一种适用于无尿素氨柴重型发动机的尾气控制系统的制作方法

本发明属于尾气控制领域，涉及数据分析技术，具体是一种适用于无尿素氨柴重型发动机的尾气控制系统。

背景技术：

1、‌氨柴重型发动机‌是一种采用氨作为燃料的车用重型发动机，它是清洁能源技术的一种，旨在减少碳排放，实现低碳或零碳排放的目标，这种发动机的设计和应用体现了对环境保护和可持续发展的重视。

2、现有技术中的氨柴重型发动机的尾气控制系统仅能够进行尾气净化处理与控制，但是无法对排出尾气中的污染物含量进行监测，进而无法根据监测数据在排放异常时进行处理决策分析，导致其异常处理效率低下。‌

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。

2、本发明的目的在于提供一种适用于无尿素氨柴重型发动机的尾气控制系统，用于解决现有技术无法对排出尾气中的污染物含量进行监测的问题；

3、本发明需要解决的技术问题为：如何提供一种可以对排出尾气中的污染物含量进行监测的适用于无尿素氨柴重型发动机的尾气控制系统。

4、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

5、一种适用于无尿素氨柴重型发动机的尾气控制系统，包括控制子系统与监测子系统，所述监测子系统包括排放监测模块、异常监控模块、异常处理模块以及存储模块；

6、所述排放监测模块用于对无尿素氨柴重型发动机进行尾气排放监测分析：生成监测周期并将监测周期分割为若干个监测时段，在监测时段内设置若干个监测时间点，将无尿素氨柴重型发动机标记为监测对象，获取监测对象在监测时间点的排放系数pf，通过排放系数pf将监测时间点标记为正常时间点或异常时间点；

7、所述异常监控模块用于对监测对象在监测时段内的尾气排放异常状态进行监控：获取排放异常数据py与排放均匀数据pj并进行数值计算得到监测时段的异常系数yc；通过异常系数yc将监测时段标记为正常时段或异常时段；

8、所述异常处理模块用于对异常时段进行优化处理分析。

9、进一步地，所述控制子系统包括氨供应模块、scr催化剂模块以及doc催化剂模块；

10、所述氨供应模块用于保证燃料燃烧后产生足够且稳定的未燃氨用于尾气还原；

11、所述scr催化剂模块用于利用未燃氨还原尾气中的氮氧化物；

12、所述doc催化剂模块用于对尾气中碳氢化物与一氧化碳进行氧化处理。

13、进一步地，监测对象在监测时间点的排放系数pf的获取过程包括：一碳数据yt、碳氢数据tq以及氮氧数据dy，一碳数据yt为监测对象排出尾气中的一氧化碳含量值，碳氢数据tq为监测对象排出尾气中的碳氢化合物含量值，氮氧数据dy为监测对象排出尾气中的氮氧化合物含量值，通过公式得到监测对象的排放系数pf，其中a1、a2以及a3均为比例系数，且a3>a2>a1>0。

14、进一步地，将监测时间点标记为正常时间点或异常时间点的具体过程包括：通过存储模块调取监测对象的排放阈值pfmin，将监测对象的排放系数pf与排放阈值pfmin进行比较：若排放系数pf小于排放阈值pfmin，则判定监测对象在监测时间点的尾气排放状态不满足要求，将对应的监测时间点标记为异常时间点；若排放系数pf大于等于排放阈值pfmin，则判定监测对象在监测时间点的尾气排放状态满足要求，将对应的监测时间点标记为正常时间点。

15、进一步地，排放异常数据py与排放均匀数据pj的获取过程包括：在监测时段的结束时刻将监测时段内异常时间点与监测时间点的数量比值标记为监测时段的排放异常数据py，对监测时段内所有监测时间点的排放系数pf进行求和取平均值得到排均值，将排均值与排放阈值pfmin的比值标记为监测时段的排放均匀数据pj。

16、进一步地，通过存储模块获取到异常阈值ycmax，将监测时段的异常系数yc与异常阈值ycmax进行比较：若异常系数yc小于异常阈值ycmax，则判定监测对象在监测时段内的整体排放状态满足要求，将对应的监测时段标记为正常时段；若异常系数yc大于等于异常阈值ycmax，则判定监测对象在监测时段内的整体排放状态不满足要求，将对应的监测时段标记为异常时段，生成异常处理信号并将异常处理信号发送至异常处理模块。

17、进一步地，异常处理模块用于对异常时段进行优化处理分析：获取异常时段内监测时间点的氨浓影响值，对异常时段内所有监测时间点的氨浓影响值进行求和取平均值得到氨浓影响系数，通过存储模块获取到氨浓影响阈值，将氨浓影响系数与氨浓影响阈值进行比较：若氨浓影响系数小于氨浓影响阈值，则生成氨供应优化信号并将氨供应优化信号发送至管理人员的手机终端；若氨浓影响系数大于等于氨浓影响阈值，则生成净化优化信号并将净化优化信号发送至管理人员的手机终端。

18、进一步地，异常时段内监测时间点的氨浓影响值的获取过程包括：将监测对象的氨供应模块在监测时间点时产生的氨浓度值标记为产出值，将异常时段内所有监测时间点按照产出值数值由大到小的顺序进行排列得到产出序列，将异常时段内所有监测时间点按照排放系数pf数值由小到大的顺序进行排列得到净化序列，将监测时间点在产出序列中的序号与净化序列中的序号差值的绝对值标记为监测时间点的氨浓影响值。

19、本发明具备下述有益效果：

20、1、通过控制子系统在发动机运行时进行尾气处理，燃料燃烧产生的未燃氨与尾气一同进入scr催化剂模块，在催化剂作用下与氮氧化物反应，实现氮氧化物的还原；同时，doc催化剂模块将尾气中的碳氢化合物氧化；

21、2、通过排放监测模块可以对无尿素氨柴重型发动机进行尾气排放监测分析，以时段监测的方式在所有监测时间点获取多项尾气污染数据并进行数值计算得到排放系数，通过排放系数对监测时间点的尾气净化处理效果进行评估，为异常监控分析过程提供数据支撑；

22、3、通过异常监控模块可以对监测对象在监测时段内的尾气排放异常状态进行监控，对监测时段内的异常时间点分布情况与所有监测时间点排放系数的均匀数值进行综合分析得到异常系数，从而通过异常系数对监测时段内的整体尾气排放状态进行监控，根据监控结果对监测时段进行差异化标记；

23、4、通过异常处理模块可以对异常时段进行优化处理分析，将异常时段内的监测时间点按照不同分布逻辑进行排序后得到产出序列与净化序列，对所有监测时间点在产出序列与净化序列中的序号进行计算得到氨浓影响系数，从而通过氨浓影响系数对尾气排放异常与氨气供应状态的关联程度进行反馈，进而生成针对性的优化处理信号，提高排放异常时的处理效率。

技术特征：

1.一种适用于无尿素氨柴重型发动机的尾气控制系统，其特征在于，包括控制子系统与监测子系统，所述监测子系统包括排放监测模块、异常监控模块、异常处理模块以及存储模块；

2.根据权利要求1所述的一种适用于无尿素氨柴重型发动机的尾气控制系统，其特征在于，所述控制子系统包括氨供应模块、scr催化剂模块以及doc催化剂模块；

3.根据权利要求2所述的一种适用于无尿素氨柴重型发动机的尾气控制系统，其特征在于，排放异常数据py与排放均匀数据pj的获取过程包括：在监测时段的结束时刻将监测时段内异常时间点与监测时间点的数量比值标记为监测时段的排放异常数据py，对监测时段内所有监测时间点的排放系数pf进行求和取平均值得到排均值，将排均值与排放阈值pfmin的比值标记为监测时段的排放均匀数据pj。

4.根据权利要求3所述的一种适用于无尿素氨柴重型发动机的尾气控制系统，其特征在于，监测时段的异常系数yc的计算公式为：yc=k1*py-k2*pj，其中k1与k2均为比例系数，且k1>k2>1；

5.根据权利要求4所述的一种适用于无尿素氨柴重型发动机的尾气控制系统，其特征在于，异常处理模块用于对异常时段进行优化处理分析：获取异常时段内监测时间点的氨浓影响值，对异常时段内所有监测时间点的氨浓影响值进行求和取平均值得到氨浓影响系数，通过存储模块获取到氨浓影响阈值，将氨浓影响系数与氨浓影响阈值进行比较：若氨浓影响系数小于氨浓影响阈值，则生成氨供应优化信号并将氨供应优化信号发送至管理人员的手机终端；若氨浓影响系数大于等于氨浓影响阈值，则生成净化优化信号并将净化优化信号发送至管理人员的手机终端。

6.根据权利要求5所述的一种适用于无尿素氨柴重型发动机的尾气控制系统，其特征在于，异常时段内监测时间点的氨浓影响值的获取过程包括：将监测对象的氨供应模块在监测时间点时产生的氨浓度值标记为产出值，将异常时段内所有监测时间点按照产出值数值由大到小的顺序进行排列得到产出序列，将异常时段内所有监测时间点按照排放系数pf数值由小到大的顺序进行排列得到净化序列，将监测时间点在产出序列中的序号与净化序列中的序号差值的绝对值标记为监测时间点的氨浓影响值。

技术总结
本发明属于尾气控制领域，涉及数据分析技术，用于解决现有技术无法对排出尾气中的污染物含量进行监测的问题，具体是一种适用于无尿素氨柴重型发动机的尾气控制系统，包括控制子系统与监测子系统，控制子系统包括氨供应模块、SCR催化剂模块以及DOC催化剂模块，监测子系统包括排放监测模块、异常监控模块、异常处理模块以及存储模块；排放监测模块用于对无尿素氨柴重型发动机进行尾气排放监测分析；本发明可以对无尿素氨柴重型发动机进行尾气排放监测分析，以时段监测的方式在所有监测时间点获取多项尾气污染数据并进行数值计算得到排放系数，通过排放系数对监测时间点的尾气净化处理效果进行评估，为异常监控分析过程提供数据支撑。

技术研发人员：丁军,鲁小燕,黄玲,陈绪
受保护的技术使用者：合肥氢聚科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23