本實用新型涉及柴油機技術領域，具體地，涉及一種控制小排量柴油機排放的系統(tǒng)和柴油發(fā)動機系統(tǒng)。

背景技術：

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，國家對環(huán)境保護的重視程度越來越高，對于搭載小排量柴油機的輕型卡車及M類乘用車的車載排放的要求更加嚴格。對于采用SCR(Selective Catalytic Reduction，選擇性催化還原)后處理裝置路線，來降低氮氧化物的方式，輕型卡車及M類乘用車并不適用，第一是因為小排量柴油機車輛在正常行車過程中大多處于低負荷區(qū)域，以至于排氣溫度無法滿足尿素噴射要求，另外SCR后處理裝置需要足夠的空間用于安裝，而小型輕卡，特別是M類乘用車的空間有限，所以，從硬件布置上就很難滿足要求。另外對于采用傳統(tǒng)的廢氣循環(huán)閥與顆粒過濾器結(jié)合的路線，油耗增大，動力性減小。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的實施例提供一種控制小排量柴油機排放的系統(tǒng)和柴油發(fā)動機系統(tǒng)，通過兩個廢氣循環(huán)閥的合理控制，實現(xiàn)了降低氮氧化物的同時，保證了車輛的動力性和經(jīng)濟性。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

本實用新型提供一種控制小排量柴油機排放的系統(tǒng)，包括：

第一廢氣循環(huán)閥，安裝在柴油發(fā)動機的排氣歧管與進氣歧管之間；

第二廢氣循環(huán)閥，安裝在顆粒過濾器后的排氣尾管與空氣濾清器后的進氣管之間；以及

控制裝置，用于根據(jù)柴油發(fā)動機的參數(shù)和預設參數(shù)范圍，控制所述第一廢氣循環(huán)閥和第二廢氣循環(huán)閥的工作狀態(tài)，以降低氮氧化物的排放。

可選的，所述第一廢氣循環(huán)閥為耐高溫廢氣循環(huán)閥。

可選的，所述系統(tǒng)還包括檢測裝置，用于檢測排氣溫度和所述顆粒過濾器的壓差；所述控制裝置，根據(jù)所述檢測裝置檢測到的排氣溫度和所述顆粒過濾器的壓差，控制所述顆粒過濾器執(zhí)行再生操作，并關閉所述第二廢氣循環(huán)閥，開啟所述第一廢氣循環(huán)閥。

可選的，所述檢測裝置包括排氣溫度傳感器，以及顆粒過濾器壓差傳感器。

可選的，所述工作狀態(tài)包括所述第一廢氣循環(huán)閥和第二廢氣循環(huán)閥的開啟和關閉。

可選的，所述工作狀態(tài)還包括所述第一廢氣循環(huán)閥和第二廢氣循環(huán)閥的多個開啟角度。

可選的，所述控制裝置還用于：當所述柴油發(fā)動機的轉(zhuǎn)速處于預設高轉(zhuǎn)速區(qū)域時，關閉所述第一廢氣循環(huán)閥，開啟所述第二廢氣循環(huán)閥；或者當所述柴油發(fā)動機的轉(zhuǎn)速處于預設低轉(zhuǎn)速區(qū)域時，關閉所述第二廢氣循環(huán)閥，開啟所述第一廢氣循環(huán)閥。

可選的，所述控制裝置還用于：當所述柴油發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和扭矩同時滿足各自的常規(guī)工作范圍時，關閉所述第一廢氣循環(huán)閥，開啟所述第二廢氣循環(huán)閥。

可選的，所述控制裝置還用于：當接收到特定排放需求指令時，同時開啟所述第一廢氣循環(huán)閥和所述第二廢氣循環(huán)閥。

本實用新型還提供一種柴油發(fā)動機系統(tǒng)，所述柴油發(fā)動機系統(tǒng)包括如上所述的控制小排量柴油機排放的系統(tǒng)，以及顆粒過濾器、氧化催化器、渦輪增壓器、柴油發(fā)動機、中冷器裝置和空氣濾清器，所述空氣濾清器與渦輪增壓器連接，所述渦輪增壓器通過中冷器裝置與柴油發(fā)動機連接，所述柴油發(fā)動機通過渦輪增壓器與氧化催化器和顆粒過濾器連接，其中，所述控制小排量柴油機排放的系統(tǒng)中的第一廢氣循環(huán)閥連接在柴油發(fā)動機的排氣歧管與進氣歧管之間，第二廢氣循環(huán)閥連接在顆粒過濾器后的排氣尾管與空氣濾清器后的進氣管之間。

通過上述技術方案，根據(jù)柴油發(fā)動機的參數(shù)和預設參數(shù)范圍，對第一廢氣循環(huán)閥和第二廢氣循環(huán)閥的合理控制，能夠?qū)崿F(xiàn)降低氮氧化物的同時，確保車輛的動力性和經(jīng)濟性。

本實用新型的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本實用新型，但并不構成對本實用新型的限制。在附圖中：

圖1是本實用新型實施例提供的一種控制小排量柴油機排放的系統(tǒng)的示意圖；

圖2是本實用新型實施例提供的另一種控制小排量柴油機排放的系統(tǒng)的示意圖；

圖3是本實用新型實施例提供的一種柴油發(fā)動機系統(tǒng)的示意圖。

附圖標記說明

11 第一廢氣循環(huán)閥 12 第二廢氣循環(huán)閥

13 控制裝置 21 檢測裝置

3 排氣歧管 4 進氣歧管

5 顆粒過濾器 6 空氣濾清器

7 渦輪增壓器 8 氧化催化器

9 柴油發(fā)動機 10 中冷器裝置

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。

車載法排放主要考核的是車輛實際駕駛過程的排放情況，不同的應用對城市工況和城郊工況有不同的要求，尤其是輕卡及M類乘用車，考慮到實際駕駛情況，城市和城郊工況所占的比例要更高。柴油機采用SCR后處理裝置的排放控制路線可以很好的實現(xiàn)柴油發(fā)動機臺架試驗滿足排放要求，但是，由于SCR后處理裝置需要一定的安裝空間，鑒于此，輕卡及M類乘用車的空間有限，很難應用SCR排放路線。本實用新型針對搭載有顆粒過濾器的輕卡及M類乘用車，通過第一廢氣循環(huán)閥和第二廢氣循環(huán)閥的合理控制，實現(xiàn)對氮氧化物的降低，滿足國五、國六，特別是車載法排放法規(guī)要求。

本實用新型提供一種控制小排量柴油機排放的系統(tǒng)100，如圖1所示，所述系統(tǒng)100包括：

第一廢氣循環(huán)閥11，安裝在柴油發(fā)動機的排氣歧管與進氣歧管之間；

第二廢氣循環(huán)閥12，安裝在顆粒過濾器后的排氣尾管與空氣濾清器后的進氣管之間；以及

控制裝置13，用于根據(jù)柴油發(fā)動機的參數(shù)和預設參數(shù)范圍，控制所述第一廢氣循環(huán)閥和第二廢氣循環(huán)閥的工作狀態(tài)，以降低氮氧化物的排放。

通過上述技術方案，根據(jù)柴油發(fā)動機的參數(shù)和預設參數(shù)范圍，對第一廢氣循環(huán)閥和第二廢氣循環(huán)閥的合理、靈活的控制，實現(xiàn)降低氮氧化物，并在滿足輕卡及M類乘用車車載排放法規(guī)的前提下，確保車輛具備良好的動力加速性和燃油經(jīng)濟性。

其中，由于所述第一廢氣循環(huán)閥安裝在柴油發(fā)動機的排氣歧管與進氣歧管之間，故需要所述第一廢氣循環(huán)閥為耐高溫廢氣循環(huán)閥，抗熱疲勞。

第一廢氣循環(huán)閥安裝在排氣歧管與進氣歧管之間，根據(jù)渦輪增壓器前排氣壓力與進氣歧管進氣壓力之間的壓差，通過控制閥的開度變化，控制進入柴油發(fā)動機進氣歧管的排氣流量，從而實現(xiàn)進入柴油發(fā)動機氣缸內(nèi)空氣的氧氣含量，實現(xiàn)降低氮氧化物的目的，而第二廢氣循環(huán)閥安裝在顆粒過濾器后的排氣尾管與空氣濾清器后的進氣管之間，通過排氣壓力與渦輪增壓器入口前壓力之間的壓差，通過控制閥的開度變化，控制與新鮮空氣混合的廢氣流量，降低氣缸中氧氣的濃度，從而降低尾氣中氮氧化物的含量。通過第二廢氣循環(huán)閥回路進入進氣管的廢氣經(jīng)過顆粒過濾器過濾后與新鮮空氣混合，在經(jīng)過冷卻能力較強的中冷器裝置冷卻后，形成穩(wěn)定均勻的混合氣流，從而實現(xiàn)穩(wěn)定的燃燒。

另外，顆粒過濾器的工作原理主要有：排氣通過時微粒經(jīng)過擴散、截流、慣性碰撞、重力沉降等原理被過濾體捕集。捕集效率主要受到微粒粒徑、過濾體微孔孔徑、排氣流速、氣體溫度等因素影響，隨著工作時間的增長，過濾體內(nèi)堆積的微粒增多，柴油發(fā)動機的背壓將上升，影響柴油機的正常工作，需用燃燒等方法將這些顆粒除去，即顆粒過濾器的再生。

如圖2所示，所述系統(tǒng)還包括檢測裝置21，用于檢測排氣溫度和所述顆粒過濾器的壓差；

所述控制裝置13，根據(jù)所述檢測裝置21檢測到的排氣溫度和所述顆粒過濾器的壓差，控制所述顆粒過濾器執(zhí)行再生操作，并關閉所述第二廢氣循環(huán)閥，開啟所述第一廢氣循環(huán)閥。

其中，所述檢測裝置21包括排氣溫度傳感器，以及顆粒過濾器壓差傳感器。

利用現(xiàn)有技術中顆粒過濾器的再生技術，通過排氣溫度傳感器和顆粒過濾器壓差傳感器獲取的排氣溫度和所述顆粒過濾器的壓差，當所述排氣溫度和所述顆粒過濾器的壓差滿足再生操作的參數(shù)指標時，控制所述顆粒過濾器執(zhí)行再生操作。當所述顆粒過濾器執(zhí)行再生操作時，為了保護渦輪增壓器，關閉所述第二廢氣循環(huán)閥，通過所述第一廢氣循環(huán)閥降低氮氧化物的排放。

所述控制裝置控制所述第一廢氣循環(huán)閥和第二廢氣循環(huán)閥的工作狀態(tài)包括所述第一廢氣循環(huán)閥和第二廢氣循環(huán)閥的開啟和關閉，以及所述第一廢氣循環(huán)閥和第二廢氣循環(huán)閥的多個開啟角度。

具體的，所述控制裝置還用于：

當所述柴油發(fā)動機的轉(zhuǎn)速處于預設高轉(zhuǎn)速區(qū)域時，關閉所述第一廢氣循環(huán)閥，開啟所述第二廢氣循環(huán)閥；或者

當所述柴油發(fā)動機的轉(zhuǎn)速處于預設低轉(zhuǎn)速區(qū)域時，關閉所述第二廢氣循環(huán)閥，開啟所述第一廢氣循環(huán)閥。

例如，當柴油發(fā)動機處于高轉(zhuǎn)速低負荷工況時，增壓能力大，進氣能力強，渦輪增壓器前壓力低，進氣進入廢氣，對于第一廢氣循環(huán)閥而言，進氣倒吸入廢氣管路，故關閉所述第一廢氣循環(huán)閥，開啟所述第二廢氣循環(huán)閥。當柴油發(fā)動機處于低轉(zhuǎn)速高負荷下時，若開啟第二廢氣循環(huán)閥，由于過濾后可能存在大顆粒廢氣，對渦輪增壓器易造成破壞，因此關閉所述第二廢氣循環(huán)閥，開啟所述第一廢氣循環(huán)閥。

可選的所述控制裝置還用于：當所述柴油發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和扭矩同時滿足各自的常規(guī)工作范圍時，關閉所述第一廢氣循環(huán)閥，開啟所述第二廢氣循環(huán)閥。

例如，當車輛實際駕駛循環(huán)占比較大的區(qū)域時，為了燃油經(jīng)濟性，關閉所述第一廢氣循環(huán)閥，開啟所述第二廢氣循環(huán)閥。其中，所述駕駛循環(huán)為一個國家或組織針對某種特定類型的車輛所制定的，能夠代表某一地區(qū)的交通條件(例如城區(qū)、郊區(qū))的車速-時間歷程。

另外，所述控制裝置還用于：當接收到特定排放需求指令時，同時開啟所述第一廢氣循環(huán)閥和所述第二廢氣循環(huán)閥。

例如，當柴油發(fā)動機為滿足更嚴格的排放要求時，則同時開啟所述第一廢氣循環(huán)閥和所述第二廢氣循環(huán)閥，二者配合使用，降低氮氧化物的排放。

本實用新型還提供一種柴油發(fā)動機系統(tǒng)，如圖3所示，所述柴油發(fā)動機系統(tǒng)包括上述控制小排量柴油機排放的系統(tǒng)，其中，第一廢氣循環(huán)閥11安裝在柴油發(fā)動機9的排氣歧管3與進氣歧管4之間，第二廢氣循環(huán)閥12安裝在顆粒過濾器5后的排氣尾管與空氣濾清器6后的進氣管之間，所述柴油發(fā)動機系統(tǒng)還包括氧化催化器8、渦輪增壓器7和中冷器裝置10，其中所述渦輪增壓器7分別與空氣濾清器6、氧化催化器8、中冷器裝置10、以及柴油發(fā)動機9連接，所述柴油發(fā)動機9通過渦輪增壓器7與氧化催化器8和顆粒過濾器5連接。

根據(jù)輕卡及M類乘用車的實際駕駛循環(huán)工況，在控制裝置根據(jù)柴油發(fā)動機的參數(shù)和預設參數(shù)范圍，對第一廢氣循環(huán)閥和第二廢氣循環(huán)閥的工作狀態(tài)進行合理、靈活的分配，實現(xiàn)動力性、經(jīng)濟性及排放結(jié)果完美統(tǒng)一，在滿足M類乘用車車載排放合規(guī)的前提下，車輛具備良好的動力加速性及燃油經(jīng)濟性。

以上結(jié)合附圖詳細描述了本實用新型的優(yōu)選實施方式，但是，本實用新型并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本實用新型的技術構思范圍內(nèi)，可以對本實用新型的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實用新型的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本實用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本實用新型的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本實用新型的思想，其同樣應當視為本實用新型所公開的內(nèi)容。