专利名称：天然气发动机排放控制方法
技术领域：
本发明涉及一种天然气发动机排放控制方法，尤其是多点电控喷
射稀燃天然气发动机欧m排放控制方法。
背景技术：
随着能源短缺和环境污染问题的日益严重，天然气发动机以其良 好的能源替代性和排放特性在国内大规模推广应用。但是，国内使用 的天然气发动机多为机械混合器式，采取理论空燃比燃烧方式。这种 发动机因其热负荷高而难以提高功率，同时，发动机的排放较难达到
欧m标准。采用稀薄燃烧方式的天然气发动机可以保持与柴油机接近 的热负荷，发动机可以做到大功率要求。通过合理的燃烧和排放开发 使稀燃天然气发动机达到欧ni排放水平是国内各发动机厂家和研发 机构致力实现的目标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种天然气发动机排放控制方法。该方法 为通过分区控制空燃比实现缸内有效控制NOx排放，同时采用氧化
催化器降低hc及co排放，使发动机达到欧m标准。
本发明的技术方案是这样实现的 一种天然气发动机排放控制方
法，其特征在于将发动机空燃比脉谱图进行分区控制；通过分区控制空燃比实现缸内有效控制NOx排放，同时采用氧化催化器降低HC 及CO排放。其具体步骤为第一步，将发动机脉谱图划分为A、 B、 C、 D、 E、 F和G七个区域；A区为转速从怠速到m、负荷从70% 到100%的区域，B区为转速从n,到n2、负荷从70%到100%的区域，C 区为转速从112到nhi(调速特性上功率达到70%最大功率时的转速)、 负荷从70°/。到100°/。的区域，D区为转速从怠速到n,、负荷低于70% 的区域,E区为转速从n！到n2、负荷从20%到70%的区域,F区为转速 从n2到n。(最高空转转速)、负荷低于70%的区域,G区为转速从m到 n2、负荷低于20%的区域；其中，n产nto+20。/。(nhi—n!。)，n产nj。+80。/0 (nhi—ni。) ，nto是50。/。最大功率下的转速；第二步，在A区，过量空 气系数控制在1.2左右，使燃烧完善，但需要保证排温在允许的范围 内；在B、 C和E区域，使过量空气系数达到1.4 1.58;对于中小负 荷的D、 F和G区域，主要追求发动机的燃料经济性和燃烧稳定性， 在保证燃烧稳定的情况下，使过量空气系数尽可能大；第三步，根据 各工况的功率要求，计算出所需要的天然气消耗量；根据各工况所在 区域的过量空气系数要求，确定出对应的空气量；第四步，在进行发 动机的性能开发和电控标定时，采用多点电控顺序喷射系统，按照第 三步确定的各工况的天然气消耗量和空气量进行精确控制，同时，测 量发动机的功率、NOx和过量空气系数；第五步，如果功率和NOx 达到开发目标，则各工况天然气消耗量和空气量确定；如果不能达到 开发目标，则着重对B、 E和C区域内各点的过量空气系数加大，重 复第三、四步工作，直到功率达到开发目标，NOx排放达到欧III标准；第六步，匹配氧化催化转化器，使CO和HC排放达到欧III标准。
本发明的积极效果在于在电控天然气发动机上，采用该发明的 方法可以使发动机达到欧III标准的同时，发动机保持原柴油机相当的 动力性，发动机燃烧稳定，噪声小。
图1为本发明的示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述CA6SE1系列天然气发
动机即使用该天然气发动机欧III排放控制方法，其具体步骤为第一
步，将发动机脉谱图划分为A、 B、 C、 D、 E、 F和G七个区域。A 区为转速从怠速到 、负荷从70%到100%的区域，B区为转速从ni 到n2、负荷从70%到100%的区域,C区为转速从n2到1^(调速特性上 功率达到70%最大功率时的转速)、负荷从70%到100%的区域，D区 为转速从怠速到ni、负荷低于70%的区域，E区为转速从m到n2、负 荷从20%到70%的区域，F区为转速从n2到no(最高空转转速)、负荷 低于70%的区域，G区为转速从ni到n2、负荷低于20%的区域。其中， ni=nlo+20% (nhiil0) ,n2=nlo+80% (nhiilo) ，n!。是50。/。最大功率 下的转速。第二步，在A区，过量空气系数控制在1.2左右，使燃烧 完善，但需要保证排温在允许的范围内。在B、 C和E区域，使过量 空气系数达到1.4 1.58。对于中小负荷的D、 F和G区域，主要追求 发动机的燃料经济性和燃烧稳定性，在保证燃烧稳定的情况下，使过 量空气系数尽可能大。第三步，根据各工况的功率要求，计算出所需要的天然气消耗量。根据各工况所在区域的过量空气系数要求，确定 出对应的空气量。第四步，在进行发动机的性能开发和电控标定时， 采用多点电控顺序喷射系统，按照第三步确定的各工况的天然气消耗
量和空气量进行精确控制，同时，测量发动机的功率、NOx和过量 空气系数。第五步，如果功率和NOx达到开发目标，则各工况天然 气消耗量和空气量确定。如果不能达到开发目标，则着重对B、 e和 C区域内各点的过量空气系数加大，重复第三、四步工作，直到功率
达到开发目标，nox排放达到欧ni标准。第六步，匹配氧化催化转 化器，使co和Hc排放达到欧m标准。
经过发动机台架试验验证，该发动机的排放满足欧III标准要求， 发动机保持了原柴油机的动力性，而且，发动机工作平稳。
权利要求
1、一种天然气发动机排放控制方法，其特征在于将发动机空燃比脉谱图进行分区控制；通过分区控制空燃比实现缸内有效控制NOx排放，同时采用氧化催化器降低HC及CO排放。
2、 根据权利要求1所述的一种天然气发动机欧III排放控制方法， 其特征在于具体步骤为第一步，将发动机脉谱图划分为A、 B、 C、 D、 E、 F禾n G七个区域；A区为转速从怠速到化、负荷从70%到100% 的区域,B区为转速从ni到n2、负荷从70%到100%的区域,C区为转 速从112到nhi(调速特性上功率达到70%最大功率时的转速)、负荷从 70%到100%的区域,D区为转速从怠速到m、负荷低于70%的区域,E 区为转速从n！到n2、负荷从20%到70%的区域，F区为转速从112到 no(最高空转转速)、负荷低于70%的区域，G区为转速从m到ri2、负 荷低于20%的区域；其中，ni=nlo+20% (nhi—nl0) ,n2=nlo+80% (nhi —ni。) ，rn。是50M最大功率下的转速；第二步，在A区，过量空气系 数控制在L2左右，使燃烧完善，但需要保证排温在允许的范围内； 在B、 C和E区域，使过量空气系数达到L4 1.58;对于中小负荷的 D、 F和G区域，主要追求发动机的燃料经济性和燃烧稳定性，在保 证燃烧稳定的情况下，使过量空气系数尽可能大；第三步，根据各工 况的功率要求，计算出所需要的天然气消耗量；根据各工况所在区域 的过量空气系数要求，确定出对应的空气量；第四步，在进行发动机 的性能开发和电控标定时，采用多点电控顺序喷射系统，按照第三步 确定的各工况的天然气消耗量和空气量进行精确控制，同时，测量发动机的功率、NOx和过量空气系数；第五步，如果功率和NOx达到 开发目标，则各工况天然气消耗量和空气量确定；如果不能达到开发 目标，则着重对B、 E和C区域内各点的过量空气系数加大，重复第 三、四步工作，直到功率达到开发目标，NOx排放达到欧III标准； 第六步，匹配氧化催化转化器，使CO和HC排放达到欧III标准。
全文摘要
本发明涉及一种天然气发动机排放控制方法，其特征在于将发动机空燃比脉谱图进行分区控制；通过分区控制空燃比实现缸内有效控制NOx排放，同时采用氧化催化器降低HC及CO排放。采用该控制方法进行发动机的性能开发和电控标定，发动机排放达到欧III标准，同时发动机保持原柴油机相当的动力性，发动机燃烧稳定，噪声小。
文档编号F02M21/02GK101302970SQ200710055619
公开日2008年11月12日 申请日期2007年5月11日 优先权日2007年5月11日
发明者窦慧莉, 涛 闫 申请人:中国第一汽车集团公司