[发明专利]商用车天然气发动机二次空气供给系统及方法

说明书

本发明公开了一种商用车天然气发动机二次空气供给系统及方法，所述系统包括增压压力传感器，进气歧管压力传感器，发动机水温传感器，转速传感器，催化器前氧传感器，催化器后氧传感器，二次空气电磁阀，压缩空气储气罐压力传感器，车辆压缩空气储气罐及发动机控制单元。本发明的商用车天然气发动机二次空气供给系统中，由于商用车普遍配备压缩空气储气罐，二次空气的来源可谓就地取材，并且取消了二次空气泵、真空旁通阀等部件，在保证二次空气供给量与精度的前提下，降低了系统成本及复杂程度；另外，由于压缩空气储气罐里的空气压力远高于排气管里废气压力，因此可在发动机运行全工况范围内向排气管里补充新鲜空气，扩大了使用范围。本系统结构简单，安全可靠。

技术领域

本发明涉及一种商用车天然气发动机二次空气供给系统及方法，属于发动机排放控制领域。

背景技术

对于汽油发动机来说，为降低冷启动工况的污染物排放，需要向排气管里补充一定量的新鲜空气，以促进废气中HC及CO的氧化，同时HC与CO的氧化放热也能缩短三元催化器的起燃时间，使其更快的进入到高效率工作区。

上述新鲜空气的供应是通过二次空气系统完成的，其分两种，一种是带有空气泵的二次空气供给系统，通过一个电动空气泵向排气管里泵入新鲜空气，另一种是脉冲式二次空气供给系统，利用排气管里的排气脉冲来吸入新鲜空气。

但是对于前者，由于配备空气泵、真空旁通阀、分流阀等，因此增加了成本与系统复杂程度，而对于后者，由于是利用排气脉冲来吸入新鲜空气，因此对排气气流压力分布在设计上有较高的要求，同时所吸入的空气量也不大，有一定的使用局限性，且同样存在系统复杂成本高问题。

对于使用当量燃烧技术的天然气发动机的商用车而言，其燃烧方案与降排放措施与汽油发动机类似，当应用二次空气系统时，采用带有二次空气泵的空气系统存在技术复杂的不足，同时，与乘用车不同，商用车发动机机舱为敞开式，在排气管路上布置复杂的二次空气泵系统对部件可靠性也提出了更高的要求；另外，商用车排气系统设计精度不如乘用车，也限制了脉冲式二次空气系统的使用。因此，如果能提出一种简易可靠的商用车使用的二次空气系统，其意义重大。

发明内容

本发明目的是针对上述现有技术的不足，提出了一种商用车天然气发动机二次空气供给系统，包括系统结构和对应的控制方法，二次空气直接来源于商用车普遍配备的压缩空气储气瓶里的高压空气，通过一个电磁阀来控制高压空气供给量的多少，从而省去了二次空气泵等复杂部件，降低现有二次空气供给系统的复杂度，可维护性好，还能提供较高精度的二次空气供给量。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种商用车天然气发动机二次空气供给系统，其包括增压压力传感器，进气歧管压力传感器，发动机水温传感器，转速传感器，催化器前氧传感器，催化器后氧传感器，二次空气电磁阀，压缩空气储气罐压力传感器，车辆压缩空气储气罐及发动机控制单元；

所述天然气发动机的进气管上安装有节气门，所述节气门用于调节发动机进气量；

所述增压压力传感器安装于天然气发动机进气管上，并位于所述节气门的上游侧，用于计算天然气发动机进气量；所述进气歧管压力传感器安装于所述天然气发动机的进气管上，并位于所述节气门的下游侧，用于计算发动机进气量；

所述发动机水温传感器安装于天然气发动机的冷却回路上，以识别发动机的水温，进而可以用于判断发动机是否处于冷启动工况；

所述天然气发动机的排气管上安装有涡轮增压器；

所述转速传感器安装于天然气发动机的飞轮壳上，以识别天然气发动机转速，进而识别天然气发动机是否处于起动后工况；

所述天然气发动机的排气管上还设置有三元催化器，所述三元催化器位于所述涡轮增压器的下游侧；