一種柴油機(jī)進(jìn)氣控制系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是柴油機(jī)的進(jìn)氣控制系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及所述進(jìn)氣控制系統(tǒng)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著排放法規(guī)要求的日益嚴(yán)格，不管是道路用柴油機(jī)還是非道路用柴油機(jī)，均增加了相應(yīng)的瞬態(tài)測(cè)試循環(huán)。例如非道路用柴油機(jī)達(dá)到Tier 4F排放階段時(shí)柴油機(jī)需要進(jìn)行冷、熱狀態(tài)下的NRTC瞬態(tài)循環(huán)測(cè)試。為滿足此排放要求，SCR后處理技術(shù)得到了普遍的使用。
[0003]但是，當(dāng)前SCR后處理系統(tǒng)不管采用何種催化劑，其低溫工況下均存在NOx轉(zhuǎn)化效率低的問題。如圖1所示，圖中為一種非道路用柴油機(jī)NRTC循環(huán)過程中其SCR上游溫度變化。可以看出，在循環(huán)初始階段，SCR上游溫度上升很慢，而SCR催化劑均有一定的活性溫度限制，在整個(gè)循環(huán)近20%的時(shí)間里，由于柴油機(jī)排氣溫度較低，NOx排放物幾乎不能依靠SCR處理掉，SCR后處理系統(tǒng)對(duì)柴油機(jī)NOx處于不作為狀態(tài)。這種情況下，瞬態(tài)循環(huán)初始階段柴油機(jī)的NOx排放量比重較高，直接影響到整個(gè)循環(huán)柴油機(jī)排放結(jié)果。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)可以通過控制冷卻系統(tǒng)的開關(guān)程度，達(dá)到提高柴油機(jī)進(jìn)氣溫度，提高排溫的目的。考慮到在整車上柴油機(jī)均安裝有風(fēng)扇、水箱等附件，為提高排溫，即便是切斷冷卻水循環(huán)，柴油機(jī)氣路仍然是經(jīng)過水箱散熱器，為了達(dá)到更好的提高進(jìn)氣溫度的目的，該技術(shù)需要額外采用獨(dú)立可控的風(fēng)扇，控制冷卻系統(tǒng)的同時(shí)需要協(xié)調(diào)控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，這在一定程度上增加了柴油機(jī)成本和控制難度，并局限了該技術(shù)的應(yīng)用范圍。
[0005]因此，如何快速提高帶SCR后處理柴油機(jī)排氣溫度，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種柴油機(jī)進(jìn)氣控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)在柴油機(jī)排氣溫度較低的情況下，可自動(dòng)切換進(jìn)氣循環(huán)，從而通過提高進(jìn)氣溫度，達(dá)到提高柴油機(jī)排氣溫度、提高SCR后處理利用效率的目的。
[0007]本發(fā)明的另一目的是提供一種所述進(jìn)氣控制系統(tǒng)的控制方法。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種柴油機(jī)進(jìn)氣控制系統(tǒng)，包括:
[0009]增壓器；
[0010]中冷器，設(shè)有中冷前進(jìn)氣管和中冷后進(jìn)氣管，并通過所述中冷前進(jìn)氣管與所述增壓器相連通；
[0011]進(jìn)一步包括三通閥，設(shè)于所述中冷前進(jìn)氣管，其旁通口通過旁通管與柴油機(jī)氣缸的進(jìn)氣口相連通，在關(guān)閉狀態(tài)下，所述三通閥切斷所述增壓器與旁通管，并導(dǎo)通所述增壓器與中冷器，在開啟狀態(tài)下，所述三通閥導(dǎo)通所述增壓器與旁通管，并切斷所述增壓器與中冷器。
[0012]為實(shí)現(xiàn)上述另一目的，本發(fā)明提供一種柴油機(jī)進(jìn)氣控制方法，應(yīng)用于上述柴油機(jī)進(jìn)氣控制系統(tǒng)，包括:
[0013]檢測(cè)柴油機(jī)SCR箱上游溫度T ；
[0014]判斷所述溫度T是否升高且大于溫度上限值A(chǔ)，若是，則關(guān)閉所述三通閥，若否，則開啟所述三通閥；
[0015]判斷所述溫度T是否下降且小于溫度下限值B，若是，則開啟所述三通閥，若否，則關(guān)閉所述三通閥；
[0016]所述溫度上限值A(chǔ)高于SCR箱尿素起噴溫度；
[0017]所述溫度下限值B高于SCR箱尿素止噴溫度，并低于所述溫度上限值A(chǔ)。
[0018]進(jìn)一步地，所述溫度上限值A(chǔ)為所述SCR箱尿素起噴溫度的1.02至1.05倍。
[0019]進(jìn)一步地，所述溫度上限值A(chǔ)的范圍在195°C至205°C之間。
[0020]進(jìn)一步地，所述溫度上限值A(chǔ)為200°C。
[0021]進(jìn)一步地，所述溫度下限值B為SCR箱尿素起噴溫度和止噴溫度的平均值。
[0022]進(jìn)一步地，所述溫度下限值B的范圍在186°C至194°C之間。
[0023]進(jìn)一步地，所述溫度下限值B為190°C。
[0024]本發(fā)明針對(duì)當(dāng)前帶SCR后處理柴油機(jī)冷、熱態(tài)NRTC循環(huán)普遍存在的排溫上升緩慢的問題，設(shè)計(jì)了一種柴油機(jī)進(jìn)氣控制系統(tǒng)和控制方法。該系統(tǒng)和方法以SCR箱上游溫度為輸入信號(hào)，以尿素起噴溫度和止噴溫度為臨界值，通過控制三通閥的開關(guān)，來控制進(jìn)氣的行進(jìn)路線，可以實(shí)現(xiàn)兩種完全不同的柴油機(jī)進(jìn)氣循環(huán)過程。當(dāng)SCR箱上游溫度高于上限值A(chǔ)時(shí)，三通閥正常關(guān)閉，新鮮空氣的循環(huán)過程是先經(jīng)過增壓器增壓，依次經(jīng)過柴油機(jī)中冷前進(jìn)氣管和中冷器等，進(jìn)入柴油機(jī)氣缸；另一種循環(huán)工況是當(dāng)SCR箱上游溫度低于下限值B時(shí)，三通閥開啟，此時(shí)通往中冷器的管路完全封閉，增壓后的新鮮空氣經(jīng)過旁通管直接進(jìn)入柴油機(jī)氣缸。這樣就能保證在柴油機(jī)排溫較低的情況下盡可能的提高進(jìn)氣溫度，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)快速提高排溫的目的。
【附圖說明】
[0025]圖1為一種非道路用柴油機(jī)NRTC循環(huán)過程中其SCR上游溫度變化示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明所提供柴油機(jī)進(jìn)氣控制系統(tǒng)的氣路示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明所提供進(jìn)氣控制方法的邏輯框圖；
[0028]圖4為試驗(yàn)得到的一種非道路用柴油機(jī)NRTC循環(huán)過程中其中冷前后進(jìn)氣溫度的對(duì)比圖；
[0029]圖5為采用本發(fā)明控制系統(tǒng)和控制方法前后，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的變化趨勢(shì)圖。
[0030]圖中:
[0031]1.柴油機(jī)渦前排氣管2.中冷前進(jìn)氣管3.旁通管4.中冷器5.中冷器進(jìn)水管6.中冷器出水管7.中冷后進(jìn)氣管8.增壓器9.三通閥
【具體實(shí)施方式】
[0032]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0033]本發(fā)明主要適用于增壓中冷柴油機(jī)，此類柴油機(jī)在其冷啟動(dòng)或者瞬態(tài)循環(huán)過程中，中冷后的進(jìn)氣溫度一直較低，而中冷前的進(jìn)氣溫度是逐漸升高的，而且柴油機(jī)進(jìn)氣溫度升高，對(duì)其排溫的提升影響很大，基于此，本發(fā)明設(shè)計(jì)了下述進(jìn)氣控制系統(tǒng)和控制方法。
[0034]請(qǐng)參考圖2，圖2為本發(fā)明所提供柴油機(jī)進(jìn)氣控制系統(tǒng)的氣路示意圖。
[0035]在一種具體實(shí)施例中，本發(fā)明提供的柴油機(jī)進(jìn)氣控制系統(tǒng)，主要由柴油機(jī)渦前排氣管1、中冷前進(jìn)氣管2、旁通管3、中冷器4、中冷器進(jìn)水管5、中冷器出水管6、中冷后進(jìn)氣管7、增壓器8、三通閥9等構(gòu)成。
[0036]其中，增壓器8通過中冷前進(jìn)氣管2與中冷器4相連通，中冷前進(jìn)氣管2上設(shè)三通閥9，其旁通口通過旁通管3與柴油機(jī)氣缸的進(jìn)氣口相連通，在關(guān)閉狀態(tài)下，三通閥9切斷增壓器8與旁通管3，并導(dǎo)通增壓器8與中冷器4，在開啟狀態(tài)下，三通閥9導(dǎo)通增壓器8與旁通管3，并切斷增壓器8與中冷器4。
[0037]請(qǐng)參考圖3，圖3為本發(fā)明所提供進(jìn)氣控制方法的邏輯框圖。
[0038]本發(fā)明提供的控制方法采用上述控制系統(tǒng)，并以SCR箱上游溫度T為輸入信號(hào)，對(duì)進(jìn)氣路線進(jìn)行控制，可形成兩種完全不同的柴油機(jī)進(jìn)氣循