[发明专利]一种提高老化三元催化器催化效率的方法及系统

说明书

本发明公开了一种提高老化三元催化器催化效率的方法及系统，涉及发动机领域，根据发动机转速和负荷，查表得到目标过量空气系数λ₁；查表得到目标过量空气系数λ₂；查表得到目标过量空气系数λ₃；根据催化器状态和催化器运行时间，查找新鲜至稳定态的平滑系数曲线，查得第一平滑系数a₁，根据催化器状态和催化器储氧量，查找稳定至老化态的平滑系数曲线，查得第二平滑系数a₂；计算出新鲜至稳定态之间的目标过量空气系数λ₁₂,计算出稳定至老化态之间的目标过量空气系数λ₂₃；利用各目标过量空气系数构建动态的目标过量空气系数λ；利用动态的目标过量空气系数λ调整催化器效率窗口，实现效率窗口的动态修正，使催化器运行在最优转化区间，从而优化排放。

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种提高老化三元催化器催化效率的方法及系统。

背景技术

随着排放法规的升级，天然气发动机的排放限制日趋苛刻，对于当量燃烧的天然气发动机而言，催化器的状态对排放的优劣有决定性作用。对催化器的老化过程进行分析发现，在催化器处于全新状态时，催化器的效率窗口较宽且较为稀薄。经过一段时间后，在催化器储氧量尚未明显下降时，催化器的效率窗口逐渐往浓的方向偏移，这段时期内催化器状态较为稳定，发动机长时间运行在此效率窗口内排放仍然是处于最优状态。

而三元催化器运行在发动机过量空气系数略小于1时，可以达到最优转化效率，效率窗口是指催化器运行的最优转化区间下的过量空气系数值。

现有的氧闭环控制目标值对于催化器效率窗口而言较为单一，无法反映催化器全生命周期内的最优控制规律，造成老化状态催化器排放较高，且报出故障的时间过早，提高了用户的使用成本。

发明内容

针对上述不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种提高老化三元催化器催化效率的方法及系统，构建了动态的目标过量空气系数，并利用动态的目标过量空气系λ调整催化器效率窗口，使催化器在其全生命周期内保持较高的催化器转化效率。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种提高老化三元催化器催化效率的方法，包括以下步骤：

S1、判断催化器是否处于新鲜状态、稳定状态或老化状态；

S2、获取发动机转速和负荷；

S4、根据催化器状态和催化器运行时间，查找新鲜至稳定态的平滑系数曲线，查得第一平滑系数a₁；

S5、根据催化器状态和催化器储氧量，查找稳定至老化态的平滑系数曲线，查得第二平滑系数a₂；利用公式λ₁₂＝λ₁×a₁+(1-a₁)×λ₂，计算出新鲜至稳定态之间的目标过量空气系数λ₁₂,利用公式λ₂₃＝λ₂×a₂+(1-a₂)×λ₃，计算出稳定至老化态之间的目标过量空气系数λ₂₃；

S6、根据目标过量空气系数λ₁、目标过量空气系数λ₁₂、目标过量空气系数λ₂、目标过量空气系数λ₂₃和目标过量空气系数λ₃，构建动态的目标过量空气系数λ；

S7、根据动态的目标过量空气系数λ调整催化器效率窗口。

优选方式为，前氧传感器动态的目标过量空气系数λ中的第一平滑系数a₁和第二平滑系数a₂，按照如下步骤获取：