本實(shí)用新型涉及柴油機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種控制小排量柴油機(jī)排放的系統(tǒng)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視程度越來越高，對(duì)于搭載小排量柴油機(jī)的輕型卡車及M類乘用車的車載排放的要求更加嚴(yán)格。對(duì)于采用SCR(Selective Catalytic Reduction，選擇性催化還原)后處理裝置路線，來降低氮氧化物的方式，輕型卡車及M類乘用車并不適用，第一是因?yàn)樾∨帕坎裼蜋C(jī)車輛在正常行車過程中大多處于低負(fù)荷區(qū)域，以至于排氣溫度無法滿足尿素噴射要求，另外SCR后處理裝置需要足夠的空間用于安裝，而小型輕卡，特別是M類乘用車的空間有限，所以，從硬件布置上就很難滿足要求。另外對(duì)于采用傳統(tǒng)的廢氣循環(huán)閥與顆粒過濾器結(jié)合的路線，油耗增大，動(dòng)力性減小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種控制小排量柴油機(jī)排放的系統(tǒng)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，通過兩個(gè)廢氣循環(huán)閥的合理控制，實(shí)現(xiàn)了降低氮氧化物的同時(shí)，保證了車輛的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型提供一種控制小排量柴油機(jī)排放的系統(tǒng)，包括：

第一廢氣循環(huán)閥，安裝在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管與進(jìn)氣歧管之間；

第二廢氣循環(huán)閥，安裝在顆粒過濾器后的排氣尾管與空氣濾清器后的進(jìn)氣管之間；以及

控制裝置，用于根據(jù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)和預(yù)設(shè)參數(shù)范圍，控制所述第一廢氣循環(huán)閥和第二廢氣循環(huán)閥的工作狀態(tài)，以降低氮氧化物的排放。

可選的，所述第一廢氣循環(huán)閥為耐高溫廢氣循環(huán)閥。

可選的，所述系統(tǒng)還包括檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)排氣溫度和所述顆粒過濾器的壓差；所述控制裝置，根據(jù)所述檢測(cè)裝置檢測(cè)到的排氣溫度和所述顆粒過濾器的壓差，控制所述顆粒過濾器執(zhí)行再生操作，并關(guān)閉所述第二廢氣循環(huán)閥，開啟所述第一廢氣循環(huán)閥。

可選的，所述檢測(cè)裝置包括排氣溫度傳感器，以及顆粒過濾器壓差傳感器。

可選的，所述工作狀態(tài)包括所述第一廢氣循環(huán)閥和第二廢氣循環(huán)閥的開啟和關(guān)閉。

可選的，所述工作狀態(tài)還包括所述第一廢氣循環(huán)閥和第二廢氣循環(huán)閥的多個(gè)開啟角度。

可選的，所述控制裝置還用于：當(dāng)所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速處于預(yù)設(shè)高轉(zhuǎn)速區(qū)域時(shí)，關(guān)閉所述第一廢氣循環(huán)閥，開啟所述第二廢氣循環(huán)閥；或者當(dāng)所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速處于預(yù)設(shè)低轉(zhuǎn)速區(qū)域時(shí)，關(guān)閉所述第二廢氣循環(huán)閥，開啟所述第一廢氣循環(huán)閥。

可選的，所述控制裝置還用于：當(dāng)所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩同時(shí)滿足各自的常規(guī)工作范圍時(shí)，關(guān)閉所述第一廢氣循環(huán)閥，開啟所述第二廢氣循環(huán)閥。

可選的，所述控制裝置還用于：當(dāng)接收到特定排放需求指令時(shí)，同時(shí)開啟所述第一廢氣循環(huán)閥和所述第二廢氣循環(huán)閥。

本實(shí)用新型還提供一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括如上所述的控制小排量柴油機(jī)排放的系統(tǒng)，以及顆粒過濾器、氧化催化器、渦輪增壓器、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、中冷器裝置和空氣濾清器，所述空氣濾清器與渦輪增壓器連接，所述渦輪增壓器通過中冷器裝置與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)連接，所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)通過渦輪增壓器與氧化催化器和顆粒過濾器連接，其中，所述控制小排量柴油機(jī)排放的系統(tǒng)中的第一廢氣循環(huán)閥連接在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管與進(jìn)氣歧管之間，第二廢氣循環(huán)閥連接在顆粒過濾器后的排氣尾管與空氣濾清器后的進(jìn)氣管之間。

通過上述技術(shù)方案，根據(jù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)和預(yù)設(shè)參數(shù)范圍，對(duì)第一廢氣循環(huán)閥和第二廢氣循環(huán)閥的合理控制，能夠?qū)崿F(xiàn)降低氮氧化物的同時(shí)，確保車輛的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。

本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖是用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中：

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種控制小排量柴油機(jī)排放的系統(tǒng)的示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另一種控制小排量柴油機(jī)排放的系統(tǒng)的示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示意圖。

附圖標(biāo)記說明

11 第一廢氣循環(huán)閥 12 第二廢氣循環(huán)閥

13 控制裝置 21 檢測(cè)裝置

3 排氣歧管 4 進(jìn)氣歧管

5 顆粒過濾器 6 空氣濾清器

7 渦輪增壓器 8 氧化催化器

9 柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 10 中冷器裝置

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。

車載法排放主要考核的是車輛實(shí)際駕駛過程的排放情況，不同的應(yīng)用對(duì)城市工況和城郊工況有不同的要求，尤其是輕卡及M類乘用車，考慮到實(shí)際駕駛情況，城市和城郊工況所占的比例要更高。柴油機(jī)采用SCR后處理裝置的排放控制路線可以很好的實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)滿足排放要求，但是，由于SCR后處理裝置需要一定的安裝空間，鑒于此，輕卡及M類乘用車的空間有限，很難應(yīng)用SCR排放路線。本實(shí)用新型針對(duì)搭載有顆粒過濾器的輕卡及M類乘用車，通過第一廢氣循環(huán)閥和第二廢氣循環(huán)閥的合理控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)氮氧化物的降低，滿足國(guó)五、國(guó)六，特別是車載法排放法規(guī)要求。

本實(shí)用新型提供一種控制小排量柴油機(jī)排放的系統(tǒng)100，如圖1所示，所述系統(tǒng)100包括：

第一廢氣循環(huán)閥11，安裝在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管與進(jìn)氣歧管之間；

第二廢氣循環(huán)閥12，安裝在顆粒過濾器后的排氣尾管與空氣濾清器后的進(jìn)氣管之間；以及

控制裝置13，用于根據(jù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)和預(yù)設(shè)參數(shù)范圍，控制所述第一廢氣循環(huán)閥和第二廢氣循環(huán)閥的工作狀態(tài)，以降低氮氧化物的排放。

通過上述技術(shù)方案，根據(jù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)和預(yù)設(shè)參數(shù)范圍，對(duì)第一廢氣循環(huán)閥和第二廢氣循環(huán)閥的合理、靈活的控制，實(shí)現(xiàn)降低氮氧化物，并在滿足輕卡及M類乘用車車載排放法規(guī)的前提下，確保車輛具備良好的動(dòng)力加速性和燃油經(jīng)濟(jì)性。

其中，由于所述第一廢氣循環(huán)閥安裝在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管與進(jìn)氣歧管之間，故需要所述第一廢氣循環(huán)閥為耐高溫廢氣循環(huán)閥，抗熱疲勞。

第一廢氣循環(huán)閥安裝在排氣歧管與進(jìn)氣歧管之間，根據(jù)渦輪增壓器前排氣壓力與進(jìn)氣歧管進(jìn)氣壓力之間的壓差，通過控制閥的開度變化，控制進(jìn)入柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的排氣流量，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)入柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)空氣的氧氣含量，實(shí)現(xiàn)降低氮氧化物的目的，而第二廢氣循環(huán)閥安裝在顆粒過濾器后的排氣尾管與空氣濾清器后的進(jìn)氣管之間，通過排氣壓力與渦輪增壓器入口前壓力之間的壓差，通過控制閥的開度變化，控制與新鮮空氣混合的廢氣流量，降低氣缸中氧氣的濃度，從而降低尾氣中氮氧化物的含量。通過第二廢氣循環(huán)閥回路進(jìn)入進(jìn)氣管的廢氣經(jīng)過顆粒過濾器過濾后與新鮮空氣混合，在經(jīng)過冷卻能力較強(qiáng)的中冷器裝置冷卻后，形成穩(wěn)定均勻的混合氣流，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的燃燒。

另外，顆粒過濾器的工作原理主要有：排氣通過時(shí)微粒經(jīng)過擴(kuò)散、截流、慣性碰撞、重力沉降等原理被過濾體捕集。捕集效率主要受到微粒粒徑、過濾體微孔孔徑、排氣流速、氣體溫度等因素影響，隨著工作時(shí)間的增長(zhǎng)，過濾體內(nèi)堆積的微粒增多，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的背壓將上升，影響柴油機(jī)的正常工作，需用燃燒等方法將這些顆粒除去，即顆粒過濾器的再生。

如圖2所示，所述系統(tǒng)還包括檢測(cè)裝置21，用于檢測(cè)排氣溫度和所述顆粒過濾器的壓差；

所述控制裝置13，根據(jù)所述檢測(cè)裝置21檢測(cè)到的排氣溫度和所述顆粒過濾器的壓差，控制所述顆粒過濾器執(zhí)行再生操作，并關(guān)閉所述第二廢氣循環(huán)閥，開啟所述第一廢氣循環(huán)閥。

其中，所述檢測(cè)裝置21包括排氣溫度傳感器，以及顆粒過濾器壓差傳感器。

利用現(xiàn)有技術(shù)中顆粒過濾器的再生技術(shù)，通過排氣溫度傳感器和顆粒過濾器壓差傳感器獲取的排氣溫度和所述顆粒過濾器的壓差，當(dāng)所述排氣溫度和所述顆粒過濾器的壓差滿足再生操作的參數(shù)指標(biāo)時(shí)，控制所述顆粒過濾器執(zhí)行再生操作。當(dāng)所述顆粒過濾器執(zhí)行再生操作時(shí)，為了保護(hù)渦輪增壓器，關(guān)閉所述第二廢氣循環(huán)閥，通過所述第一廢氣循環(huán)閥降低氮氧化物的排放。

所述控制裝置控制所述第一廢氣循環(huán)閥和第二廢氣循環(huán)閥的工作狀態(tài)包括所述第一廢氣循環(huán)閥和第二廢氣循環(huán)閥的開啟和關(guān)閉，以及所述第一廢氣循環(huán)閥和第二廢氣循環(huán)閥的多個(gè)開啟角度。

具體的，所述控制裝置還用于：

當(dāng)所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速處于預(yù)設(shè)高轉(zhuǎn)速區(qū)域時(shí)，關(guān)閉所述第一廢氣循環(huán)閥，開啟所述第二廢氣循環(huán)閥；或者

當(dāng)所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速處于預(yù)設(shè)低轉(zhuǎn)速區(qū)域時(shí)，關(guān)閉所述第二廢氣循環(huán)閥，開啟所述第一廢氣循環(huán)閥。

例如，當(dāng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)處于高轉(zhuǎn)速低負(fù)荷工況時(shí)，增壓能力大，進(jìn)氣能力強(qiáng)，渦輪增壓器前壓力低，進(jìn)氣進(jìn)入廢氣，對(duì)于第一廢氣循環(huán)閥而言，進(jìn)氣倒吸入廢氣管路，故關(guān)閉所述第一廢氣循環(huán)閥，開啟所述第二廢氣循環(huán)閥。當(dāng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)處于低轉(zhuǎn)速高負(fù)荷下時(shí)，若開啟第二廢氣循環(huán)閥，由于過濾后可能存在大顆粒廢氣，對(duì)渦輪增壓器易造成破壞，因此關(guān)閉所述第二廢氣循環(huán)閥，開啟所述第一廢氣循環(huán)閥。

可選的所述控制裝置還用于：當(dāng)所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩同時(shí)滿足各自的常規(guī)工作范圍時(shí)，關(guān)閉所述第一廢氣循環(huán)閥，開啟所述第二廢氣循環(huán)閥。

例如，當(dāng)車輛實(shí)際駕駛循環(huán)占比較大的區(qū)域時(shí)，為了燃油經(jīng)濟(jì)性，關(guān)閉所述第一廢氣循環(huán)閥，開啟所述第二廢氣循環(huán)閥。其中，所述駕駛循環(huán)為一個(gè)國(guó)家或組織針對(duì)某種特定類型的車輛所制定的，能夠代表某一地區(qū)的交通條件(例如城區(qū)、郊區(qū))的車速-時(shí)間歷程。

另外，所述控制裝置還用于：當(dāng)接收到特定排放需求指令時(shí)，同時(shí)開啟所述第一廢氣循環(huán)閥和所述第二廢氣循環(huán)閥。

例如，當(dāng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為滿足更嚴(yán)格的排放要求時(shí)，則同時(shí)開啟所述第一廢氣循環(huán)閥和所述第二廢氣循環(huán)閥，二者配合使用，降低氮氧化物的排放。

本實(shí)用新型還提供一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，如圖3所示，所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括上述控制小排量柴油機(jī)排放的系統(tǒng)，其中，第一廢氣循環(huán)閥11安裝在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)9的排氣歧管3與進(jìn)氣歧管4之間，第二廢氣循環(huán)閥12安裝在顆粒過濾器5后的排氣尾管與空氣濾清器6后的進(jìn)氣管之間，所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)還包括氧化催化器8、渦輪增壓器7和中冷器裝置10，其中所述渦輪增壓器7分別與空氣濾清器6、氧化催化器8、中冷器裝置10、以及柴油發(fā)動(dòng)機(jī)9連接，所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)9通過渦輪增壓器7與氧化催化器8和顆粒過濾器5連接。

根據(jù)輕卡及M類乘用車的實(shí)際駕駛循環(huán)工況，在控制裝置根據(jù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)和預(yù)設(shè)參數(shù)范圍，對(duì)第一廢氣循環(huán)閥和第二廢氣循環(huán)閥的工作狀態(tài)進(jìn)行合理、靈活的分配，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及排放結(jié)果完美統(tǒng)一，在滿足M類乘用車車載排放合規(guī)的前提下，車輛具備良好的動(dòng)力加速性及燃油經(jīng)濟(jì)性。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開的內(nèi)容。