[发明专利]缸内直喷天然气发动机冷起动及暖机排放控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发动机冷起动及暖机气体排放控制装置和方法，具体地说是一种缸内直喷天然气发动机冷起动及暖机排放控制系统和方法，属于发动机冷起动及暖机气体排放控制技术领域。

背景技术

节能和减排的需要刺激了发动机代用燃料、新型燃烧技术和排气后处理系统的发展，随着页岩气商业生产技术的成熟，天然气在能源市场中所占的份额增加，天然气车辆的使用已经成为控制城市大气污染的主要技术手段之一。

传统天然气发动机由于受爆震的限制，动力性和热效率低于同排量的柴油机，微量柴油引燃缸内直喷天然气发动机，由于采用天然气扩散燃烧技术，可以和柴油机采用同样的压缩比，提高了天然气发动机的效率，并降低了排放水平。

但EuroⅥ排放发动机采用WHTC试验方法，需要测试发动机冷起动时的瞬态排放，由于天然气发动机冷起动时壁面淬熄等原因容易燃烧不充分，同时冷起动时发动机的排气温度低，发动机后处理器不能起燃，导致天然气发动机冷起动时碳氢和一氧化碳排放很高，不能满足EuroⅥ排放法规的要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种缸内直喷天然气发动机冷起动及暖机排放控制系统和方法，能够有效控制缸内直喷天然 气发动机的冷起动及暖机排放，使发动机更容易满足EuroⅥ排放法规。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：一种缸内直喷天然气发动机冷起动及暖机排放控制系统，包括发动机、柴油供给装置、天然气供给装置和发动机电控系统，其特征是，还包括发动机后处理器和排气测量装置，所述发动机上设置有同心双轴针喷射器,所述同心双轴针喷射器分别与柴油供给装置和天然气供给装置相连通；所述发动机后处理器设置在发动机排气管的管路中，所述排气测量装置包括第一排气温度传感器、第二排气温度传感器、第一宽域氧传感器和第二宽域氧传感器，所述第一排气温度传感器和第一宽域氧传感器设置在发动机后处理器与发动机之间的排气管路中，所述第二排气温度传感器和第二宽域氧传感器设置在发动机后处理器后面的排气管路中，所述的第一排气温度传感器、第二排气温度传感器、第一宽域氧传感器和第二宽域氧传感器分别与发动机电控系统电连接。

优选地，所述柴油供给装置包括柴油共轨管、低压柴油泵、高压柴油泵和柴油轨压传感器，所述柴油共轨管的进油孔通过柴油管路与柴油箱相连通，柴油共轨管的出油孔与同心双轴针喷射器相连通，所述低压柴油泵设置在靠近柴油箱处的柴油管路中，所述高压柴油泵设置在低压柴油泵与柴油共轨管之间的柴油管路中，所述柴油轨压传感器设置在柴油共轨管内，所述的高压柴油泵和柴油轨压传感器分别与发动机电控系统电连接。

优选地，所述天然气供给装置包括天然气共轨管、天然气调压箱、稳压罐和天然气轨压传感器，所述天然气共轨管的进气口通过 天然气管路与天然气罐相连通，所述天然气调压箱设置在靠近天然气罐处的天然气管路中，所述稳压罐设置在天然气调压箱与天然气共轨管之间的天然气管路中，所述天然气轨压传感器设置在天然气共轨管内，所述的天然气调压箱和天然气轨压传感器分别与发动机电控系统电连接。

优选地，所述发动机的进气管路中设置有进气温度传感器和进气压力传感器，所述的进气温度传感器和进气压力传感器分别与发动机电控系统电连接。

优选地，所述发动机上还设置有转速传感器，所述转速传感器与发动机电控系统电连接。

本发明还提供了一种缸内直喷天然气发动机冷起动及暖机排放控制方法，用于控制缸内直喷天然气发动机冷起动及暖机的气体排放，其特征是，包括以下步骤：

标定发动机空燃比的控制脉谱图；

进行发动机引燃柴油预喷射，并调整引燃柴油预喷射参数来控制发动机的空燃比；

控制预喷柴油和主喷天然气的时间间隔；

进行发动机天然气主喷射，并调整天然气主喷射参数来控制发动机的空燃比；

控制天然气主喷和天然气后喷的时间间隔；

进行发动机天然气后喷射，并调整天然气后喷射参数来控制发动机的空燃比。

优选地，在进行发动机引燃柴油预喷射的过程中，通过调整预喷柴油的喷射量和喷射时刻来控制发动机的空燃比。

优选地，在进行发动机天然气主喷射的过程中，通过调整主喷天然气的喷射量和喷射时刻来控制发动机的空燃比。

优选地，在进行发动机天然气后喷射的过程中，通过调整后喷天然气的喷射量和喷射时刻来控制发动机的空燃比。