的噴射測量，由于起動及暖機過程燃料總的噴射量少，且發(fā)動機溫度低，排氣溫度較低，不能達到催化劑的起燃溫度。為使排氣溫度迅速到達催化劑的起燃溫度，但天然氣主噴經(jīng)過一定間隔之后，在燃燒過程的末期再后噴少量天然氣，這部分天然氣膨脹不充分，可以顯著提高冷起動過程中的排氣溫度，使催化劑快速起燃。
[0047]為了實時控制冷起動及暖機過程中排氣溫度使之在催化劑的最佳起燃溫度范圍內(nèi)，同時也檢測催化器的工作狀態(tài)，發(fā)動機電控系統(tǒng)通過發(fā)動機后處理器前的溫度傳感器采集發(fā)動機后處理器前的排氣溫度，并根據(jù)發(fā)動機電控系統(tǒng)中預先設(shè)定的程序控制，調(diào)整天然氣后噴射過程的噴射參數(shù)，當檢測到的排氣溫度偏低時增加后噴天然氣量并推遲后噴時刻，當檢測到的排氣溫度偏高時減少后噴天然氣量并提前后噴時刻，直到排氣溫度在設(shè)定的最佳工作溫度范圍內(nèi)。使發(fā)動機在不同環(huán)境溫度、濕度的狀況下，都能快速調(diào)整排氣溫度到合適范圍。同時發(fā)動機電控系統(tǒng)通過對比發(fā)動機后處理器前、后的排氣溫度可以初步判斷發(fā)動機后處理器是否開始工作，并為故障診斷提供數(shù)據(jù)。
[0048]發(fā)動機電控系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機后處理器前后的寬域氧傳感器實時檢測發(fā)動機后處理器前后排氣中的氧含量，結(jié)合預先設(shè)定的數(shù)值，根據(jù)進氣壓力傳感器和進氣溫度傳感器采集的信息，控制柴油預噴射過程中的柴油噴射量及天然氣主噴射和天然氣后噴射過程中的天然氣總噴射量。如果采集到的排氣氧含量較高說明空燃比較大，適當增加柴油和天然氣的總噴射量并推遲噴射時刻，減少空燃比到合適范圍；如果采集到的排氣氧含量較低說明空燃比偏小，適當減少柴油和天然氣的總噴射量并提前噴射時刻，增大空燃比到合適范圍。這樣使發(fā)動機冷起動及暖機過程中的空燃比保持在一定范圍內(nèi)，實時發(fā)動機后處理器的高催化轉(zhuǎn)化率。
[0049]以上所述只是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也被視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動機冷起動及暖機排放控制系統(tǒng)，包括發(fā)動機、柴油供給裝置、天然氣供給裝置和發(fā)動機電控系統(tǒng)，其特征是，還包括發(fā)動機后處理器和排氣測量裝置，所述發(fā)動機上設(shè)置有同心雙軸針噴射器，所述同心雙軸針噴射器分別與柴油供給裝置和天然氣供給裝置相連通；所述發(fā)動機后處理器設(shè)置在發(fā)動機排氣管的管路中，所述排氣測量裝置包括第一排氣溫度傳感器、第二排氣溫度傳感器、第一寬域氧傳感器和第二寬域氧傳感器，所述第一排氣溫度傳感器和第一寬域氧傳感器設(shè)置在發(fā)動機后處理器與發(fā)動機之間的排氣管路中，所述第二排氣溫度傳感器和第二寬域氧傳感器設(shè)置在發(fā)動機后處理器后面的排氣管路中，所述的第一排氣溫度傳感器、第二排氣溫度傳感器、第一寬域氧傳感器和第二寬域氧傳感器分別與發(fā)動機電控系統(tǒng)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動機冷起動及暖機排放控制系統(tǒng)，其特征是，所述柴油供給裝置包括柴油共軌管、低壓柴油泵、高壓柴油泵和柴油軌壓傳感器，所述柴油共軌管的進油孔通過柴油管路與柴油箱相連通，柴油共軌管的出油孔與同心雙軸針噴射器相連通，所述低壓柴油泵設(shè)置在靠近柴油箱處的柴油管路中，所述高壓柴油泵設(shè)置在低壓柴油泵與柴油共軌管之間的柴油管路中，所述柴油軌壓傳感器設(shè)置在柴油共軌管內(nèi)，所述的高壓柴油泵和柴油軌壓傳感器分別與發(fā)動機電控系統(tǒng)電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動機冷起動及暖機排放控制系統(tǒng)，其特征是，所述天然氣供給裝置包括天然氣共軌管、天然氣調(diào)壓箱、穩(wěn)壓罐和天然氣軌壓傳感器，所述天然氣共軌管的進氣口通過天然氣管路與天然氣罐相連通，所述天然氣調(diào)壓箱設(shè)置在靠近天然氣罐處的天然氣管路中，所述穩(wěn)壓罐設(shè)置在天然氣調(diào)壓箱與天然氣共軌管之間的天然氣管路中，所述天然氣軌壓傳感器設(shè)置在天然氣共軌管內(nèi)，所述的天然氣調(diào)壓箱和天然氣軌壓傳感器分別與發(fā)動機電控系統(tǒng)電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動機冷起動及暖機排放控制系統(tǒng)，其特征是，所述發(fā)動機的進氣管路中設(shè)置有進氣溫度傳感器和進氣壓力傳感器，所述的進氣溫度傳感器和進氣壓力傳感器分別與發(fā)動機電控系統(tǒng)電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動機冷起動及暖機排放控制系統(tǒng)，其特征是，所述發(fā)動機上還設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器，所述轉(zhuǎn)速傳感器與發(fā)動機電控系統(tǒng)電連接。
6.缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動機冷起動及暖機排放控制方法，用于控制缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動機冷起動及暖機的氣體排放，其特征是，包括以下步驟: 標定發(fā)動機空燃比的控制脈譜圖； 進行發(fā)動機引燃柴油預噴射，并調(diào)整引燃柴油預噴射參數(shù)來控制發(fā)動機的空燃比； 控制預噴柴油和主噴天然氣的時間間隔； 進行發(fā)動機天然氣主噴射，并調(diào)整天然氣主噴射參數(shù)來控制發(fā)動機的空燃比； 控制天然氣主噴和天然氣后噴的時間間隔； 進行發(fā)動機天然氣后噴射，并調(diào)整天然氣后噴射參數(shù)來控制發(fā)動機的空燃比。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動機冷起動及暖機排放控制方法，其特征是，在進行發(fā)動機引燃柴油預噴射的過程中，通過調(diào)整預噴柴油的噴射量和噴射時刻來控制發(fā)動機的空燃比。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動機冷起動及暖機排放控制方法，其特征是，在進行發(fā)動機天然氣主噴射的過程中，通過調(diào)整主噴天然氣的噴射量和噴射時刻來控制發(fā)動機的空燃比。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動機冷起動及暖機排放控制方法，其特征是，在進行發(fā)動機天然氣后噴射的過程中，通過調(diào)整后噴天然氣的噴射量和噴射時刻來控制發(fā)動機的空燃比。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9任一項所述的缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動機冷起動及暖機排放控制方法，其特征是，在進行缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動機冷起動及暖機排放控制過程中，實時采集排氣溫度和排氣氧含量，并根據(jù)排氣溫度和排氣氧含量進行調(diào)整引燃柴油預噴射參數(shù)、天然氣主噴射參數(shù)和天然氣后噴射參數(shù)。
【專利摘要】一種缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動機冷起動及暖機排放控制系統(tǒng)和方法，系統(tǒng)包括發(fā)動機、柴油供給裝置、天然氣供給裝置、發(fā)動機電控系統(tǒng)、發(fā)動機后處理器和排氣測量裝置，發(fā)動機上設(shè)置有分別與柴油供給裝置和天然氣供給裝置相連通的同心雙軸針噴射器；發(fā)動機后處理器設(shè)置在發(fā)動機排氣管的管路中，排氣測量裝置包括設(shè)置在發(fā)動機后處理器前后的第一排氣溫度傳感器、第二排氣溫度傳感器、第一寬域氧傳感器和第二寬域氧傳感器。本發(fā)明提高了發(fā)動機的排氣溫度使其達到發(fā)動機后處理器的工作溫度，同時控制空燃比使發(fā)動機在起動后催化劑能夠迅速起燃，并在暖機過程中催化轉(zhuǎn)化排氣中的碳氫和一氧化碳，使發(fā)動機冷起動及暖機排放滿足了EuroⅥ排放法規(guī)的要求。
【IPC分類】F02M43-04, F02D41-30, F01N11-00, F02B69-04
【公開號】CN104747285
【申請?zhí)枴緾N201510114364
【發(fā)明人】李娜, 張強
【申請人】濟南大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月16日