缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)及暖機(jī)排放控制系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)及暖機(jī)氣體排放控制裝置和方法，具體地說是一種缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)及暖機(jī)排放控制系統(tǒng)和方法，屬于發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)及暖機(jī)氣體排放控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]節(jié)能和減排的需要刺激了發(fā)動(dòng)機(jī)代用燃料、新型燃燒技術(shù)和排氣后處理系統(tǒng)的發(fā)展，隨著頁巖氣商業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的成熟，天然氣在能源市場(chǎng)中所占的份額增加，天然氣車輛的使用已經(jīng)成為控制城市大氣污染的主要技術(shù)手段之一。
[0003]傳統(tǒng)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)由于受爆震的限制，動(dòng)力性和熱效率低于同排量的柴油機(jī)，微量柴油引燃缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)，由于采用天然氣擴(kuò)散燃燒技術(shù)，可以和柴油機(jī)采用同樣的壓縮比，提高了天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，并降低了排放水平。
[0004]但Euro VI排放發(fā)動(dòng)機(jī)采用WHTC試驗(yàn)方法，需要測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)的瞬態(tài)排放，由于天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)壁面淬熄等原因容易燃燒不充分，同時(shí)冷起動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度低，發(fā)動(dòng)機(jī)后處理器不能起燃，導(dǎo)致天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)碳?xì)浜鸵谎趸寂欧藕芨撸荒軡M足Eu1 VI排放法規(guī)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)及暖機(jī)排放控制系統(tǒng)和方法，能夠有效控制缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的冷起動(dòng)及暖機(jī)排放，使發(fā)動(dòng)機(jī)更容易滿足Euro VI排放法規(guī)。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是:一種缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)及暖機(jī)排放控制系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油供給裝置、天然氣供給裝置和發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)，其特征是，還包括發(fā)動(dòng)機(jī)后處理器和排氣測(cè)量裝置，所述發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)后處理器設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的管路中，所述排氣測(cè)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(dòng)機(jī)后處理器與發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)電連接。
[0007]優(yōu)選地，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(jìn)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(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)電連接。
[0008]優(yōu)選地，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(jìn)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(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)電連接。
[0009]優(yōu)選地，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管路中設(shè)置有進(jìn)氣溫度傳感器和進(jìn)氣壓力傳感器，所述的進(jìn)氣溫度傳感器和進(jìn)氣壓力傳感器分別與發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)電連接。
[0010]優(yōu)選地，所述發(fā)動(dòng)機(jī)上還設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器，所述轉(zhuǎn)速傳感器與發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)電連接。
[0011]本發(fā)明還提供了一種缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)及暖機(jī)排放控制方法，用于控制缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)及暖機(jī)的氣體排放，其特征是，包括以下步驟:
[0012]標(biāo)定發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比的控制脈譜圖；
[0013]進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)引燃柴油預(yù)噴射，并調(diào)整引燃柴油預(yù)噴射參數(shù)來控制發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比；
[0014]控制預(yù)噴柴油和主噴天然氣的時(shí)間間隔；
[0015]進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的空燃比；
[0016]控制天然氣主噴和天然氣后噴的時(shí)間間隔；
[0017]進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的空燃比。
[0018]優(yōu)選地，在進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)引燃柴油預(yù)噴射的過程中，通過調(diào)整預(yù)噴柴油的噴射量和噴射時(shí)刻來控制發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比。
[0019]優(yōu)選地，在進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)刻來控制發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比。
[0020]優(yōu)選地，在進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)刻來控制發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比。
[0021]優(yōu)選地，在進(jìn)行缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)及暖機(jī)排放控制過程中，實(shí)時(shí)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(jìn)行調(diào)整引燃柴油預(yù)噴射參數(shù)、天然氣主噴射參數(shù)和天然氣后噴射參數(shù)。
[0022]本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明通過在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)及暖機(jī)時(shí)采用微量柴油預(yù)噴、天然氣主噴和少量天然氣后噴的方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)燃燒過程的控制，提高了缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度，使排氣溫度達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)后處理器的工作溫度，同時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比，使發(fā)動(dòng)機(jī)在起動(dòng)后催化劑能夠迅速起燃，并在暖機(jī)過程中保持高效催化狀態(tài)，催化轉(zhuǎn)化排氣中的碳?xì)浜鸵谎趸?，達(dá)到降低缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)及暖機(jī)排放的目的，使其滿足Euro VI排放法規(guī)的要求。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明所述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明所述方法的邏輯流程圖；
[0025]圖1中，101柴油箱、102柴油軌壓傳感器、103柴油共軌管、104發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)、105天然氣共軌管、106轉(zhuǎn)速傳感器、107發(fā)動(dòng)機(jī)、108同心雙軸針噴射器、109第一排氣溫度傳感器、110第一寬域氧傳感器、111發(fā)動(dòng)機(jī)后處理器、112第二寬域氧傳感器、113第二排氣溫度傳感器、114排氣管、115進(jìn)氣管、116進(jìn)氣溫度傳感器、117進(jìn)氣壓力傳感器、118天然氣罐、119天然氣調(diào)壓箱、120穩(wěn)壓罐、121天然氣管路、122天然氣軌壓傳感器、123柴油管路、124高壓柴油泵、125低壓柴油泵。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為能清楚說明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過【具體實(shí)施方式】，并結(jié)合其附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。下文的公開提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)化本發(fā)明的公開，下文中對(duì)特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實(shí)施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)注意，在附圖中所圖示的部件不一定按比例繪制。本發(fā)明省略了對(duì)公知組件和處理技術(shù)及工藝的描述以避免不必要地限制本發(fā)明。
[0027]如圖1所示，本發(fā)明的一種缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)及暖機(jī)排放控制系統(tǒng)，包括