CN103696861A - 一种双燃料发动机尾气处理方法以及新型双燃料发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双燃料发动机尾气处理方法以及新型双燃料发动机,该新型双燃料发动机的双燃料发动机燃烧室的排气支管的管道上引出有两路支路,一路依次连接EGR冷却器和EGR阀,EGR阀与双燃料发动机燃烧室的进气支管相连,另一路依次连接涡轮机和尾气氧化催化处理装置,尾气氧化催化处理装置与排气管相连,柴油ECU分别与EGR阀及各采集部件相连,所述柴油ECU根据各采集部件采集到的柴油发动机的水温信号、转速信号和油门位置信号判定发动机的动力性,并计算处理得到通过EGR阀的尾气量,通过控制EGR阀的开度实现对两路支路的尾气量的控制。该发动机能够使得尾气排放可以达到国IV及以上的排放标准。
Description
技术领域
本发明涉及发动机技术,特别是一种柴油和天然气双燃料混烧的双燃料发动机尾气处理方法以及新型双燃料发动机。
背景技术
目前汽车通常采用的是柴油发动机,柴油燃料的经济性较差,汽车尾气对环境的污染性大,无法达到国际排放标准,且柴油发动机耗油高,油品适应性差,对柴油中硫的敏感度较高。柴油/天然气(柴油和天然气双燃料混烧)双燃料发动机由于具有降低汽车运营成本以及节能减排的优点,在近年来得到快速发展,天然气具有比柴油更好的燃料经济性,且尾气污染物含量更低,但是若将双燃料发动机的尾气直接排放,或者是通过对双燃料发动机进行油气比例的控制来降低燃料消耗量来减少尾气排放,都无法达到国IV及以上的排放标准。
发明内容
本发明针对现有的双燃料发动机的尾气排放无法达到国标的问题,提供一种双燃料发动机尾气处理方法,将尾气再循环技术和尾气氧化催化转换技术相结合,使得尾气排放可以达到国IV及以上的排放标准。本发明还涉及一种新型柴油/天然气双燃料发动机。
本发明的技术方案如下:
一种双燃料发动机尾气处理方法,所述双燃料为柴油和天然气,其特征在于,所述方法是在双燃料发动机燃烧室的排气支管的管道上引出两路支路,一路将尾气依次通过EGR冷却器和EGR阀后流入双燃料发动机燃烧室的进气支管,另一路将尾气经过涡轮机排出后进行尾气氧化催化处理再通过双燃料发动机的排气管排出;通过双燃料发动机的柴油发动机电控单元(柴油ECU)根据采集到的柴油发动机的水温信号、转速信号和油门位置信号判定发动机的动力性,并计算处理得到通过EGR阀的尾气量,通过控制EGR阀的开度实现对两路支路的尾气量的控制。
所述柴油ECU还将各工况下的EGR阀的位置MAP图进行储存。
尾气经涡轮机排出后经过催化转化器进行催化处理,所述催化转化器的最外部为不锈钢壳体,催化转化器内部设置有催化剂载体,载体外表面涂有催化剂,利用尾气中残余的氧和排出尾气温度,在催化剂表面进行氧化反应,将有害物质转化为无害物质。
所述催化剂载体为多孔的蜂窝状结构;所述催化剂为稀有金属,所述稀有金属为铂或钯,并添加碱金属的氧化物作为助剂。
一种新型柴油/天然气双燃料发动机,包括柴油发动机、柴油控制系统、天然气控制系统、柴油发动机电控单元(柴油ECU)、双燃料发动机电控单元(双燃料ECU)和双燃料发动机燃烧室,其特征在于,所述双燃料发动机燃烧室的排气支管的管道上引出有两路支路,一路依次连接EGR冷却器和EGR阀,所述EGR阀与双燃料发动机燃烧室的进气支管相连,另一路依次连接涡轮机和尾气氧化催化处理装置,所述尾气氧化催化处理装置与排气管相连,柴油发动机上设置有水温采集部件、转速采集部件和油门位置采集部件,所述柴油ECU分别与EGR阀及各采集部件相连,所述柴油ECU根据各采集部件采集到的柴油发动机的水温信号、转速信号和油门位置信号判定发动机的动力性,并计算处理得到通过EGR阀的尾气量,通过控制EGR阀的开度实现对两路支路的尾气量的控制。
所述EGR阀处设置有阀门位置传感器,所述柴油ECU还将各工况下的EGR阀的位置MAP图进行储存。
所述尾气氧化催化处理装置的最外部为不锈钢壳体,尾气氧化催化处理装置内部设置有催化剂载体,载体外表面涂有催化剂,利用尾气中残余的氧和排出尾气温度,在催化剂表面进行氧化反应,将有害物质转化为无害物质。所述催化剂载体为多孔的峰窝状结构;所述催化剂为稀有金属,所述稀有金属为铂或钯,并添加碱金属的氧化物作为助剂。
所述柴油控制系统包括设置于双燃料发动机燃烧室顶部的柴油喷嘴,所述柴油喷嘴与柴油ECU相连;所述天然气控制系统包括依次连接的天然气气瓶、电磁阀、减压器、过滤器和天然气喷嘴,所述电磁阀和天然气喷嘴均与双燃料ECU相连;空气进气口设置有压气机,所述压气机连接空气管道,所述空气管道还设置有中冷器,所述中冷器和天然气喷嘴均连接混合器,所述混合器还连接双燃料发动机燃烧室的进气支管。
所述柴油发动机上还设置有喷油脉冲采集部件,所述天然气控制系统包括天然气压力温度采集部件,各采集部件将采集的信号还传输至双燃料ECU;所述双燃料ECU根据接收的油门位置信号、柴油发动机的水温信号及天然气压力温度信号,判定柴油发动机的工作状态及进行故障诊断,并根据转速采集部件和喷油脉冲采集部件采集到的柴油发动机的转速信号和原始喷油脉宽信号,按照标定的柴油发动机在各工作状态下的有效喷油脉宽所占原始喷油脉宽的比例,将柴油与天然气的比例控制信号分别传输至柴油控制系统和天然气控制系统。
本发明的技术效果如下:
本发明涉及的双燃料发动机尾气处理方法,通过在双燃料发动机燃烧室的排气支管的管道上引出两路支路,一路将尾气依次通过EGR冷却器和EGR阀后流入发动机燃烧室的进气支管,即双燃料发动机燃烧室排出的尾气有一部分通过EGR尾气再循环技术通过EGR阀流入进气支管,与新鲜空气、天然气混合形成混合气体,混合气体进入双燃料发动机燃烧室与柴油喷嘴喷出的雾状柴油混合燃烧,尾气中的氧含量很低,含有大量的N2,CO2和水蒸气,这三种气体很稳定,不能燃烧,可吸收大量热量。故该支路将尾气进行EGR再循环起到了稀释该燃烧室混合气体的作用,使得混合气体中的氧的浓度相应的有所降低,从而缓解了激烈的燃烧反应,使燃烧速度和温度都降低,减少了在高温下形成的氮氧化物NOX,同时通过吸收一部分的尾气重新进入进气支管,也一定程度的减少了如CO、HC的排放。另一路将尾气经过涡轮机排出后进行尾气氧化催化处理再通过双燃料发动机的排气管排出,即排气支管的另一部分尾气进行尾气氧化催化处理,使有害物质CO和HC变成无害物质,这样尾气中的CO、HC和颗粒物大大降低,降低有害尾气的排放,从而减少对环境的污染,改善大气质量。能够进一步减少尾气污染物质的排放,使尾气排放达到国IV及以上排放标准。
将尾气再循环技术和尾气氧化催化转换技术相结合,同时由柴油ECU控制EGR阀的开度,尾气再循环率(也可以称为是EGR率)对双燃料发动机的工作性能有很大的影响,尾气循环量过少,不能有效地降低NOx的排放量,而循环量过大,双燃料发动机的性能恶化,工作不稳定;增加EGR率可以使NOx排出物降低,但同时会使HC排出物和燃油消耗增加。根据双燃料发动机的尾气中的污染物质含量、EGR敏感度的特性,通过柴油ECU根据采集到的柴油发动机的水温信号、转速信号和油门位置信号判定发动机的动力性,并计算处理得到通过EGR阀的尾气量,通过控制EGR阀的开度实现对尾气再循环量的控制,同时也实现了对这两路支路的尾气量的控制,是对双燃料发动机从动力性、经济性和排放性能的综合考虑。该方法能够保证双燃料发动机工作状态安全平稳,降低燃料消耗量,减少尾气排放。
本发明涉及的新型柴油/天然气双燃料发动机,其双燃料发动机燃烧室的排气支管的管道上引出有两路支路,一路依次连接EGR冷却器和EGR阀,EGR阀与双燃料发动机燃烧室的进气支管相连,另一路依次连接涡轮机和尾气氧化催化处理装置,所述尾气氧化催化处理装置与排气管相连,两支路分别实现尾气再循环和尾气催化氧化处理,通过采集部件的数据采集,柴油ECU的工况判定和数据处理,得到通过EGR阀的尾气量,通过控制EGR阀的开度实现对两路支路的尾气量的控制,通过适当的尾气再循环率能够在双燃料发动机的工作性能稳定的情况下,还能有效控制了燃烧过程中NOx的生成,同时可以将有害物质转换为无害物质,减少对环境的污染,改善大气质量,优化燃料消耗、尾气排放指标,本发明的新型柴油/天然气双燃料发动机能够在保证发动机运行的安全性和稳定性的同时,尾气排放达到国IV及以上排放标准。
附图说明
图1为本发明双燃料发动机尾气处理方法的原理图和新型双燃料发动机的结构示意图。
图2为本发明新型双燃料发动机的优选结构示意图。
图3a和图3b均为本发明新型双燃料发动机中的天然气控制系统的优选结构示意图。
图中各标号列示如下:
1-进气支管;2-排气支管;3-双燃料发动机燃烧室;4-EGR阀;5-尾气氧化催化处理装置;6-涡轮机;7-压气机;8-天然气气瓶;9-电磁阀;10-减压器;11-天然气喷嘴;12-混合器;13-柴油喷嘴;14-天然气过滤器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图并举实施例,对本发明进一步详细说明。
本发明提供一种新型双燃料发动机,包括柴油发动机、柴油控制系统、天然气控制系统、柴油发动机电控单元(柴油ECU)、双燃料发动机电控单元(双燃料ECU)和双燃料发动机燃烧室,柴油发动机可以采用电控泵喷嘴(柴油喷嘴)、电控单体泵及电控高压共轨结构的发动机,柴油发动机上设置有水温采集部件、转速采集部件和油门位置采集部件。该双燃料发动机的结构如图1所示,双燃料发动机燃烧室3具有进气支管1和排气支管2,双燃料发动机燃烧室3的排气支管2的管道上引出有两路支路,一路依次连接EGR冷却器和EGR阀4,EGR阀4与双燃料发动机燃烧室3的进气支管1相连,另一路依次连接涡轮机6和尾气氧化催化处理装置5,尾气氧化催化处理装置5与排气管相连,柴油发动机上设置的水温采集部件、转速采集部件和油门位置采集部件分别采用水温传感器、转速传感器和油门位置传感器。柴油ECU分别与EGR阀4及各采集部件相连,柴油ECU根据各采集部件采集到的柴油发动机的水温信号、转速信号和油门位置信号判定发动机的动力性,并计算处理得到通过EGR阀4的尾气量,通过控制EGR阀4的开度实现对两路支路的尾气量的控制。
双燃料发动机是柴油和天然气双燃料混烧,天然气主要成分为清洁能源CH4,以CH4作为发动机燃料可以减少CO、HC、NOx和PM的含量。双燃料发动机尾气在排出排气支管有一部分由EGR冷却器和EGR阀4进行尾气再循环吸入进气支管,起到了稀释双燃料发动机燃烧室3混合气的作用,使氧的浓度相应地有所降低,从而缓解了激烈地燃烧反应;减少了在高温下形成的NOx,从而实现了第二部净化尾气的作用;双燃料发动机其余部分尾气再经过尾气氧化催化处理装置5进行氧化催化处理,又使得尾气中的CO、HC和颗粒物大大降低;通过柴油ECU控制EGR阀使得燃油消耗量少的情况下又使得NOx排出物降低,本发明的双燃料发动机通过这四重减少双燃料发动机尾气排放措施,使得该双燃料发动机尾气排放能够达到国Ⅳ及以上标准。
下面再对本发明的双燃料发动机进一步说明,图2为其优选结构示意图,该图也明示了双燃料发动机的运行路线。天然气控制系统包括依次连接的天然气气瓶8、电磁阀9、减压器10和天然气喷嘴11,电磁阀9和天然气喷嘴11均与双燃料ECU相连;空气进气口设置有压气机7,该压气机7连接空气管道,空气管道还设置有中冷器,所述中冷器和天然气喷嘴11均连接混合器12,混合器还连接双燃料发动机燃烧室3的进气支管1。双燃料发动机在工作时会在进气系统中产生较大的负压,使得进气相对比较稀薄,密度比较低,影响发动机的充气效率,双燃料发动机不能很好的工作,所以空气需通过压气机7增压后进入双燃料发动机;双燃料发动机进气经过压气机7增压后会出现温度上升,局部体积增大的现象,造成在一定体积范围内的进气量减少,所以经过压气机7增压的空气需经中冷器冷却,冷却后的体积变小,能够使一定范围内的进气量增大,提高了进气效率;进气经过中冷器冷却后进入混合器12与天然气混合。
双燃料发动机设置水温传感器采集水温信号,设置进气压力传感器采集发动机进气压力,在天然气控制系统中设置天然气压力温度传感器采集天然气压力温度信号,设置位置油门位置传感器采集油门位置信号,设置喷油脉冲传感器采集柴油喷嘴当前的喷油脉冲信号,设置转速传感器采集发动机转速信号。各传感器将采集的信号还传输至双燃料ECU,双燃料ECU根据接收的油门位置信号、柴油发动机的水温信号及天然气压力温度信号等,判定柴油发动机的工作状态及进行故障诊断,并根据转速采集部件和喷油脉冲采集部件采集到的柴油发动机的转速信号和原始喷油脉宽信号,按照标定的柴油发动机在各工作状态下的有效喷油脉宽所占原始喷油脉宽的比例,将柴油与天然气的比例控制信号分别传输至柴油控制系统和天然气控制系统,实现对柴油量和天然气量的准确控制,保证双燃料发动机运行的安全性和稳定性,优化燃料消耗、尾气排放指标。
天然气储存在天然气气瓶8中,有利于运输,从而满足了道路运输的需求,双燃料发动机工作时,天然气气瓶8的阀门处于打开状态,天然气的进气量是由电磁阀9控制,而电磁阀9由双燃料ECU控制,当电磁阀9接到双燃料ECU的指令后,阀门开启使天然气可以通过电磁阀9流入天然气的减压器10;因为天然气气瓶8的体积一定,随着天然气的慢慢减少,气瓶的压力也随着天然气的减小而变化,不利于双燃料发动机的燃烧,天然气进入减压器10之前需要把天然气压力调节到一个允许的压力范围内,减压器10的作用就是通过逐级减压的方法调节天然气到发动机允许的气体燃料压力范围;天然气经过减压器10调节压力后由天然气喷嘴喷入11中的混合器12,天然气喷嘴11是控制天然气喷入量大小的装置,由双燃料ECU控制,双燃料ECU通过采集油门位置传感器、水温传感器、进气压力传感器、转速传感器的信号来计算需要天然气的进气量之后,通过控制天然气喷嘴11的喷气量来调节天然气的进气量,天然气喷嘴11将天然气喷入混合器与进入混合器12的新鲜空气混合形成由天然气与新鲜空气混合的气体。新鲜空气与天然气在混合器12中混合,混合器12的作用是使天然气和空气在进入双燃料发动机燃烧室3(也可以称为气缸)前形成均质混合气,由于天然气与空气的密度不同,容易形成混合气浓度分层,导致气缸混合气的空燃比差异较大,使双燃料发动机性能变坏,排放超标,使用混合器12能够有效的增大燃烧效率,减少尾气中尾气的排放量。天然气控制系统的结构可参考图3a和图3b,这两种结构在减压器10和天然气喷嘴11之间设置了天然气过滤器14,其作用是过滤天然气中的杂质。图3a所示结构完成的是天然气单点喷射,图3b所示结构完成的是天然气多点喷射。
柴油控制系统包括设置于双燃料发动机燃烧室顶部的柴油喷嘴13,柴油ECU与柴油喷嘴13相连以控制喷射出雾状柴油。由新鲜空气、天然气、雾状柴油混合的混合气体在燃烧室完成燃烧后产生尾气由排气支管2排出,排出的气体一部分通过尾气再循环装置(EGR中冷器和EGR阀4)流回进气支管1,另一部分经过涡轮机6再由尾气氧化催化处理装置5处理后经排气管排入大气。
一部分尾气通过EGR(Exhaust Gas Recycling,尾气再循环)的尾气的温度很高,将尾气需经过EGR冷却器冷却降温后流入EGR阀,尾气的温度越低对发动机的NOx抑制作用越好,温度降低有利于减少双燃料发动机热负荷。通过EGR阀的尾气量是通过柴油ECU来控制的,柴油ECU通过采集水温传感器、转速传感器、油门位置传感器的信号并进行数据处理得出通过EGR阀的尾气量之后,通过控制EGR阀开度来实现对尾气量的控制。通过EGR阀的尾气流入进气支管与新鲜空气、天然气混合形成混合气体,混合气体进入双燃料发动机燃烧室3与柴油喷嘴13喷出的雾状柴油混合燃烧,以此下去重复上述燃烧过程。尾气中的氧含量很低,含有大量的N2,CO2和水蒸气,这三种气体很稳定,不能燃烧,可吸收大量热量。当一部份排气经EGR阀4还流回进气系统与新鲜空气或新鲜混合气混合后,稀释了新鲜空气或新鲜混合气中的氧浓度,使燃烧速度降低。这两个因素都使燃烧温度降低,从而有效控制了燃烧过程中NOx的生成。
EGR阀的实际位置可以由安装在其上的阀门位置传感器反馈给柴油ECU,用于修正控制值。由于尾气再循环率(可以称为EGR率)对双燃料发动机的工作性能有很大的影响,尾气循环量过少,不能有效地降低NOx的排放量,降低了排放性能,而循环量过大,发动机的性能恶化,工作不稳定。增加EGR率可以使NOx排出物降低,但同时会使HC排出物和燃油消耗增加。基本EGR率由发动机的转速及负荷来确定,在各种工况采用的EGR率必须是对动力性、经济性和排放性能的综合考虑。合理控制EGR阀的开度可以显著降低NOx的排放水平而不降低发动机其它性能。
通常用EGR率表示EGR的控制量,本发明的双燃料发动机具有独特的MAP图(万有特性曲线)、尾气污染物质含量、EGR敏感度不同,MAP图是由柴油ECU采集转速传感器、油门位置传感器、水温传感器等信号,再通过发动机试验得出并存入柴油ECU,完成MAP图的数据试验后,再根据采集得到的MAP图实验不同工况下的EGR率,通常采用多组实验的方法:在选定一个工况下,通过改变EGR率(测量不同EGR阀开度)的大小来测量发动机的动力性与尾气排放数据,从而得到在保证动力性的情况下尾气排放中污染物质含量最理想的EGR阀开度即为此工况下的EGR率。通过此方法可以依次测量发动机在不同工况下得到的EGR率。将各工况下的EGR阀的位置MAP图储存入柴油ECU。随EGR率的增加,NOx的排放量会迅速下降。新鲜混合气混入尾气后,其热值下降,燃烧速度和燃烧温度下降,发动机在全负荷时的最大输出功率会有所下降;中等负荷时,采用较大的EGR率会使燃油消耗率升高,HC排放上升,为了使EGR系统能更有效地发挥作用,保证双燃料发动机的动力性能,其关键在于根据发动机的温度及负荷的大小控制EGR率,使之在不同工况下得到各种性能的最佳折中,实现减少NOx生成量的控制目标。
另一部分尾气经过涡轮机6排出,双燃料发动机气缸排出的尾气推动涡轮叶轮转动,再带动压气机7叶轮将空气加压后送入发动机气缸。经涡轮机6排出的尾气中有HC和CO这样的还原性气体。尾气氧化催化处理装置能净化汽车排出的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、和氮氧化物(NO)。所述尾气氧化催化处理装置的最外部为不锈钢壳体,内部是一个圆筒形的陶瓷材料制成的催化剂载体,催化剂载体中间有许多细长的通道,形成多孔的蜂窝状结构,能够使HC和CO与O2的接触面积很大,保证氧化效率。催化剂载体的各通道内设置有催化剂,催化剂可以为铂(Pt)或钯(Pd)等稀有金属,并添加碱金属的氧化物作为助剂。排气支管2的另一部分尾气在排气时,CO和HC两种气体通过尾气氧化催化处理装置5中的净化剂,增强了这两种气体的活性,进行氧化反应。其中CO在高温下氧化成无色、无毒的二氧化碳(CO2)气体。HC化合物在高温下氧化成水(H2O)和CO2。利用排气中残余的氧和排气温度,在催化剂表面进行氧化反应,使有害物质CO和HC变成无害物质,使排气得以净化,能够进一步减少尾气污染物质的排放,使尾气排放达到国IV及以上排放标准。
本发明还提供一种双燃料发动机尾气处理方法,该方法可参考上述新型双燃料发动机的记载。这里所指的双燃料发动机指的是柴油和天然气双燃料混烧的发动机,该方法的原理图如图1所示,双燃料发动机具有双燃料发动机燃烧室3,该双燃料发动机燃烧室3具有进气支管1和排气支管2,双燃料发动机燃烧室3顶部具有柴油喷嘴13用以喷射雾状柴油,新鲜空气与天然气在混合器12中混合后由进气支管1进入双燃料发动机燃烧室3。由新鲜空气、天然气和雾状柴油混合的混合气体在双燃料发动机燃烧室3完成燃烧后产生尾气由排气支管2排出。由于柴油的燃点比天然气的燃点低,所以在由新鲜空气、天然气、雾状柴油混合的混合气体进入双燃料发动机燃烧室(称为气缸)之前可以先喷入少量柴油经过压缩燃烧后产生高能火花点燃,这种燃烧方式满足了天然气燃烧的必要条件,提高了天然气的燃烧效率,减少了尾气污染物质的排放。
在双燃料发动机燃烧室3的排气支管2的管道上引出两路支路,一路将尾气依次通过EGR冷却器和EGR阀4后流入双燃料发动机燃烧室3的进气支管1,另一路将尾气经过涡轮机6排出后通过尾气氧化催化处理装置5进行尾气氧化催化处理再通过双燃料发动机的排气管排出;通过双燃料发动机的柴油发动机电控单元(柴油ECU)根据采集到的柴油发动机的水温信号、转速信号和油门位置信号判定发动机的动力性,并计算处理得到通过EGR阀4的尾气量,通过控制EGR阀4的开度实现对两路支路的尾气量的控制。优选采用水温传感器、转速传感器和油门位置传感器分别采集柴油发动机的水温信号、转速信号和油门位置信号。本发明所述方法将尾气再循环技术和尾气氧化催化转换技术相结合,尾气再循环技术起到了稀释双燃料发动机燃烧室混合气的作用,使氧的浓度相应地有所降低,从而缓解了激烈地燃烧反应;减少了在高温下形成的NOx,尾气氧化催化转换技术使得尾气中的CO、HC和颗粒物大大降低;通过柴油ECU控制EGR阀使得燃油消耗量少的情况下进一步使得NOx排出物降低。优选地,柴油ECU还将各工况下的EGR阀的位置MAP图进行储存。
尾气经涡轮机6排出后经过尾气氧化催化处理装置5(简称催化转化器)进行催化处理,催化转化器的最外部为不锈钢壳体,催化转化器内部设置有催化剂载体,载体外表面涂有催化剂,催化剂载体为多孔的峰窝状结构;所述催化剂为稀有金属,所述稀有金属为铂或钯,并添加碱金属的氧化物作为助剂。利用尾气中残余的氧和排出尾气温度,在催化剂表面进行氧化反应,将有害物质转化为无害物质。该方法能够保证双燃料发动机工作状态安全平稳,降低燃料消耗量,减少尾气排放,使得尾气排放可以达到国IV及以上的排放标准。
容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例,并非用于限定本发明的精神和保护范围,任何熟悉本领域的技术人员所做出的等同变化或替换,都应视为涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种双燃料发动机尾气处理方法,所述双燃料为柴油和天然气,其特征在于,所述方法是在双燃料发动机燃烧室的排气支管的管道上引出两路支路,一路将尾气依次通过EGR冷却器和EGR阀后流入双燃料发动机燃烧室的进气支管,另一路将尾气经过涡轮机排出后进行尾气氧化催化处理再通过双燃料发动机的排气管排出;通过双燃料发动机的柴油发动机电控单元(柴油ECU)根据采集到的柴油发动机的水温信号、转速信号和油门位置信号判定发动机的动力性,并计算处理得到通过EGR阀的尾气量,通过控制EGR阀的开度实现对两路支路的尾气量的控制。
2.根据权利要求1所述的双燃料发动机尾气处理方法,其特征在于,所述柴油ECU还将各工况下的EGR阀的位置MAP图进行储存。
3.根据权利要求1或2所述的双燃料发动机尾气处理方法,其特征在于,尾气经涡轮机排出后经过催化转化器进行催化处理,所述催化转化器的最外部为不锈钢壳体,催化转化器内部设置有催化剂载体,载体外表面涂有催化剂,利用尾气中残余的氧和排出尾气温度,在催化剂表面进行氧化反应,将有害物质转化为无害物质。
4.根据权利要求3所述的双燃料发动机尾气处理方法,其特征在于,所述催化剂载体为多孔的蜂窝状结构;所述催化剂为稀有金属,所述稀有金属为铂或钯,并添加碱金属的氧化物作为助剂。
5.一种新型柴油/天然气双燃料发动机,包括柴油发动机、柴油控制系统、天然气控制系统、柴油发动机电控单元(柴油ECU)、双燃料发动机电控单元(双燃料ECU)和双燃料发动机燃烧室,其特征在于,所述双燃料发动机燃烧室的排气支管的管道上引出有两路支路,一路依次连接EGR冷却器和EGR阀,所述EGR阀与双燃料发动机燃烧室的进气支管相连,另一路依次连接涡轮机和尾气氧化催化处理装置,所述尾气氧化催化处理装置与排气管相连,柴油发动机上设置有水温采集部件、转速采集部件和油门位置采集部件,所述柴油ECU分别与EGR阀及各采集部件相连,所述柴油ECU根据各采集部件采集到的柴油发动机的水温信号、转速信号和油门位置信号判定发动机的动力性,并计算处理得到通过EGR阀的尾气量,通过控制EGR阀的开度实现对两路支路的尾气量的控制。
6.根据权利要求5所述的新型柴油/天然气双燃料发动机,其特征在于,所述EGR阀处设置有阀门位置传感器,所述柴油ECU还将各工况下的EGR阀的位置MAP图进行储存。
7.根据权利要求5或6所述的新型柴油/天然气双燃料发动机,其特征在于,所述尾气氧化催化处理装置的最外部为不锈钢壳体,尾气氧化催化处理装置内部设置有催化剂载体,载体外表面涂有催化剂,利用尾气中残余的氧和排出尾气温度,在催化剂表面进行氧化反应,将有害物质转化为无害物质。
8.根据权利要求7所述的新型柴油/天然气双燃料发动机,其特征在于,所述催化剂载体为多孔的峰窝状结构;所述催化剂为稀有金属,所述稀有金属为铂或钯,并添加碱金属的氧化物作为助剂。
9.根据权利要求5所述的新型柴油/天然气双燃料发动机,其特征在于,所述柴油控制系统包括设置于双燃料发动机燃烧室顶部的柴油喷嘴,所述柴油喷嘴与柴油ECU相连;所述天然气控制系统包括依次连接的天然气气瓶、电磁阀、减压器、过滤器和天然气喷嘴,所述电磁阀和天然气喷嘴均与双燃料ECU相连;空气进气口设置有压气机,所述压气机连接空气管道,所述空气管道还设置有中冷器,所述中冷器和天然气喷嘴均连接混合器,所述混合器还连接双燃料发动机燃烧室的进气支管。
10.根据权利要求9所述的新型柴油/天然气双燃料发动机,其特征在于,所述柴油发动机上还设置有喷油脉冲采集部件,所述天然气控制系统包括天然气压力温度采集部件,各采集部件将采集的信号还传输至双燃料ECU;所述双燃料ECU根据接收的油门位置信号、柴油发动机的水温信号及天然气压力温度信号,判定柴油发动机的工作状态及进行故障诊断,并根据转速采集部件和喷油脉冲采集部件采集到的柴油发动机的转速信号和原始喷油脉宽信号,按照标定的柴油发动机在各工作状态下的有效喷油脉宽所占原始喷油脉宽的比例,将柴油与天然气的比例控制信号分别传输至柴油控制系统和天然气控制系统。
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