CN112780423B - 发动机用颗粒物捕捉器的保护方法、发动机组件及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及颗粒物捕捉器技术领域,公开了一种发动机用颗粒物捕捉器的保护方法、发动机组件及车辆,该方法包括:当颗粒物捕捉器进行主动再生时,实时监控发动机的工况信息;根据监控的发动机的工况信息,当确定发动机处于突回怠速工况时,采取保护方案降低颗粒物捕捉器的内部温度。随着发动机的运行,颗粒物捕捉器会进行主动再生,同时实时监控发动机的工况信息,并根据该工况信息来判断发动机是否处于突回怠速工况,若此时发动机处于突回怠速工况,则采取保护方案来降低颗粒物捕捉器的内部温度。因此这种保护方法能够及时识别发动机的突回怠速工况,且能够防止颗粒物捕捉器内部因温度过高而造成损坏,有效起到了对颗粒物捕捉器的保护作用。

Description

发动机用颗粒物捕捉器的保护方法、发动机组件及车辆
技术领域
本发明涉及颗粒物捕捉器技术领域,尤其是涉及一种发动机用颗粒物捕捉器的保护方法、发动机组件及车辆。
背景技术
随着发动机排放技术的升级,采用颗粒物捕捉器可以过滤掉尾气中大部分的碳烟等PM颗粒物,有效的减少PM排放,以满足排放法规要求。随着发动机运行时间增加,颗粒物捕捉器中的碳烟积聚重量也随之增加,导致排气背压升高,影响发动机的动力性、燃油经济性,因此当碳烟积聚重量达到一定数量后,颗粒物捕捉器需要定期进行主动再生,再生过程中发动机通过缸内后喷或是尾管后喷柴油,柴油在氧化催化剂内氧化放热,产生高温,将碳烟高温氧化燃烧去除,恢复颗粒物捕捉器的功能。
现有技术中,在颗粒物捕捉器主动再生过程中,发动机会处于突回怠速(drop toidle,DTI)工况,即发动机从转速较高工况突然回到较低转速甚至怠速;此时颗粒物捕捉器内部的碳烟颗粒在富氧环境下快速氧化,短时间内会放出大量热量;由于此时经过颗粒物捕捉器的废气流量大幅度减少,废气散热量相应减少,会导致颗粒物捕捉器的内部温度急剧升高,严重影响颗粒物捕捉器可靠性;但是该状况是现有技术中必然存在的,无法避免。
因此,设计一种能够及时识别发动机的突回怠速工况、且能够保护颗粒物捕捉器不被高温损坏的方法成为了本领域一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种发动机用颗粒物捕捉器的保护方法、发动机组件及车辆,上述发动机用颗粒物捕捉器的保护方法能够及时识别发动机的突回怠速工况,且能够防止颗粒物捕捉器内部因温度过高而造成损坏,有效起到了对颗粒物捕捉器的保护作用。
为达到上述目的,本发明提供以下技术方案:
一种发动机用颗粒物捕捉器的保护方法,包括:当颗粒物捕捉器进行主动再生时,实时监控发动机的工况信息;根据监控的发动机的工况信息,当确定发动机处于突回怠速工况时,采取保护方案降低颗粒物捕捉器的内部温度。
本发明提供的发动机用颗粒物捕捉器的保护方法,随着发动机的运行,颗粒物捕捉器会进行主动再生,同时实时监控发动机的工况信息,并根据该工况信息来判断发动机是否处于突回怠速工况,若此时发动机处于突回怠速工况,则采取保护方案来降低颗粒物捕捉器的内部温度。
因此,这种保护方法能够及时识别发动机的突回怠速工况,且能够防止颗粒物捕捉器内部因温度过高而造成损坏,有效起到了对颗粒物捕捉器的保护作用。
可选地,实时监控发动机的工况信息的方法包括:实时采集发动机的转速信息、颗粒物捕捉器的前端温度信息和颗粒物捕捉器的后端温度信息;当发动机的转速满足第一条件,颗粒物捕捉器的前端温度和颗粒物捕捉器的后端温度满足第二条件,且颗粒物捕捉器的后端温度满足第三条件时,确定发动机处于突回怠速工况。
可选地,第一条件为:发动机的转速变化幅度以及转速变化时间均处于设定范围内,且发动机的当前转速低于设定转速值。
可选地,第二条件为:颗粒物捕捉器的前端温度和颗粒物捕捉器的后端温度的温度差值大于设定温差,且颗粒物捕捉器的后端温度大于颗粒物捕捉器的前端温度、颗粒物捕捉器的前端温度大于设定温度。
可选地,第三条件为:颗粒物捕捉器的后端温度处于单调上升状态。
可选地,保护方案包括:判断发动机的怠速状态;当发动机处于怠速状态时,提高发动机的怠速转速,以提高废气流量,从而降低发动机的排气温度;当发动机处于非怠速状态时,增加进排气节流阀以及废气再循环阀门的开度,以增大气流量,从而降低发动机的排气温度。
一种发动机组件,适用于上述的任一种方法,发动机组件包括发动机、排气管以及与排气管连通的后处理装置;后处理装置包括依次设置的氧化催化剂、颗粒物捕捉器以及选择性催化还原转化器;氧化催化剂与排气管路之间设有排气温度传感器,氧化催化剂与颗粒物捕捉器之间设有前端温度传感器,颗粒物捕捉器与选择性催化还原转化器之间设有后端温度传感器。
可选地,发动机组件还包括电控单元;电控单元与发动机、前端温度传感器和后端温度传感器均信号连接;电控单元用于实时采集发动机的转速信息、颗粒物捕捉器的前端温度信息和颗粒物捕捉器的后端温度信息,且用于判断发动机是否处于突回怠速工况。
可选地,发动机组件还包括涡轮增压器以及废气再循环系统。
一种车辆,包括上述的任一种发动机组件。
附图说明
图1为本发明实施例提供的发动机用颗粒物捕捉器的保护方法的流程图;
图2为本发明实施例提供的发动机用颗粒物捕捉器的保护方法中保护方案的逻辑图;
图3为本发明实施例提供的发动机组件的结构示意图。
图标:1-发动机;2-排气管;3-后处理装置;4-氧化催化剂;5-颗粒物捕捉器;6-选择性催化还原转化器;7-排气温度传感器;8-前端温度传感器;9-后端温度传感器;10-涡轮增压器;11-废气再循环系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的发动机用颗粒物捕捉器的保护方法的流程图,参考图1,本发明实施例提供的发动机用颗粒物捕捉器的保护方法,包括如下步骤:
步骤S100,当颗粒物捕捉器进行主动再生时,实时监控发动机的工况信息;
步骤S200,根据监控的发动机的工况信息,当确定发动机处于突回怠速工况时,采取保护方案降低颗粒物捕捉器的内部温度。
本实施例提供的发动机用颗粒物捕捉器的保护方法,随着发动机的运行,颗粒物捕捉器会进行主动再生,同时实时监控发动机的工况信息,并根据该工况信息来判断发动机是否处于突回怠速工况,若此时发动机处于突回怠速工况,则采取保护方案来降低颗粒物捕捉器的内部温度。
因此,这种保护方法能够及时识别发动机的突回怠速工况,且能够防止颗粒物捕捉器内部因温度过高而造成损坏,有效起到了对颗粒物捕捉器的保护作用。
作为一种可选的实施例,实时监控发动机的工况信息的方法包括任如下步骤:
实时采集发动机的转速信息、颗粒物捕捉器的前端温度信息和颗粒物捕捉器的后端温度信息;
当发动机的转速满足第一条件,颗粒物捕捉器的前端温度和颗粒物捕捉器的后端温度满足第二条件,且颗粒物捕捉器的后端温度满足第三条件时,确定发动机处于突回怠速工况。
其中,第一条件为:发动机的转速变化幅度以及转速变化时间均处于设定范围内,且发动机的当前转速低于设定转速值。
第二条件为:颗粒物捕捉器的前端温度和颗粒物捕捉器的后端温度的温度差值大于设定温差,且颗粒物捕捉器的后端温度大于颗粒物捕捉器的前端温度、颗粒物捕捉器的前端温度大于设定温度。
第三条件为:颗粒物捕捉器的后端温度处于单调上升状态。
本实施例中,首先采集发动机的转速信息、颗粒物捕捉器的前端温度信息和颗粒物捕捉器的后端温度信息;若采集到的信息满足上述的第一条件、第二条件和第三条件,则判定发动机处于突回怠速工况;若有任一条件不满足,则说明发动机未处于突回怠速工况。
图2为本发明实施例提供的发动机用颗粒物捕捉器的保护方法中保护方案的逻辑图,如图2所示,作为一种可选的实施例,保护方案包括:
判断发动机的怠速状态;
当发动机处于怠速状态时,提高发动机的怠速转速,以提高废气流量,从而降低发动机的排气温度;
当发动机处于非怠速状态时,增加进排气节流阀以及废气再循环阀门的开度,以增大气流量,从而降低发动机的排气温度。
继续参考图2,本实施例中,当确定发动机处于突回怠速工况时,首先判断发动机的怠速状态;若发动机处于怠速状态,则提高发动机的怠速转速,以提高废弃流量,从而增大散热量以降低排气温度,由此实现降低颗粒物捕捉器的内部温度;若发动机处于非怠速状态,增加进排气节流阀以及废气再循环阀门的开度,以增大气流量以降低排气温度,由此实现降低颗粒物捕捉器的内部温度。
因此,本实施例中的保护方案,不论发动机处于怠速状态和非怠速状态,均能够实现降低颗粒物捕捉器的内部温度。
图3为本发明实施例提供的发动机组件的结构示意图,参考图3,本发明实施例还提供了一种发动机组件,适用于上述的任一种方法,发动机组件包括发动机1、排气管2以及与排气管2连通的后处理装置3;后处理装置3包括依次设置的氧化催化剂4、颗粒物捕捉器5以及选择性催化还原转化器6;氧化催化剂4与排气管2路之间设有排气温度传感器7,氧化催化剂4与颗粒物捕捉器5之间设有前端温度传感器8,颗粒物捕捉器5与选择性催化还原转化器6之间设有后端温度传感器9。
发动机组件还包括电控单元(图中未视出);电控单元与发动机1、前端温度传感器8和后端温度传感器9均信号连接;电控单元用于实时采集发动机1的转速信息、颗粒物捕捉器5的前端温度信息和颗粒物捕捉器5的后端温度信息,且用于判断发动机1是否处于突回怠速工况。
其中,发动机1可为柴油机或汽油机,可视实际需要而定,具体不做限定,选择与发动机1种类相匹配的后处理装置3即可;例如,若发动机1为柴油机,则需要选用柴油氧化催化剂、柴油颗粒物捕捉器以及柴油用选择性催化还原转化器,若发动机1为汽油机则选用与汽油匹配的后处理装置3即可,具体不再赘述。
本实施例中,发动机1的转速信息由电控单元直接进行采集;前端温度传感器8采集到颗粒物捕捉器5的前端温度信息后再将该前端温度信息传递给电控单元;后端温度传感器9采集到颗粒物捕捉器5的后端温度信息后再将该后端温度信息传递给电控单元;
发动机组件的有益效果与上述的任一种发动机用颗粒物捕捉器的保护方法的有益效果相同,能够实现对颗粒物捕捉器5的保护,具体参考上文发动机用颗粒物捕捉器的保护方法的有益效果即可,具体不再赘述。
继续参考图3,作为一种可选的实施例,发动机组件还包括涡轮增压器10以及废气再循环系统11。
本实施例中,涡轮增压器10能够令发动机1进气充分,燃烧更加完全,提高了发动机1的工作效率。而废气再循环系统11具有废气再循环阀门,当确定发动机处于突回怠速工况,且发动机处于非怠速状态时,可增加废气再循环阀门的开度以增大气流量,从而进一步降低发动机的排气温度,以进一步降低颗粒物捕捉器的内部温度。
本发明实施例还提供了一种车辆,包括上述的任一种发动机组件。
本实施例中,车辆的有益效果与上述的任一种发动机组件的有益效果相同,具体不再赘述。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种发动机用颗粒物捕捉器的保护方法,其特征在于,包括:
当颗粒物捕捉器进行主动再生时,实时监控发动机的工况信息;
根据监控的发动机的工况信息,当确定发动机处于突回怠速工况时,采取保护方案降低颗粒物捕捉器的内部温度;
所述实时监控发动机的工况信息的方法包括:
实时采集发动机的转速信息、颗粒物捕捉器的前端温度信息和颗粒物捕捉器的后端温度信息;
当发动机的转速满足第一条件,颗粒物捕捉器的前端温度和颗粒物捕捉器的后端温度满足第二条件,且颗粒物捕捉器的后端温度满足第三条件时,确定发动机处于突回怠速工况;
所述第一条件为:发动机的转速变化幅度以及转速变化时间均处于设定范围内,且发动机的当前转速低于设定转速值;
所述第二条件为:颗粒物捕捉器的前端温度和颗粒物捕捉器的后端温度的温度差值大于设定温差,且颗粒物捕捉器的后端温度大于颗粒物捕捉器的前端温度、颗粒物捕捉器的前端温度大于设定温度;
所述第三条件为:颗粒物捕捉器的后端温度处于单调上升状态;
所述保护方案包括:
判断发动机的怠速状态;
当发动机处于怠速状态时,提高发动机的怠速转速,以提高废气流量,从而降低发动机的排气温度;
当发动机处于非怠速状态时,增加进排气节流阀以及废气再循环阀门的开度,以增大气流量,从而降低发动机的排气温度。
2.一种发动机组件,其特征在于,适用于如权利要求1所述的方法,所述发动机组件包括发动机、排气管以及与所述排气管连通的后处理装置;
所述后处理装置包括依次设置的氧化催化剂、颗粒物捕捉器以及选择性催化还原转化器;
所述氧化催化剂与所述排气管之间设有排气温度传感器,所述氧化催化剂与所述颗粒物捕捉器之间设有前端温度传感器,所述颗粒物捕捉器与所述选择性催化还原转化器之间设有后端温度传感器;
所述发动机组件还包括电控单元;
所述电控单元与所述发动机、所述前端温度传感器和所述后端温度传感器均信号连接;
所述电控单元用于实时采集发动机的转速信息、颗粒物捕捉器的前端温度信息和颗粒物捕捉器的后端温度信息、且用于判断颗粒物捕捉器的后端温度上升状态,以判断发动机是否处于突回怠速工况。
3.根据权利要求2所述的发动机组件,其特征在于,所述发动机组件还包括涡轮增压器以及废气再循环系统。
4.一种车辆,其特征在于,包括如权利要求2或3所述的发动机组件。
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