缸内高压直喷天然气发动机冷起动及暖机排放控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种发动机冷起动及暖机气体排放控制装置，具体地说是一种缸内高压直喷天然气发动机冷起动及暖机排放控制系统，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】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]但Euro VI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Eu1 VI排放法规的要求。
【实用新型内容】
[0005]针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种缸内高压直喷天然气发动机冷起动及暖机排放控制系统，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Euro VI排放法规。
[0006]本实用新型解决其技术问题采取的技术方案是:一种缸内高压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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]本实用新型还提供了一种利用所述控制系统进行排放控制的方法，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:
[0012]标定发动机空燃比的控制脉谱图；
[0013]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；
[0014]控制预喷柴油和主喷天然气的时间间隔；
[0015]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；
[0016]控制天然气主喷和天然气后喷的时间间隔；
[0017]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。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]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。
[0021]优选地，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。
[0022]本实用新型的有益效果如下:本实用新型通过在发动机冷起动及暖机时采用微量柴油预喷、天然气主喷和少量天然气后喷的方式来实现对燃烧过程的控制，提高了缸内直喷天然气发动机的排气温度，使排气温度达到发动机后处理器的工作温度，同时控制发动机的空燃比，使发动机在起动后催化剂能够迅速起燃，并在暖机过程中保持高效催化状态，催化转化排气中的碳氢和一氧化碳，达到降低缸内直喷天然气发动机冷起动及暖机排放的目的，使其满足Euro VI排放法规的要求。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型所述系统的结构示意图；
[0024]图2为本实用新型利用所述控制系统进行排放控制方法的逻辑流程图；
[0025]图1中，101柴油箱、102柴油轨压传感器、103柴油共轨管、104发动机电控系统、105天然气共轨管、106转速传感器、107发动机、108同心双轴针喷射器、109第一排气温度传感器、110第一宽域氧传感器、111发动机后处理器、112第二宽域氧传感器、113第二排气温度传感器、114排气管、115进气管、116进气温度传感器、117进气压力传感器、118天然气罐、119天然气调压箱、120稳压罐、121天然气管路、122天然气轨压传感器、123柴油管路、124高压柴油泵、125低压柴油泵。
【具体实施方式】
[0026]为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过【具体实施方式】，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。
[0027]如图1所示，本实用新型的一种缸内高压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107、柴油供给装置、天然气供给装置、发动机电控系统104、发动机后处理器ill和排气测量装置，所述发动机107上设置有同心双轴针喷射器108，所述同心双轴针喷射器108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111设置在发动机排气管114的管路中，所述排气测量装置包括第一排气温度传感器109、第二排气温度传感器113、第一宽域氧传感器110和第二宽域氧传感器112，所述第一排气温度传感器109和第一宽域氧传感器110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113和第二宽域氧传感器112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109、第二排气温度传感器113、第一宽域氧传感器110和第二宽域氧传感器112分别与发动机电控系统104电连接。
[0028]作为优选方案，本实用新型所述的柴油供给装置包括柴油共轨管103、低压柴油泵125、高压柴油泵124和柴油轨压传感器102，所述柴油共轨管103的进油孔通过柴油管路123与柴油箱101相连通，柴油共轨管103的出油孔与同心双轴针喷射器108相连通，所述低压柴油泵125设置在靠近柴油箱处的柴油管路123中，所述高压柴油泵124设置在低压柴油泵与柴油共轨管之间的柴油管路123中，所述柴油轨压传感器102设置在柴油共轨管103内，所述的高压柴油泵124和柴油轨压传感器102分别与发动机电控系统104电连接。
[0029]作为优选方案，本实用新型所述的天然气供给装置包括天然气共轨管105、天然气调压箱119、稳压罐120和天然气轨压传感器122，所述天然气共轨管105的进气口通过天然气管路121与天然气罐118相连通，所述天然气调压箱119设置在靠近天然气罐处的天然气管路121中，所述稳压罐120设置在天然气调压箱与天然气共轨管之间的天然气管路121中，所述天然气轨压传感器122设置在天然气共轨管105内，所述的天然气调压箱119和天然气轨压传感器122分别与发动机电控系统104电连接。
[0030]作为优选方案，本实用新型所述的发动机107的进气管路115中设置有进气温度传感器116和进气压力传感器117，所述的进气温度传感器116和进气压力传感器117分别与发动机电控系统104电连接。
[0031]作为优选方案，本实用新型所述的所述发动机104上还设置有转速传感器106，所述转速传感器106与发动机电控系统104电连接。
[0032]发动机起动时，柴油的供给方式为柴油箱101中储存的柴油经过低压柴油泵125进入高压柴油泵124，柴油经高压柴油泵124加压后进入柴油共轨管103，其中柴油轨的压力