[發明專利]一種全工況降低柴油機NOx排放控制系統的控制方法

有效

• 申請號: 201610039828.7
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105545501B
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 田徑;劉涓;劉忠長
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: F02D21/08
• 分類號: F02D21/08
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 趙炳仁

1.一種全工況降低柴油機NO_x排放控制系統的控制方法，該控制系統包括發動機(1)、空氣濾清器(2)、與空氣濾清器(2)相連的壓氣機(3)、與壓氣機(3)同軸相連的渦輪機(4)、進氣中冷器(5)、通過進氣支管(16)連接在發動機(1)上的進氣總管(6)、通過排氣支管(17)連接在發動機(1)上的排氣總管(7)，設置在渦輪機(4)出口端的排氣管中的蝶閥(18)、B回路中的與渦輪機(4)出口端的排氣管和空氣濾清器(2)出口端進氣管相連的EGR閥Ⅰ(19)、A回路中的與排氣總管(6)相連的EGR冷卻器(20)、與進氣總管(6)相連的EGR閥Ⅱ(21)、設置在排氣總管(7)上的λ傳感器(8)、設置在發動機(1)缸蓋水套上的冷卻液溫度傳感器(9)、設置在發動機(1)曲軸上的高響應扭矩傳感器(10)和高響應轉速傳感器(11)、設置在進氣總管(6)上的進氣管壓力傳感器(12)、設置在排氣總管(7)上的排氣管壓力傳感器(13)、與λ傳感器(8)通訊的設有計算空燃比程序的單片機(14)及電控單元ECU(15)；所述的空氣濾清器(2)依次通過壓氣機(3)、進氣中冷器(5)與發動機(1)上的進氣總管(6)管路連通，所述的渦輪機(4)與發動機(1)上的排氣總管(7)管路連通；

所述的A回路是從渦輪機(4)前排氣總管(7)引出，經EGR冷卻器(20)、EGR閥Ⅱ(21)至進氣總管(6)；所述的B回路是從渦輪機(4)后引出，經EGR閥Ⅰ(19)至壓氣機(3)前，與空氣一同經壓縮進入進氣總管(6)；

所述的蝶閥(18)設置在渦輪機(4)出口端的排氣管中；

所述的λ傳感器(8)與設有空燃比計算程序的單片機(14)通訊連接，設有空燃比計算程序的單片機(14)與電控單元ECU(15)通訊連接；

所述的蝶閥(18)、EGR閥Ⅰ(19)及EGR閥Ⅱ(21)與電控單元ECU(15)控制連接；

所述的高響應扭矩傳感器(10)和高響應轉速傳感器(11)分別與電控單元ECU(15)通訊連接，用以提供電控單元ECU(15)判斷發動機(1)工況的信號；

所述的冷卻液溫度傳感器(9)與電控單元ECU(15)通訊連接，用以提供電控單元ECU(15)判斷冷卻液溫度的信號；

所述的進氣管壓力傳感器(12)和排氣管壓力傳感器(13)分別與電控單元ECU(15)通訊連接，用以提供電控單元ECU(15)判斷進排氣壓差的信號；

其特征在于，包括以下步驟：

A、首先根據NOx控制目標的實際需求以及試驗標定值，在電控單元ECU(15)中設置目標空燃比；

B、λ傳感器(8)實時采集過量空氣系數信號傳入到設有空燃比計算程序的單片機(14)中，單片機實時計算瞬時空燃比并將實際空燃比參數信號傳給電控單元ECU(15)；同時，冷卻液溫度傳感器(9)、高響應扭矩傳感器(10)、高響應轉速傳感器(11)和進氣管壓力傳感器(12)實時采集冷卻液溫度、扭矩、轉速及進排氣壓差參數信號并傳給電控單元ECU(15)；

C、電控單元ECU(15)通過高響應扭矩傳感器(10)和高響應轉速傳感器(11)分別采集的轉速和扭矩信號來快速判斷發動機(1)所處工況；

D、當柴油機處于起動和熱機工況時，執行步驟H；

E、當柴油機處于怠速及負荷小于10％工況時，判斷是否冷卻液溫度T<65℃，若冷卻液溫度未達到65℃，執行步驟H，若冷卻液溫度達到65℃，執行步驟I，使冷卻液溫度維持在65℃左右；

F、當柴油機處于10％-90％負荷工況時，判斷是否實際空燃比大于目標空燃比，若實際空燃比大于目標空燃比，執行步驟I，空燃比下降，直至實際空燃比與目標空燃比差值為零時，保持此時蝶閥(18)、EGR閥Ⅰ(19)和EGR閥Ⅱ(21)開度不變；若實際空燃比小于等于目標空燃比，執行步驟H；

G、當柴油機處于負荷超過90％工況時，執行步驟H；

H、不引入EGR，A、B回路中的EGR閥Ⅱ(21)和EGR閥Ⅰ(19)均關閉；

I、判斷是否排氣管壓力大于進氣管壓力，若排氣管壓力大于排進氣管壓力時，從A回路引入EGR，蝶閥(18)全開，B回路上的EGR閥Ⅰ(19)關閉，根據電控單元ECU(15)指令調整EGR閥Ⅱ(21)開度；若排氣管壓力小于進氣管壓力時，從B回路引入EGR，A回路上的EGR閥Ⅱ(21)關閉，根據電控單元ECU(15)指令調整蝶閥(18)轉動角度和EGR閥Ⅰ(19)開度。