[发明专利]一种农机发动机后处理SCR系统尿素品质检测装置及方法

权利要求书

1.一种农机发动机后处理SCR系统尿素品质的检测装置，其特征在于，包括：后处理SCR催化器、尿素罐、数据采集传感器网络和尿素浓度计算单元；

所述后处理SCR催化器用于转化发动机排放的尾气中的NO_x，降低NO_x的排放含量；

所述尿素罐通过尿素喷嘴连接至所述后处理SCR催化器，用于存储尿素水溶液；

所述数据采集传感器网络包括发动机状态传感器、至少一个温度传感器和至少一个体积传感器；

所述尿素浓度计算单元根据所述数据采集传感器网络测量的数据计算尿素浓度；

所述温度传感器包括尿素罐温度传感器和催化器上游温度传感器，用于测量尿素罐中尿素水溶液的温度和催化器上游的尿素水溶液的温度，以检测和评定所述尿素的品质。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述发动机状态传感器测量的参数包括以下至少一种：发动机转速、发动机扭矩、排气流量和排气温度。

3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述体积传感器包括催化器上游NO_x传感器、催化器下游NO_x传感器和催化器下游氨气传感器；

所述催化器上游NO_x传感器用于测量催化器上游NO_x的体积分数p₁和O₂的体积分数

所述催化器下游NO_x传感器用于测量催化器下游NO_x的体积分数p₂和O₂的体积分数

所述催化器下游氨气传感器用于测量催化器下游NH₃的体积分数

4.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，还包括尿素罐液位传感器，用于测量计算尿素水溶液在检测过程中消耗的总质量。

5.一种农机发动机后处理SCR系统尿素品质检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

采集尿素水溶液的温度数据、发动机排气状态数据以及经后处理SCR催化器处理后的排气状态数据；所述发动机排气状态数据包括以下至少一种：发动机转速、发动机扭矩、排气流量和排气温度；经后处理SCR催化器处理后的排气状态数据包括以下至少一种：排气流量和排气温度；

建立数学计算假设和化学反应模型；

根据采集的数据和数学计算假设、化学反应模型计算尿素水溶液的浓度；

根据尿素水溶液的温度和浓度数据对所述尿素品质进行检测和评定；

所述采集尿素水溶液的温度数据以及根据温度数据对所述尿素品质进行检测和评定包括：

分别设置尿素罐温度传感器和催化器上游温度传感器；

对所述温度传感器进行初始化设置；

通过所述温度传感器分别采集尿素罐中尿素水溶液的温度和催化器上游的尿素水溶液的温度；

通过所述采集的尿素水溶液的温度检测和评定所述尿素的品质。

6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述数学计算假设为：

发动机排放气体中NO_x成分的摩尔量组成为：NO∶NO₂＝9∶1；所述化学反应模型为：

氨气吸附/脱附反应：

标准SCR反应：

快速SCR反应：

吸附态氨气氧化反应：