的喷射测量，由于起动及暖机过程燃料总的喷射量少，且发动机温度低，排气温度较低，不能达到催化剂的起燃温度。为使排气温度迅速到达催化剂的起燃温度，但天然气主喷经过一定间隔之后，在燃烧过程的末期再后喷少量天然气，这部分天然气膨胀不充分，可以显著提高冷起动过程中的排气温度，使催化剂快速起燃。
[0047]为了实时控制冷起动及暖机过程中排气温度使之在催化剂的最佳起燃温度范围内，同时也检测催化器的工作状态，发动机电控系统通过发动机后处理器前的温度传感器采集发动机后处理器前的排气温度，并根据发动机电控系统中预先设定的程序控制，调整天然气后喷射过程的喷射参数，当检测到的排气温度偏低时增加后喷天然气量并推迟后喷时刻，当检测到的排气温度偏高时减少后喷天然气量并提前后喷时刻，直到排气温度在设定的最佳工作温度范围内。使发动机在不同环境温度、湿度的状况下，都能快速调整排气温度到合适范围。同时发动机电控系统通过对比发动机后处理器前、后的排气温度可以初步判断发动机后处理器是否开始工作，并为故障诊断提供数据。
[0048]发动机电控系统根据发动机后处理器前后的宽域氧传感器实时检测发动机后处理器前后排气中的氧含量，结合预先设定的数值，根据进气压力传感器和进气温度传感器采集的信息，控制柴油预喷射过程中的柴油喷射量及天然气主喷射和天然气后喷射过程中的天然气总喷射量。如果采集到的排气氧含量较高说明空燃比较大，适当增加柴油和天然气的总喷射量并推迟喷射时刻，减少空燃比到合适范围；如果采集到的排气氧含量较低说明空燃比偏小，适当减少柴油和天然气的总喷射量并提前喷射时刻，增大空燃比到合适范围。这样使发动机冷起动及暖机过程中的空燃比保持在一定范围内，实时发动机后处理器的高催化转化率。
[0049]以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.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。
2.根据权利要求1所述的缸内直喷天然气发动机冷起动及暖机排放控制系统，其特征是，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。
3.根据权利要求1所述的缸内直喷天然气发动机冷起动及暖机排放控制系统，其特征是，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。
4.根据权利要求1至3任一项所述的缸内直喷天然气发动机冷起动及暖机排放控制系统，其特征是，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。
5.根据权利要求1至3任一项所述的缸内直喷天然气发动机冷起动及暖机排放控制系统，其特征是，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。
6.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。
7.根据权利要求6所述的缸内直喷天然气发动机冷起动及暖机排放控制方法，其特征是，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。
8.根据权利要求6所述的缸内直喷天然气发动机冷起动及暖机排放控制方法，其特征是，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。
9.根据权利要求6所述的缸内直喷天然气发动机冷起动及暖机排放控制方法，其特征是，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。
10.根据权利要求6-9任一项所述的缸内直喷天然气发动机冷起动及暖机排放控制方法，其特征是，在进行缸内直喷天然气发动机冷起动及暖机排放控制过程中，实时采集排气温度和排气氧含量，并根据排气温度和排气氧含量进行调整引燃柴油预喷射参数、天然气主喷射参数和天然气后喷射参数。
【专利摘要】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，系统包括发动机、柴油供给装置、天然气供给装置、发动机电控系统、发动机后处理器和排气测量装置，发动机上设置有分别与柴油供给装置和天然气供给装置相连通的同心双轴针喷射器；发动机后处理器设置在发动机排气管的管路中，排气测量装置包括设置在发动机后处理器前后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。本发明提高了发动机的排气温度使其达到发动机后处理器的工作温度，同时控制空燃比使发动机在起动后催化剂能够迅速起燃，并在暖机过程中催化转化排气中的碳氢和一氧化碳，使发动机冷起动及暖机排放满足了EuroⅥ排放法规的要求。
【IPC分类】F02M43-04, F02D41-30, F01N11-00, F02B69-04
【公开号】CN104747285
【申请号】CN201510114364
【发明人】李娜, 张强
【申请人】济南大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月16日