專利名稱：通過控制排溫實現(xiàn)重型柴油機低排放的方法及實施裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及重型柴油機，特別是涉及通過控制排氣溫度實現(xiàn)重型柴油機低排放的方法。
背景技術(shù)：
面對環(huán)境污染和能源匱乏，柴油機排放法規(guī)日益嚴(yán)格，這對實現(xiàn)柴油機高效、 清潔燃燒的排放控制技術(shù)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。柴油機在重型車領(lǐng)域的應(yīng)用占據(jù)著主導(dǎo)地 位，如何應(yīng)對近乎苛刻的排放要求是重型柴油機在發(fā)展過程中面臨的主要問題。眾所周知，柴油機的NOx和碳煙排放之間存在一種此消彼長的Trade-off關(guān)系， 改善一種排放的措施往往會帶來另一種排放的升高。因此，長期以來，人們一直在圍繞 如何改善兩者之間的Trade-off關(guān)系展開了深入的研究。目前，圍繞降低柴油機排放的研究已經(jīng)得到了廣泛的開展，在一些新型燃燒方 式(如HCCI、LTC> SCCI、PCCI等)方面取得了一定的進(jìn)展，在一定的工況范圍內(nèi)表 現(xiàn)出了實現(xiàn)超低排放(如美國EPA2010法規(guī))的潛力。但這些燃燒方式目前還存在應(yīng)用 的局限性，有諸多問題還需要解決，尤其是對覆蓋大負(fù)荷工況的重型柴油機來說，新型 燃燒方式很難覆蓋其全部工況范圍。在進(jìn)行燃燒控制和機內(nèi)凈化研究的同時，柴油機的后處理技術(shù)也得到了快速的 發(fā)展，如降低NOx的SCR(Selective Catalytic Reduction選擇性催化還原)技術(shù)、降低碳 煙和顆粒的 DOC (Diesel Oxidation Catalyst,氧化催化轉(zhuǎn)化器)禾Π DPF (Diesel Particulate Filter,顆粒捕集器)技術(shù)等。這些后處理技術(shù)雖然具有高的轉(zhuǎn)化效率，但存在著系統(tǒng)復(fù) 雜、成本高、轉(zhuǎn)化效率受邊界條件影響較大等問題，如SCR需要定時填充NH3來維持正 常工作，并存在NH3泄漏等問題，DOC存在催化器熱老化和催化劑中毒的問題，而DPF 的再生和可靠性問題會嚴(yán)重影響其使用。同時，使用后處理器還會降低柴油機在燃油經(jīng) 濟(jì)性方面的優(yōu)勢。因此，改善燃燒和降低排放還是需在機內(nèi)凈化(優(yōu)化燃燒過程，提高 熱效率和燃燒效率)的基礎(chǔ)上盡量減少復(fù)雜后處理器的使用。目前，SCR是一種相對成熟的NOx后處理技術(shù)，具有較高的轉(zhuǎn)化效率，但其高 效區(qū)存在于一個范圍狹窄的特定溫度區(qū)間(350°C 550°C)。因此，如果能夠在全工況范 圍內(nèi)控制SCR前的排氣溫度處于該高效區(qū)間，就可以大大提高SCR的轉(zhuǎn)化效率。若此時 通過進(jìn)氣管理、提高噴射壓力、優(yōu)化噴油定和噴射策略等措施，改善碳煙(微粒)排放， 從而減小對微粒后處理效率的要求。因此通過采用對排氣溫度控制的方法，可以在使用 SCR和DOC后處理器條件下滿足歐6排放要求。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種通過控制排溫實現(xiàn)重型柴油機低排放的方 法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，通過控制排溫實現(xiàn)重型柴油機低排放 的方法，借助于發(fā)動機的排溫控制單元實現(xiàn)，并包括下列步驟
(1)發(fā)動機的排溫電控單元分別讀取來自發(fā)動機曲軸傳感器的轉(zhuǎn)速信號和來自油 門踏板傳感器的負(fù)荷信號，并根據(jù)讀取到的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信號來判斷發(fā)動機運行在中、低 負(fù)荷還是高負(fù)荷工況，并讀取SCR上游的排溫信號判斷排溫是否處于所要求的350°C 550°C的SCR高效率轉(zhuǎn)化區(qū)間； (2)如果步驟(1)的判斷結(jié)果為發(fā)動機運行于低負(fù)荷工況，若低于350°C 550°C 的溫度范圍，則排溫電控單元根據(jù)預(yù)置的低負(fù)荷工況排溫控制策略，通過可變氣門機構(gòu) VVA控制排氣門正時(晚開或早關(guān))來減小冷的新鮮進(jìn)氣量、增加缸內(nèi)熱的殘余廢氣量 來提高燃燒后的缸內(nèi)工質(zhì)溫度，從而使排出氣缸的廢氣溫度也得到相應(yīng)提高，同時采用 安裝在排氣管路的電加熱裝置快速加熱廢氣，使廢氣溫度迅速達(dá)到350°C 550°C這一溫 度區(qū)間；(3)如步驟⑴中的判斷結(jié)果為發(fā)動機處于中等負(fù)荷工況，但排溫仍不能達(dá)到 350°C 550°C的要求，此時排溫電控單元根據(jù)預(yù)先優(yōu)化好的排溫控制策略，通過減小安 裝在進(jìn)氣管路上的電子節(jié)氣門開度來減小發(fā)動機的進(jìn)氣量，提高缸內(nèi)工質(zhì)的燃燒溫度和 排出的廢氣溫度，同時采用安裝在排氣管路的電加熱裝置快速加熱廢氣，使廢氣溫度迅 速達(dá)到350°C 550°C這一溫度區(qū)間要求；(4)如步驟⑴中的判斷結(jié)果為發(fā)動機處于高負(fù)荷工況，不會出現(xiàn)排溫低于 350°C的情況，此時如果排氣溫度超過了 550°C，排溫電控單元根據(jù)預(yù)置的排溫控制策 略，利用連接到排氣管路的旁通閥向廢氣中補充新鮮冷空氣降低排氣溫度到規(guī)定的溫度 區(qū)間；(5)除了采用VVA、電子節(jié)氣門、補充冷空氣等調(diào)節(jié)排氣溫度外，對排氣管路 要采取輔助的保溫措施，目的是使排氣管中的廢氣溫度盡量均勻，使進(jìn)入SCR的全部廢 氣溫度都保持在SCR高效的溫度區(qū)間；(6)除上述控制排氣溫度提高SCR效率、使NOx滿足歐6排放法規(guī)要求的措施 夕卜，同時要對燃燒過程進(jìn)行優(yōu)化，盡量提高燃油的噴射壓力、采用靈活可調(diào)的噴射控制 策略，以獲得較低的顆粒原始排放，在結(jié)合DOC后處理器情況下使顆粒能夠滿足歐6排 放法規(guī)的要求。通過控制排溫實現(xiàn)重型柴油機低排放的裝置，包括空氣濾清器，用于凈化進(jìn)入發(fā)動機的新鮮空氣；進(jìn)氣中冷器，利用循環(huán)水作為冷卻介質(zhì)，用于冷卻被增壓器壓縮過后溫度有所 升高的新鮮進(jìn)氣；電子節(jié)氣門，由步進(jìn)電機驅(qū)動并實時靈活控制開度，電子節(jié)氣門與控制單元相 連；可變氣門機構(gòu)VVA，用于靈活調(diào)節(jié)進(jìn)排氣正時和氣門升程，從而靈活控制新鮮 進(jìn)氣流量和殘余廢氣量，可變氣門機構(gòu)VVA與控制單元相連；空氣壓縮機，通過皮帶傳動系由發(fā)動機曲軸帶動，通過控制旁通空氣控制閥可 向排放管路提供溫度相對較低的新鮮冷空氣，以降低排氣管路中SCR上游的排氣溫度， 旁通空氣控制閥與控制單元相連；電加熱器，用于提高排氣溫度，電加熱器與控制單元相連；溫度傳感器安裝在SCR上游，并與控制單元相連；
SCR用于降低NOx排放；DOC,用于尾氣后處理；控制單元接收來自曲軸轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速信號和油門踏板傳感器的負(fù)荷信號。控制單元為16位微處理器控制芯片。本發(fā)明具備如下技術(shù)效果(1)具有無源喚醒功能的有源標(biāo)簽待機功耗超低，電池壽命理論上可達(dá)普通有源喚醒標(biāo)簽的7倍。(2)具有無源喚醒功能的有源標(biāo)簽的閱讀距離遠(yuǎn)大于無源標(biāo)簽，能夠滿足遠(yuǎn)距離 工作的要求


圖1是本發(fā)明的一種通過控制排氣溫度實現(xiàn)重型柴油機低排放的裝置示意圖。 圖中，1.空氣濾清器2.增壓器3.進(jìn)氣中冷器4.電子節(jié)氣門5.可變氣門機構(gòu)(VVA) 6.皮帶傳動系7.空氣壓縮機8.旁通空氣控制閥9.電加熱器10.溫度傳感器11.SCR12. DOC。圖2是本發(fā)明的排溫控制原理圖。
具體實施例方式如果能夠在全工況范圍控制SCR前的排氣溫度處于該高效區(qū)間，就可以大大提 高SCR的轉(zhuǎn)化效率；此時再通過提高噴射壓力、優(yōu)化噴射策略和進(jìn)氣管理等措施，改善 碳煙(微粒)排放，從而減小對微粒后處理器的要求。因此通過采用排溫控制的方法， 可以在使用SCR和DOC后處理器條件下滿足歐6排放要求。本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)已有技術(shù)的不足，提出一種通過控制重型柴油機排溫 來提高SCR對NOx的轉(zhuǎn)化效率，在不采用EGR技術(shù)的情況下使NOx排放滿足歐6排放 法規(guī)；通過提高缸內(nèi)噴油壓力和燃燒優(yōu)化降低顆粒排放，在采用DOC的條件下使顆粒滿 足歐6要求，從而實現(xiàn)重型柴油機低排放的控制方法。本發(fā)明的通過排氣溫度控制實現(xiàn)重型柴油機低排放的方法，包括以下步驟(1)發(fā)動機的排溫電控單元分別讀取來自發(fā)動機曲軸傳感器的轉(zhuǎn)速信號和來自 油門踏板傳感器的負(fù)荷信號，并根據(jù)讀取到的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信號來判斷發(fā)動機運行在中、 低負(fù)荷還是高負(fù)荷工況。讀取SCR上游的排溫信號判斷排溫是否處于所要求的350°C 5500C的SCR高效轉(zhuǎn)率化區(qū)間。(2)如果步驟⑴的判斷結(jié)果為發(fā)動機運行于低負(fù)荷工況，此時排氣溫度一般比 較低。若低于350°C 550°C的溫度范圍，則排溫電控單元根據(jù)預(yù)置的低負(fù)荷工況排溫控 制策略，通過可變氣門機構(gòu)(VVA)控制排氣門正時(晚開或早關(guān))來減小冷的新鮮進(jìn)氣 量、增加缸內(nèi)熱的殘余廢氣量來提高燃燒后的缸內(nèi)工質(zhì)溫度，從而使排出氣缸的廢氣溫 度也得到相應(yīng)提高，同時采用安裝在排氣管路的電加熱裝置快速加熱廢氣，使廢氣溫度 迅速達(dá)到350°C 550°C這一溫度區(qū)間。小負(fù)荷工況采用VVA減少進(jìn)氣量，相對調(diào)整節(jié) 氣門可以大大減小泵氣損失，保持較好的燃油經(jīng)濟(jì)性，同時小負(fù)荷情況下顆粒生成量很 小，缸內(nèi)殘余廢氣的增多不會造成顆粒明顯增多。
(3)如步驟(1)中的判斷結(jié)果為發(fā)動機處于中等負(fù)荷工況，但排溫仍不能達(dá)到 350°C 550°C的要求(中等負(fù)荷排氣溫度一般不會超過550°C，有可能出現(xiàn)低于350°C 的情況)，此時排溫電控單元根據(jù)預(yù)先優(yōu)化好的排溫控制策略，通過減小安裝在進(jìn)氣管路 上的電子節(jié)氣門開度來減小發(fā)動機的進(jìn)氣量，提高缸內(nèi)工質(zhì)的燃燒溫度和排出的廢氣溫 度，同時采用安裝在排氣管路的電加熱裝置快速加熱廢氣，使廢氣溫度迅速達(dá)到350°C 550°C這一溫度區(qū)間要求。(4)如步驟(1)中的判斷結(jié)果為發(fā)動機處于高負(fù)荷工況，不會出現(xiàn)排溫低于 350°C的情況。此時如果排氣溫度超過了 550°C，排溫電控單元根據(jù)預(yù)置的排溫控制策 略，利用連接到排氣管路的旁通閥向廢氣中補充新鮮冷空氣降低排氣溫度到規(guī)定的溫度 區(qū)間，補充的新鮮空氣來自一個發(fā)動機皮帶輪驅(qū)動的壓氣機； (5)除了采用VVA、電子節(jié)氣門、補充冷空氣等調(diào)節(jié)排氣溫度外，對排氣管路 要采取輔助的保溫措施，目的是使排氣管中的廢氣溫度盡量均勻，使進(jìn)入SCR的全部廢 氣溫度都保持在SCR高效的溫度區(qū)間，從而保證SCR較高的催化效率；(6)除上述控制排氣溫度提高SCR效率、使NOx滿足歐6排放法規(guī)要求的措施 夕卜，同時要對燃燒過程進(jìn)行優(yōu)化，如盡量提高燃油的噴射壓力、采用靈活可調(diào)的噴射策 略等，以獲得較低的顆粒原始排放，在結(jié)合DOC后處理器情況下使顆粒能夠滿足歐6排 放法規(guī)的要求。下面結(jié)合附圖和具體實施例對發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖1所示為本發(fā)明的一種通過控制重型柴油機(匹配傳統(tǒng)單級帶旁通閥的廢氣 渦輪增壓器)排氣溫度實現(xiàn)低排放的裝置示意圖。在發(fā)動機的進(jìn)氣系統(tǒng)中安裝有空氣濾清器1、進(jìn)氣中冷器3、電子節(jié)氣門4和可 變氣門機構(gòu)5(VVA)。空氣濾清器1主要是凈化進(jìn)入發(fā)動機的新鮮空氣；進(jìn)氣中冷器3利 用循環(huán)水作為冷卻介質(zhì)，用于冷卻被增壓器壓縮過后溫度有所升高的新鮮進(jìn)氣，進(jìn)氣溫 度下降一方面會提高進(jìn)氣密度，增加了進(jìn)氣量，另一方面降低進(jìn)氣溫度，使缸內(nèi)的燃燒 溫度有所下降，有利于減少NOx的排放；電子節(jié)氣門4是由步進(jìn)直流電機驅(qū)動并由控制 程序?qū)崟r靈活控制其開度，節(jié)氣門開度越大，則進(jìn)氣有效流通面積就越大，進(jìn)氣量則增 力口，反之，進(jìn)氣量則減少；可變氣門機構(gòu)5(VVA)能靈活調(diào)節(jié)進(jìn)排氣正時和氣門升程， 從而靈活控制新鮮進(jìn)氣流量和殘余廢氣量(內(nèi)部EGR)。排氣管路連接和安裝有空氣壓縮機7、旁通空氣控制閥8、電加熱器9、溫度傳 感器10、SCR 11、DOC 12等?？諝鈮嚎s機7是通過皮帶傳動系6由發(fā)動機曲軸帶動， 通過控制旁通空氣控制閥8可向排放管路提供溫度相對較低的新鮮冷空氣，以降低排氣 管路中SCR上游的排氣溫度；通過溫度傳感器10判斷排氣溫度高低，控制電加熱器9能 提高排氣溫度；SCR 11用于降低NOx排放，但其高效率區(qū)所處溫度窗口較窄(350°C 550°C),如何控制排氣溫度處于該溫度范圍，使SCR始終保持較高的NOx轉(zhuǎn)化效率是本 發(fā)明的技術(shù)重點。該發(fā)明主要是通過采用VVA、電子節(jié)氣門、電加熱器和在SCR上游的 排氣補充新鮮冷空氣等技術(shù)措施，實現(xiàn)排氣溫度分布于SCR高轉(zhuǎn)化效率所在溫度區(qū)域； DOC 12對發(fā)動機的HC和CO具有較高的轉(zhuǎn)化效率，并對微粒中SOF具有一定的轉(zhuǎn)化效 率。本發(fā)明通過提高噴油壓力，調(diào)整噴油控制策略，優(yōu)化缸內(nèi)燃燒過程以降低發(fā)動機微 粒的原始排放，并耦合DOC實現(xiàn)重型柴油機微粒排放以滿足歐6排放法規(guī)要求(DOC布置在SCR下游)。如圖2所示，本發(fā)明實現(xiàn)排溫控制主要機構(gòu)是由排溫電控單元統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制。 根據(jù)對排氣溫度的控制目標(biāo)，經(jīng)過大量的臺架性能試驗確定各個工況下VVA，電子節(jié) 氣門、旁通空氣控制閥、電加熱器的綜合控制策略，將其制定成全工況范圍內(nèi)(中小負(fù) 荷、大負(fù)荷)的綜合控制MAP寫入排溫電控單元?？刂七^程為發(fā)動機排溫電控單元首先 接受油門踏板、轉(zhuǎn)速傳感器信號判斷其當(dāng)前所處的工況，并經(jīng)SCR上游的溫度傳感器實 時判斷當(dāng)前溫度狀況，排溫電控單元根據(jù)事先制定的全工況范圍內(nèi)的排溫控制策略，通 過控制MAP協(xié)調(diào)控制各部件，以達(dá)到對排氣溫度控制的目標(biāo)和要求。排溫電控單元，是實現(xiàn)所需功能的控制中心，其控制芯片有多種選擇，如可選 擇飛思卡爾(Freescale)公司的16位控制芯片(型號EVB9S12XEP100)即可滿足開發(fā)要 求。電控單元連接曲軸轉(zhuǎn)速傳感器和油門踏板傳感器，并通過控制信號線根據(jù)控制策略 制定的控制MAP協(xié)調(diào)控制VVA，電子節(jié)氣門、旁通空氣控制閥和電加熱器等裝置，實現(xiàn) 對運行工況排氣溫度的實時控制和調(diào)節(jié)，使排氣溫度滿足目標(biāo)要求。本發(fā)明是通過排溫電控單元判斷發(fā)動機所運行的工況及該工況下的排氣溫度， 根據(jù)發(fā)動機工況和排氣溫度特性采用不同的技術(shù)措施以達(dá)到控制排氣溫度的目的。如圖 1和圖2所示，發(fā)動機排溫電控單元通過曲軸轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速信號和油門踏板傳感器的負(fù) 荷信號來判斷發(fā)動機運行在何種工況(中、低負(fù)荷還是高負(fù)荷工況)，并通過讀取安裝在 SCR上游的溫度傳感器10的排氣溫度信號來判讀是否處于SCR高轉(zhuǎn)化效率所在溫度區(qū)間 (350°C 550°C )。具體實施如下所述(1)如果排溫電控單元判斷當(dāng)前發(fā)動機運行在低負(fù)荷工況，此時排氣溫度一般比 較低，若低于350°C 550°C的溫度范圍，則排溫電控單元根據(jù)預(yù)置的低負(fù)荷工況排溫控 制策略，通過可變氣門機構(gòu)(VVA)5控制排氣門正時(晚開或早關(guān))來減小冷的新鮮進(jìn)氣 量、增加缸內(nèi)熱的殘余廢氣量來提高燃燒后的缸內(nèi)工質(zhì)溫度，從而使排出氣缸的廢氣溫 度也得到相應(yīng)提高。同時采用安裝在排氣管路的電加熱裝置9快速加熱廢氣，使廢氣溫 度迅速達(dá)到350°C 550°C這一溫度區(qū)間要求。(2)如果排溫電控單元判斷當(dāng)前發(fā)動機處在中等負(fù)荷工況，但排氣溫仍不能達(dá)到 350°C 550°C的要求，此時排溫電控單元根據(jù)預(yù)先優(yōu)化好的排溫控制策略，通過減小安 裝在進(jìn)氣管路上的電子節(jié)氣門4的開度來減小發(fā)動機的進(jìn)氣量，提高缸內(nèi)工質(zhì)的燃燒溫 度和排出的廢氣溫度，同時采用安裝在排氣管路的電加熱裝置9快速加熱廢氣，使廢氣 溫度迅速達(dá)到350°C 550°C這一溫度要求。(3)如果排溫電控單元判斷當(dāng)前發(fā)動機處于高負(fù)荷工況，此時發(fā)動機排溫一般不 會出現(xiàn)低于350°C的情況。此時如果排氣溫度超過了 550°C，排溫電控單元根據(jù)預(yù)置的排 溫控制策略，打開連接到排氣管路的旁通閥8向SCR上游的廢氣中補充溫度較低的新鮮 冷空氣以降低排氣溫度到規(guī)定的溫度區(qū)間，補充的新鮮空氣由發(fā)動機皮帶傳動系6所驅(qū) 動的壓氣機7提供。本發(fā)明采用VVA、電子節(jié)氣門、排氣電加熱和向SCR上游補充新鮮冷空氣等技 術(shù)措施，根據(jù)發(fā)動機運行工況，由排溫電控單元統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制各部件，以達(dá)到調(diào)節(jié)排氣 溫度的要求，此外，為使SCR上游的排氣管中的廢氣溫度盡量均勻，使流入SCR的全部 廢氣溫度都保持在SCR高效率的溫度區(qū)間(350°C 550°C)，排氣管路還采取輔助的保溫措施， 目的是始終保證SCR具有較高的催化效率。除采用上述控制排氣溫度以提高SCR 轉(zhuǎn)化效率，使NOx排放滿足歐6排法法規(guī)要求的措施外，同時需要提高燃油的噴射壓 力、調(diào)整噴油定時、采用靈活可調(diào)的噴射控制策略并優(yōu)化進(jìn)氣參數(shù)等技術(shù)措施來改善柴 油機缸內(nèi)燃燒過程，提高燃燒效率，以獲得較低的顆粒原始排放和良好的燃油經(jīng)濟(jì)性， 并結(jié)合DOC后處理器使顆粒排放完全能達(dá)到歐6排放法規(guī)的要求。
權(quán)利要求
1.一種通過控制排溫實現(xiàn)重型柴油機低排放的方法，其特征是，借助于發(fā)動機的排 溫控制單元實現(xiàn)，并包括下列步驟(1)發(fā)動機的排溫控制單元分別讀取來自發(fā)動機曲軸傳感器的轉(zhuǎn)速信號和來自油門踏 板傳感器的負(fù)荷信號，并根據(jù)讀取到的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信號來判斷發(fā)動機運行在中、低負(fù)荷 還是高負(fù)荷工況，讀取SCR上游的排溫信號判斷排溫是否處于所要求的350°C 550°C的 SCR高效轉(zhuǎn)化區(qū)間；(2)如果步驟(1)的判斷結(jié)果為發(fā)動機運行于低負(fù)荷工況，若低于350°C 550°C的溫 度范圍，則排溫控制單元根據(jù)預(yù)置的低負(fù)荷工況排溫控制策略，通過可變氣門機構(gòu)VVA 控制排氣門正時(晚開或早關(guān))來減小冷的新鮮進(jìn)氣量、增加缸內(nèi)熱的殘余廢氣量來提 高燃燒后的缸內(nèi)工質(zhì)溫度，從而使排出氣缸的廢氣溫度也得到相應(yīng)提高，同時采用安裝 在排氣管路的電加熱裝置快速加熱廢氣，使廢氣溫度迅速達(dá)到350°C 550°C這一溫度區(qū) 間；小負(fù)荷工況采用VVA減少進(jìn)氣量，相對調(diào)整節(jié)氣門可以大大減小泵氣損失，保持較 好的燃油經(jīng)濟(jì)性，同時小負(fù)荷情況下顆粒生成量很小，缸內(nèi)殘余廢氣的增多不會造成顆 粒明顯增多；(3)如步驟(1)中的判斷結(jié)果為發(fā)動機處于中等負(fù)荷工況，但排溫仍不能達(dá)到 350°C 550°C的要求，此時排溫控制單元根據(jù)預(yù)先優(yōu)化好的排溫控制策略，通過減小安 裝在進(jìn)氣管路上的電子節(jié)氣門開度來減小發(fā)動機的進(jìn)氣量，提高缸內(nèi)工質(zhì)的燃燒溫度和 排出的廢氣溫度，同時采用安裝在排氣管路的電加熱裝置快速加熱廢氣，使廢氣溫度迅 速達(dá)到350°C 550°C這一溫度區(qū)間要求；(4)如步驟(1)中的判斷結(jié)果為發(fā)動機處于高負(fù)荷工況，不會出現(xiàn)排溫低于350°C的 情況，此時如果排氣溫度超過了 550°C，排溫控制單元根據(jù)預(yù)置的排溫控制策略，利用連 接到排氣管路的旁通閥向廢氣中補充新鮮冷空氣降低排氣溫度到規(guī)定的溫度區(qū)間，補充 的新鮮空氣來自一個發(fā)動機皮帶輪驅(qū)動的壓氣機；(5)除了采用VVA、節(jié)氣門、補充冷空氣等調(diào)節(jié)排氣溫度外，對排氣管路要采取輔 助的保溫措施，目的是使排氣管中的廢氣溫度盡量均勻，使進(jìn)入SCR的全部廢氣溫度都 保持在SCR高效的溫度區(qū)間；(6)除上述控制排氣溫度提高SCR效率、使NOx滿足歐6排放法規(guī)要求的措施外， 同時要對燃燒過程進(jìn)行優(yōu)化，盡量提高燃油的噴射壓力、采用靈活可調(diào)的噴射策略，以 獲得低的顆粒原始排放，在結(jié)合DOC后處理器情況下使顆粒能夠滿足歐6排放法規(guī)的要 求。
2.—種通過控制排溫實現(xiàn)重型柴油機低排放的裝置，其特征是，包括空氣濾清器，用于凈化進(jìn)入發(fā)動機的新鮮空氣；進(jìn)氣中冷器，利用循環(huán)水作為冷卻介質(zhì)，用于冷卻被增壓器壓縮過后溫度有所升高 的新鮮進(jìn)氣；電子節(jié)氣門，由步進(jìn)電機驅(qū)動并實時靈活控制開度，電子節(jié)氣門與控制單元相連；可變氣門機構(gòu)VVA，用于靈活調(diào)節(jié)進(jìn)排氣正時和氣門升程，從而靈活控制新鮮進(jìn)氣 流量和殘余廢氣量，可變氣門機構(gòu)VVA與控制單元相連；空氣壓縮機，通過皮帶傳動系由發(fā)動機曲軸帶動，通過控制旁通空氣控制閥可向排 放管路提供溫度相對較低的新鮮冷空氣，以降低排氣管路中SCR上游的排氣溫度，旁通空氣控制閥與控制單元相連；電加熱器，用于提高排氣溫度，電加熱器與控制單元相連； 溫度傳感器安裝在SCR上游，并與控制單元相連； SCR用于降低NOx排放； DOC,用于尾氣后處理；控制單元接收來自曲軸轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速信號和油門踏板傳感器的負(fù)荷信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種通過控制排溫實現(xiàn)重型柴油機低排放的裝置，其特征 是，控制單元為16位微處理器控制芯片。
全文摘要
本發(fā)明涉及重型柴油機排放控制。為提供一種通過控制排溫實現(xiàn)重型柴油機低排放的方法，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，通過控制排溫實現(xiàn)重型柴油機低排放的方法及實施裝置，借助于發(fā)動機的排溫控制單元實現(xiàn)，并包括下列步驟(1)發(fā)動機的排溫電控單元分別讀取來自發(fā)動機曲軸傳感器的轉(zhuǎn)速信號和來自油門踏板傳感器的負(fù)荷信號；(2)如果步驟(1)的判斷結(jié)果控制廢氣溫度；(3)除了采用VVA、電子節(jié)氣門、補充冷空氣等調(diào)節(jié)排氣溫度外，對排氣管路要采取輔助的保溫措施；(4)同時要對燃燒過程進(jìn)行優(yōu)化，盡量提高燃油的噴射壓力、采用靈活可調(diào)的噴射控制策略。本發(fā)明主要應(yīng)用于重型柴油機排放控制。
文檔編號F02D43/00GK102022214SQ20101055581
公開日2011年4月20日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者堯命發(fā), 鄭尊清, 陳貴升 申請人:天津大學(xué)