端设置测点并设有后NOx传感器4；后端面101位置作为起始位置，后NOx传感器4安装位置作为测点位置；
定义组分平均偏差DevM和组分协同系数CoMix两个评价指标；
其中，Ns为组分数量(个)，Spi为第i个组分的浓度百分比；
其中，DevMSCR_out为起始位置的组分平均偏差，DevMSensort为测点位置的组分平均偏差；
由于锥形端盖2内表面也是锥形，不能存在一个平的端面，因此筒体内靠锥形端盖2的一个端面定义为后端面101；
每种气体组分2可以配置相应的浓度百分比；各气体组分2的浓度百分比可以相同也可以不同；本实施例中各气体组分2的浓度百分比相同；
在图2所示的实施例中，共设置六种气体组分，分别是NO、NO2、HN3、HCNO、N2O、CO；
在图3所示的实施例中，供设置五种气体组分，分别是NOx、HN3、HCNO、N2O、CO；在此将NO和NO2均视作NOx；
仿真分析软件可以采用CFD仿真分析软件；
步骤S20，通过仿真分析，定义起始位置各气体组分的浓度百分比，以及获取测点位置各气体组分的浓度百分比；
步骤S30，通过公式(1)计算起始位置的组分平均偏差和测点位置的组分平均偏差；
步骤S40，通过公式(2)计算组分协同系数CoMix；
步骤S50，将计算得到的组分协同系数CoMix与设定阈值比较，大于等于设定阈值则后NOx传感器信号较为准确；
根据应用经验，当气体组分数量为6,且多种气体组分呈同圆心扇形分布时设定阈值为0.6；如果CoMix≥0.6，则说明后NOx传感器信号较为准确。
在仿真分析软件中，可以配置多种发动机工况进行反复试验，例如配置四个特征工况分别为：1)高流速、高温度、高NOx浓度工况，2)高流速、低温度、低NOx浓度工况，3)低流速、高温度、高NOx浓度工况，4)低流速、低温度、低NOx浓度工况。
实施例二，在本实施例中，所述多种气体组分3呈同圆心环形分布；其它同实施例一。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种基于仿真的SCR后NOx传感器信号精确度评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S10，通过仿真分析软件建立仿真评价模型；
所述仿真评价模型包括设置在筒体内的SCR催化剂，在SCR催化剂下游的后端面处设置多种不同的气体组分；在后端面的下游，筒体通过锥形端盖连接排气管，在排气管靠近锥形端盖的一端设置测点并设有后NOx传感器；后端面位置作为起始位置，NOx传感器安装位置作为测点位置；
定义组分平均偏差DevM和组分协同系数CoMix两个评价指标；
其中，Ns为组分数量(个)，Spi为第i个组分的浓度百分比；
其中，DevMSCR_out为起始位置的组分平均偏差，DevMSensort为测点位置的组分平均偏差；
步骤S20，通过仿真分析，定义起始位置各气体组分的浓度百分比，以及获取测点位置各气体组分的浓度百分比；
步骤S30，通过公式(1)计算起始位置的组分平均偏差和测点位置的组分平均偏差；
步骤S40，通过公式(2)计算组分协同系数CoMix；
步骤S50，将计算得到的组分协同系数CoMix与设定阈值比较，大于等于设定阈值则后NOx传感器信号较为准确。
2.如权利要求1所述的基于仿真的SCR后NOx传感器信号精确度评价方法，其特征在于，
各气体组分的浓度百分比相同或不同。
3.如权利要求1所述的基于仿真的SCR后NOx传感器信号精确度评价方法，其特征在于，
所述多种气体组分呈同圆心扇形分布或同圆心环形分布。
4.如权利要求1所述的基于仿真的SCR后NOx传感器信号精确度评价方法，其特征在于，
所述气体组分共配置为六种，分别是NO、NO2、HN3、HCNO、N2O、CO。
5.如权利要求1所述的基于仿真的SCR后NOx传感器信号精确度评价方法，其特征在于，
所述气体组分共配置为五种，分别是NOx、HN3、HCNO、N2O、CO。
6.如权利要求1所述的基于仿真的SCR后NOx传感器信号精确度评价方法，其特征在于，
当气体组分数量为6,且多种气体组分呈同圆心扇形分布时设定阈值为0.6。
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