CN115030851A - 一种柴油机的冷启动系统、方法及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种柴油机的冷启动系统、方法及车辆。所述柴油机的冷启动系统包括:EGR管,所述EGR管分别连接排气管和进气管;EGR冷却器,所述EGR冷却器的气路连接所述EGR管,所述EGR冷却器的水路连接所述柴油机的水道;点火器,设于所述EGR管上,所述点火器位于所述EGR冷却器与所述进气管之间;燃油喷嘴,设于所述EGR管上并与所述点火器相对应,所述燃油喷嘴连接有燃油源。通过本发明实施例提供的方案,能够提高柴油机的冷启动性能,可以在低温环境下快速实现柴油机的正常启动。
Description
技术领域
本发明涉及柴油机冷启动技术领域,特别涉及一种柴油机的冷启动系统、方法及车辆。
背景技术
目前,行业内柴油机车型的冷启动水平远差于汽油机车型,柴油机在零下25℃已显得启动困难,零下35℃无法启动。柴油车型如何突破低于林零下25℃还能冷启动成功,是行业一直研究的一个方向。现有的提高柴油机冷启动性能的方式有:通过在发动机启动前向冷却系加热水对发动机气缸套进行预热;或将油底壳内的机油放出进行预热,并重新注入。这两种方式操作繁琐,且预热时间较长。
柴油车废气排放的后处理技术中的DPF(Diesel Particulate Filter,柴油颗粒捕集器)再生过程,需在发动机正常喷油着火后,在活塞下行的过程中,喷油器额外向气缸内喷射燃油。轻型柴油发动机实际DPF再生过程中,“缸内燃油后喷”时,燃油颗粒附着在缸壁上,被油底壳的机油冲刷,这个结果是机油被稀释。机油稀释如果超标后果非常严重,有可能造成发动机报废。
发明内容
本发明的目的在于提出一种柴油机的冷启动系统、方法及车辆,以解决现有技术中柴油机车型低温启动困难,预热方式繁琐且时间长的问题。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种柴油机的冷启动系统,包括:
EGR管,所述EGR管分别连接排气管和进气管;
EGR冷却器,所述EGR冷却器的气路连接所述EGR管,所述EGR冷却器的水路连接所述柴油机的水道;
点火器,设于所述EGR管上,所述点火器位于所述EGR冷却器与所述进气管之间;
燃油喷嘴,设于所述EGR管上并与所述点火器相对应,所述燃油喷嘴连接有燃油源。
进一步地,所述系统还包括:控制器,所述控制器与所述点火器和所述燃油喷嘴相连,可在所述柴油机处于冷启动状态时控制所述点火器和所述燃油喷嘴工作。
进一步地,所述EGR冷却器的水路通过进水管道和出水管道与所述柴油机的水道相连,通过所述进水管道和所述出水管道可实现所述EGR冷却器内的冷却液与所述柴油机的水道内的冷却液的循环,所述进水管道上设有电子水泵。
进一步地,所述EGR冷却器的气路内壁涂覆有催化组合物,所述催化组合物包括La2O3和Ni。
进一步地,所述进气管上设有进气组件,所述排气管上设有废气排放后处理系统,所述废气排放后处理系统包括依次设置的节流阀、催化器和柴油颗粒捕集器。
进一步地,所述柴油机的冷启动系统还包括连通管,所述连通管的一端连接所述排气管,且二者的连接处位于所述节流阀和所述催化器之间,所述连通管的另一端连接所述EGR管,且二者的连接处位于所述排气管与所述EGR冷却器之间,所述连通管上设有控制阀。
一种柴油机的冷启动方法,应用于所述柴油机的冷启动系统,所述方法包括:
所述柴油机处于冷启动状态时,控制所述点火器和所述燃油喷嘴工作,对所述EGR冷却器的水路进行加热,所述EGR冷却器的水路通过其内的冷却液将热量传递至所述柴油机的水道;
检测到所述柴油机的水道内的冷却液的温度达到设定温度时,控制所述柴油机启动;
所述柴油机启动结束后,控制所述点火器和所述燃油喷嘴结束工作。
进一步地,所述柴油机处于冷启动状态时,控制所述点火器和所述燃油喷嘴工作,对所述EGR冷却器的水路进行加热,所述EGR冷却器的水路通过其内的冷却液将热量传递至所述柴油机的水道的步骤之前,还包括:
接收到启动所述柴油机的指令后,获取当前环境温度;
根据所述当前环境温度判断所述柴油机是否处于设置的柴油机冷启动区间;若是,则所述柴油机处于冷启动状态。
进一步地,所述进气管上设有进气组件,所述控制所述点火器和所述燃油喷嘴工作,包括:
控制所述点火器升温;
控制所述进气组件开启,持续供给所述点火器外部空气;
控制所述燃油喷嘴向所述点火器喷射燃油。
一种车辆,包括一种柴油机的冷启动系统。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的一种柴油机的冷启动系统、方法及车辆具有以下有益效果:
通过设置点火器和燃油喷嘴,可在柴油机处于冷启动状态时,对EGR冷却器的水道内的冷却液进行加热,所述EGR冷却器的水路连接所述柴油机的水道,因而柴油机的水道内的冷却液的温度同样会上升,使柴油机可以正常启动。通过本发明实施例中的系统,提高了柴油机的冷启动性能,可以在低温环境下快速实现柴油机的正常启动,且整个加热过程不需要人为操作,自动化程度高。
附图说明
图1为本发明实施例中柴油机的冷启动系统的结构示意图;
图2为本发明实施例中一种柴油机的冷启动方法的步骤流程图;
图3为本发明实施例中另一种柴油机的冷启动方法的步骤流程图;
图中标记:
1、电子水泵;2、节流阀;3、催化器;4、柴油颗粒捕集器;5、还原器;6、EGR阀;7、控制阀;8、EGR冷却器;9、储油器;10、燃油喷嘴,11、预热塞,12、电子增压器,13、中冷器。
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作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。
参考图1,图1是本发明实施例中的一种柴油机的冷启动系统的结构示意图,如图1所示,所述系统包括:EGR(Exhaust Gas Recirculation)管、EGR(Exhaust GasRecirculation)冷却器8、点火器、燃油喷嘴10、控制器、连通管和温度传感器。
所述温度传感器用于检测所述柴油机的水道内冷却液的温度,温度传感器与控制器电连接,可向控制器发送所述柴油机的水道内冷却液的温度信息。
EGR冷却器8包括冷却器本体、气路和水路,所述气路和所述水路都设于所述冷却器本体内,所述气路和所述水路两者相互独立,所述EGR冷却器的气路连接所述EGR管。
所述EGR管分别连接排气管和进气管,所述排气管指所述柴油机的排气管,所述进气管指所述柴油机的进气管。所述EGR管上EGR冷却器8与所述排气管之间位置处设有EGR阀6,所述EGR阀6在EGR冷却器8正常工作时处于打开状态。所述进气管上设有进气组件,所述进气组件包括中冷器13和电子增压器12,通过电子增压器12可将外部空气送入进气管和EGR管内,从而为所述燃油喷嘴10喷射的燃油燃烧供给外部空气。电子增压器12和中冷器13的作用和结构为本领域技术人员的公知常识,在此不作赘述。
所述EGR冷却器8的水路内有冷却液,所述EGR冷却器8的水路通过进水管道和出水管道与所述柴油机的水道相连,通过所述进水管道和所述出水管道可实现所述EGR冷却器8内的冷却液与所述柴油机的水道内的冷却液的循环。所述进水管道上设有电子水泵1,所述电子水泵1为带有电子控制单元的水泵,其用于为冷却液的循环提供动力,以将所述EGR冷却器8中的水路内的冷却液循环流动至所述柴油机的水道中,加快EGR冷却器8与柴油机之间的热量传递。所述EGR冷却器8的水路连接所述柴油机的水道,即在电子水泵1处于开启状态时,所述EGR冷却器8中的水路内的冷却液与所述柴油机水道内的冷却液处于循环中,EGR冷却器8内的冷却液温度升高时,EGR冷却器8内的冷却液循环至所述柴油机水道内,柴油机水道内的冷却液温度同样升高。
可选地,所述点火器和燃油喷嘴10设于所述EGR管上,所述点火器和燃油喷嘴10位于所述EGR冷却器8与所述进气管之间,所述点火器的头部和燃油喷嘴10的头部都位于EGR管内,所述燃油喷嘴10位于所述点火器正对位置处。具体地,所述点火器和燃油喷嘴10位于EGR管上靠近EGR冷却器8的端部。
具体地,所述点火器为预热塞11。预热塞11是柴油机专用的产品,其可以在4秒内将预热塞头部温度升高到650℃以上,燃油喷在上面完全可以起到点火的作用,预热塞工作6秒其头部温度可达到900℃,若要保持点火持续运行,则需持续保持900℃温度。
控制燃油喷嘴10向预热塞11喷射燃油完成点火操作,点火完成后,燃油喷嘴10头部持续喷出燃油,燃油燃烧所产生的火焰被吹向EGR冷却器8,对EGR冷却器8内的冷却液进行加热。所述燃油喷嘴10连接有燃油源,可选地,所述燃油源为单独配置的储油器9,所述储油器9内设有燃油泵。所述燃油源也可以为所述车辆内的燃油箱,燃油喷嘴10与发动机共用一个燃油箱。燃油喷嘴10喷射的燃油燃烧时所需要的外部空气由EGR管、进气管和进气组件提供。
控制器,与所述预热塞11和所述燃油喷嘴10连接,可在所述柴油机处于冷启动状态时控制所述预热塞11和燃油喷嘴10工作。具体地,控制器分别与温度传感器、柴油机、预热塞11、燃油喷嘴10、EGR阀6、电子水泵1和控制阀7相连,用于控制预热塞11、燃油喷嘴10、EGR阀6、电子水泵1和控制阀7的开闭,及用于控制柴油机的启动。
在所述EGR冷却器8的气路内壁涂覆有催化组合物,可选地,所述催化组合物包括La2O3,所述La2O3用于与燃油喷嘴10喷射燃油燃烧所产生HC和CO等污染产生催化反应,以进行预清洁处理。HC可在La2O3的作用下催化出H2,La2O3也可将CO与O2催化为CO2。两者都是无害物质,减少了废气污染的同时减少了污染物对零部件的损伤。
可选地,所述催化组合物还包括金属Ni(镍),即在涂覆La2O3的同时,也需要涂覆金属Ni(镍),具体地,添加配比为La2O3∶Ni=1∶(0.6~1.2)。优选地,添加配比为La2O3∶Ni=1∶0.8。涂覆金属Ni的作用是防止积碳。
所述排气管上设有废气排放后处理系统,所述废气排放后处理系统包括依次设置的节流阀2、催化器3、柴油颗粒捕集器4和还原器5,可选地,所述催化器3为LNT(稀燃NOX捕集技术,lean NOXtrap)或DOC(氧化催化器,Diesel Oxidation Catalyst),所述还原器5为SCR(选择性催化还原装置,Selective Catalytic Reduction),所述柴油颗粒捕集器4为DPF(Diesel Particulate Filter)。柴油机排出的废气经过催化器3、柴油颗粒捕集器4和还原器5的净化处理后排出车外。
所述连通管的一端连接所述排气管,且二者的连接处位于所述节流阀2和所述催化器3之间,所述连通管的另一端连接所述EGR管,且二者的连接处位于所述排气管与所述EGR冷却器8之间,所述连通管上设有控制阀7,通过控制阀7可控制所述连通管的开闭。
DPF收集碳颗粒(PM)的原理是尾气进入DPF孔道,孔道为“死胡同”结构,孔道壁面过滤下的碳颗粒留在孔道内存储,尾气只能通过孔道之间的壁面的毛细空隙才能排出,较小的毛细空隙保证了DPF具有良好的过滤效果。DPF里的碳颗粒逐渐增加会引起发动机背压升高,导致发动机性能下降,所以要定期除去沉积在DPF内的碳颗粒。行业内现有主流技术是通过发动机多喷油提高排气温度,让炙热的排气烧掉DPF内的碳颗粒,这种行为被称作DPF再生。
柴油车行驶过程中,实际DPF再生过程中,“缸内燃油后喷”时,燃油颗粒附着在缸壁上,被油底壳的机油冲刷,这个结果是机油被稀释。机油稀释如果超标后果非常严重,有可能造成发动机报废。为了避免机油稀释造成影响,一般需要6千公里更换机油。
在本实施方式中,所述燃油喷嘴10喷油所产生的燃油颗粒可通过EGR冷却器8和连通管,进入到节流阀2后,此时节流阀2关小角度,以使节流阀2后产生“文丘里现象”吸着燃油颗粒进入到催化器3前,燃油颗粒在催化器3内通过催化氧化反应生热,直至催化器3的出口排气温度达到柴油颗粒捕集器4即DPF的再生所需的排气温度。
具体地,燃油喷嘴10喷油所产生的燃油颗粒包含大量的HC和CO,其在LNT内部贵金属Pt、Rh等催化剂的作用下与氧气进行催化氧化反应生热,提高排气温度,炙热的排气会烧掉DPF内的碳颗粒,即DPF再生。可选地,DPF再生所需的排气温度为>590℃。
通过所述燃油喷嘴10的喷油操作来提高排气温度,让炙热的排气烧掉柴油颗粒捕集器4即DPF内的碳颗粒,即完成DPF再生。这个过程中,避免了缸内燃油后喷技术造成的机油稀释问题,机油更换里程可延长至12000公里。
基于同一发明构思,本发明提出了一种柴油机的冷启动方法,参考图2,图2是本发明实施例中的一种柴油机的冷启动方法的步骤流程图,如图2所示,所述方法包括:
步骤101:所述柴油机处于冷启动状态时,控制所述点火器和所述燃油喷嘴工作,对所述EGR冷却器的水路进行加热,所述EGR冷却器的水路通过其内的冷却液将热量传递至所述柴油机的水道。
在本实施方式中,若所述柴油机处于冷启动状态时,则所述控制器控制所述点火器和所述燃油喷嘴10工作,以对EGR冷却器8中的水路内的冷却液进行加热,进而提高柴油机的水道内的冷却液的温度。
所述点火器和所述燃油喷嘴10工作后,控制器控制电子水泵1开启,以将所述EGR冷却器8中的水路内的冷却液循环流动至所述柴油机的水道中,加快EGR冷却器8与柴油机之间的热量传递。则EGR冷却器8内的冷却液温度升高时,EGR冷却器8内的冷却液循环流动至所述柴油机内,柴油机水道内的冷却液温度同样升高。
步骤102:检测到所述柴油机的水道内的冷却液的温度达到设定温度时,控制所述柴油机启动。
在低温环境下,柴油机每次冷启动成功时,柴油机水道内冷却液温度会在一定的温度范围内,例如柴油机每次冷启动成功时,冷却液温度范围为零下13℃~零下15℃范围内。即柴油机水道内冷却液温度高于这个温度范围时,可以很容易地冷启动成功,不需要提前进行冷启动预热。
在本实施方式中,通过温度传感器检测到柴油机水道内冷却液温度升高至设定温度时,则控制所述柴油机开始启动。可选地,所述设定温度为零下13℃,所述冷却液温度达到零下13℃时,所述柴油机可正常冷启动成功,不会存在冷启动困难的问题,此时所述柴油机的启动过程大约需要6秒完成。
步骤103:所述柴油机启动结束后,控制所述点火器和所述燃油喷嘴结束工作。
在本实施方式中,所述柴油机启动完成后,控制所述点火器和燃油喷嘴10结束工作。所述点火器和燃油喷嘴10结束运行后,即不会再对EGR冷却器8内的冷却液进行加热。点火器和燃油喷嘴10工作的整个实施时间为本发明中的所述柴油机的冷启动完成时间,具体地,点火器和燃油喷嘴10工作的整个实施时间为所述柴油机启动前的点火器和燃油喷嘴10工作时间加上所述柴油机的启动过程时间。
参考图3,图3是本发明实施例中另一种柴油机的冷启动方法的步骤流程图,包括:
步骤201:接收到启动所述柴油机的指令后,获取当前环境温度。
柴油车所采用的发动机为柴油发动机,即柴油机。柴油机通常采用水冷式柴油机,水冷式柴油机通过冷却液循环系统进行柴油机的冷却。但在环境温度过低情况下,柴油机启动前,冷却液温度(柴油机水温)同样很低;柴油机冷启动时因其内部温度太低,燃气不容易汽化,造成柴油机冷启动非常困难。
接收到启动所述柴油机的指令后,获取当前环境温度,所述环境温度可通过相应的传感器测量。
步骤202:根据所述当前环境温度判断所述柴油机是否处于设置的柴油机冷启动区间;若是,则所述柴油机处于冷启动状态。
在实际应用中,会发现柴油机在零下25℃~零下35℃非常难启动,到了零下35℃甚至启动不了。在低温环境下,柴油机每次冷启动成功时,柴油机水道内冷却液温度会在一定的温度范围内,例如柴油机每次冷启动成功时,柴油机水道内冷却液温度范围为零下13℃~零下15℃范围内。即柴油机水道内冷却液温度高于这个温度范围时,可以很容易地冷启动成功,不需要提前进行冷启动预热。
在本实施方式中,柴油机启动前,当前环境温度处于一定的低温范围内,例如在零下15℃~零下35℃范围内时,柴油机则处于冷启动状态。
当前环境温度对柴油机的启动影响较大,可以预设柴油机冷启动区间,对应的可以预设柴油机正常启动区间和柴油机超低温不启动区间。可选地,所述柴油机冷启动区间为零下15℃~零下35℃,柴油机正常启动区间为>-15℃,柴油机超低温不启动区间为<-35℃。
所述当前环境温度处于柴油机冷启动区间内时,即表示柴油机处于冷启动状态,可以对柴油机进行冷启动。
进一步地,柴油机未处于冷启动状态时,判断柴油机是否处于正常启动状态,所述当前环境温度处于柴油机正常启动区间内时,柴油机处于正常启动状态,此时柴油机可以直接进行正常启动;柴油机未处于冷启动状态和正常启动状态时,判断柴油机是否处于超低温不启动状态,所述当前环境温度处于柴油机超低温不启动区间内时,即柴油机处于低温不启动状态,为保护柴油机系统,柴油机不启动。
即本步骤除能得出柴油机是否处于冷启动状态的同时,还能得出柴油机是否处于正常启动状态、低温不启动状态。
步骤203:向车辆的仪表发送提示信号,所述提示信号用于提醒用户所述柴油机是否处于冷启动状态。
本实施方式中,车里的仪表为柴油机驾驶室内的仪表盘。柴油机处于冷启动状态时,所述提示信号提示的信息为“冷启动状态”。
可选地,柴油机未处于冷启动状态时,根据步骤201得出的结果,柴油机处于正常启动状态时,所述提示信号提示的信息为“正常启动状态”,用于提醒用户正常启动,此时可直接控制柴油机启动。
步骤204:所述柴油机处于冷启动状态时,控制所述点火器和所述燃油喷嘴工作,对所述EGR冷却器的水路进行加热,所述EGR冷却器的水路通过其内的冷却液将热量传递至所述柴油机的水道。
根据当前环境温度判断出柴油机处于冷启动状态时,控制所述点火器和燃油喷嘴10进行点火操作,对EGR冷却器8的水路内的冷却液加热。所述点火器和所述燃油喷嘴10工作后,控制器控制电子水泵1开启,以将所述EGR冷却器8中的水路内的冷却液循环流动至所述柴油机的水道中,加快EGR冷却器8与柴油机之间的热量传递。则EGR冷却器8内的冷却液温度升高时,EGR冷却器8内的冷却液循环流动至所述柴油机内,柴油机水道内的冷却液温度同样升高。
可选地,所述控制所述点火器和所述燃油喷嘴工作包括:
子步骤S1:控制所述点火器升温。
控制点火器升温,即控制预热塞11工作4秒,以将其头部温度升高到650℃以上。
子步骤S2:控制进气组件开启,持续供给所述点火器外部空气。
在本实施方式中,控制电子增压器12和中冷器13工作,控制EGR阀6关闭,控制控制阀7处于开启状态。
点火完成后,由于燃油喷嘴10喷出的燃油燃烧需要消耗助外部空气。结合图1,具体地,控制点火器升温的同时,控制电子增压器12和中冷器13通过进气管向EGR管供给空气,所述空气通过连通管排出。这个过程中空气会从预热塞11和燃油喷嘴10处经过,为燃油喷嘴10喷出的燃油燃烧提供助燃气。
子步骤S3:控制所述燃油喷嘴向所述点火器喷射燃油。
在本实施方式中,控制燃油喷嘴10向预热塞11喷射燃油完成点火操作,点火完成后,燃油喷嘴10头部持续喷出燃油,燃油燃烧所产生的火焰被吹向EGR冷却器8,对EGR冷却器8内的冷却液进行加热。
步骤205:检测到所述柴油机的水道内的冷却液的温度达到设定温度时,控制所述柴油机启动。
在本实施方式中,可选地,所述设定温度为零下13℃。通过相应的传感器检测到柴油机的水道内冷却液的温度升高至零下13℃后,控制所述柴油机启动。
具体地,若步骤201中获取的当期环境温度为零下35℃,则燃油喷嘴10头部持续喷出燃油进行燃烧对EGR冷却器8内的冷却液进行加热,到柴油机的水道内冷却液的温度升高至零下13℃这个加热过程所需的时间为8~12秒。
具体地,柴油机需要大约6秒启动成功,在柴油机启动过程中的这6秒内,燃油喷嘴10喷射出的燃油持续燃烧对EGR冷却器8内的冷却液进行加热。
若步骤201中获取的当期环境温度为零下35℃,则从控制点火器和燃油喷嘴10中的点火器升温开始,到柴油机启动成功结束,整个过程需要时间为点火器升温的时间,加上燃油喷嘴10喷射出的燃油持续燃烧对EGR冷却器8内的冷却液进行加热到设定温度的时间,再加上柴油机启动的时间,总计18~22秒。
当柴油机处于冷启动状态时,通过点火器和燃油喷嘴10对EGR冷却器8内的冷却液进行加热,使柴油机的水道内冷却液的温度上升,即对柴油机的水道内冷却液进行预热;直至柴油机的水道内冷却液的温度升高达到设定温度时,则柴油机可以正常启动。通过本发明实施例中的方法,提高了柴油机的冷启动性能,且冷却液温度升温的过程非常快速,整个冷启动过程不需要人为操作,自动化程度高。
步骤206:所述柴油机启动结束后,控制所述点火器和所述燃油喷嘴结束工作。
在本实施方式中,柴油机启动完成后结束点火器和燃油喷嘴10的运行。所述点火器和燃油喷嘴10结束运行后,不会再对EGR冷却器8内的冷却液进行加热。
柴油机启动后正常工作过程中,EGR冷却器8处于正常工作状态,具体地,所述EGR冷却器8处于正常工作状态时,EGR阀6打开,控制阀7关闭,EGR冷却器8正常工作以起到其在废气再循环系统中相应的功能。
柴油机冷启动结束后,在柴油机的正常工作过程中,触发DPF再生时,能通过所述燃油喷嘴11喷射燃油来实现DPF再生。具体,包括以下步骤:
步骤11:所述柴油机处于工作状态时,判断是否触发DPF再生。
在本实施方式中,柴油机处于工作状态时,即柴油机正常运行时,通过ECU判断DPF是否需要再生。具体地,ECU(Electronic Control Unit)通过设在柴油颗粒捕集器4两端的压差传感器监测DPF两端压差,当识别出DPF两端压差超过设定值时,则触发DPF再生,即DPF需要再生。
步骤12:若触发DPF再生,控制所述燃油喷嘴喷射燃油,将所述燃油喷嘴喷射燃油产生的燃油颗粒送入所述废气排放后处理系统,以完成所述DPF再生。
在本实施方式中,触发DPF再生后,控制EGR阀6关闭,控制阀7打开;
之后控制燃油喷嘴10喷油,则燃油喷嘴10喷油所产生的燃油颗粒将通过EGR冷却器8和连通管,进入到节流阀2后,此时节流阀2关小角度,以使节流阀2后产生“文丘里现象”吸着燃油颗粒进入到催化器3前,燃油颗粒在催化器3内通过催化氧化反应生热,直至催化器3的出口排气温度达到DPF再生所需的排气温度。
具体地,燃油喷嘴10喷油所产生的燃油颗粒包含大量的HC和CO,其在LNT内部贵金属Pt、Rh等催化剂的作用下与氧气进行催化氧化反应生热,提高排气温度,炙热的排气会烧掉DPF内的碳颗粒,即DPF再生。可选地,DPF再生所需的排气温度为>590℃。
DPF再生完成后,控制控制阀7关闭,EGR阀6打开,所述EGR冷却器8回至正常工作状态。
本实施方式中通过所述燃油喷嘴10的喷油操作来提高排气温度,让炙热的排气烧掉DPF内的碳颗粒,即完成DPF再生。这个过程中,避免了缸内燃油后喷技术造成的机油稀释问题,机油更换里程可延长至12000公里。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种柴油机的冷启动系统、方法及车辆,进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种柴油机的冷启动系统,其特征在于,包括:
EGR管,所述EGR管分别连接排气管和进气管;
EGR冷却器,所述EGR冷却器的气路连接所述EGR管,所述EGR冷却器的水路连接所述柴油机的水道;
点火器,设于所述EGR管上,所述点火器位于所述EGR冷却器与所述进气管之间;
燃油喷嘴,设于所述EGR管上并与所述点火器相对应,所述燃油喷嘴连接有燃油源。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:控制器,所述控制器与所述点火器和所述燃油喷嘴相连,可在所述柴油机处于冷启动状态时控制所述点火器和所述燃油喷嘴工作。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述EGR冷却器的水路通过进水管道和出水管道与所述柴油机的水道相连,通过所述进水管道和所述出水管道可实现所述EGR冷却器内的冷却液与所述柴油机的水道内的冷却液的循环,所述进水管道上设有电子水泵。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述EGR冷却器的气路内壁涂覆有催化组合物,所述催化组合物包括La2O3和Ni。
5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述进气管上设有进气组件,所述排气管上设有废气排放后处理系统,所述废气排放后处理系统包括依次设置的节流阀、催化器和柴油颗粒捕集器。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述柴油机的冷启动系统还包括连通管,所述连通管的一端连接所述排气管,且二者的连接处位于所述节流阀和所述催化器之间,所述连通管的另一端连接所述EGR管,且二者的连接处位于所述排气管与所述EGR冷却器之间,所述连通管上设有控制阀。
7.一种柴油机的冷启动方法,其特征在于,应用于权利要求1-6任一项所述的柴油机的冷启动系统,所述方法包括:
所述柴油机处于冷启动状态时,控制所述点火器和所述燃油喷嘴工作,对所述EGR冷却器的水路进行加热,所述EGR冷却器的水路通过其内的冷却液将热量传递至所述柴油机的水道;
检测到所述柴油机的水道内的冷却液的温度达到设定温度时,控制所述柴油机启动;
所述柴油机启动结束后,控制所述点火器和所述燃油喷嘴结束工作。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:所述柴油机处于冷启动状态时,控制所述点火器和所述燃油喷嘴工作,对所述EGR冷却器的水路进行加热,所述EGR冷却器的水路通过其内的冷却液将热量传递至所述柴油机的水道的步骤之前,还包括:
接收到启动所述柴油机的指令后,获取当前环境温度;
根据所述当前环境温度判断所述柴油机是否处于设置的柴油机冷启动区间;若是,则所述柴油机处于冷启动状态。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于:所述进气管上设有进气组件,所述控制所述点火器和所述燃油喷嘴工作,包括:
控制所述点火器升温;
控制所述进气组件开启,持续供给所述点火器外部空气;
控制所述燃油喷嘴向所述点火器喷射燃油。
10.一种车辆,其特征在于,所述车辆包括根据权利要求1至6任一项所述的柴油机冷启动系统。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101808714A (zh) * | 2007-07-26 | 2010-08-18 | 伊顿公司 | 用于柴油燃料重整装置的配置于废气流中的催化剂组合物和结构 |
CN103470408A (zh) * | 2013-09-23 | 2013-12-25 | 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 | 一种用于船用中速柴油机的egr系统 |
CN204327283U (zh) * | 2014-11-17 | 2015-05-13 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种车用发动机 |
CN105673199A (zh) * | 2016-03-01 | 2016-06-15 | 上海交通大学 | 带egr的进气掺氢富氧汽油发动机及燃烧的控制方法 |
CN108204262A (zh) * | 2016-12-20 | 2018-06-26 | 贵州黄帝车辆净化器有限公司 | 用于柴油发动机排气净化处理的系统 |
CN111997807A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-11-27 | 长城汽车股份有限公司 | 一种加热方法、系统及车辆 |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101808714A (zh) * | 2007-07-26 | 2010-08-18 | 伊顿公司 | 用于柴油燃料重整装置的配置于废气流中的催化剂组合物和结构 |
CN103470408A (zh) * | 2013-09-23 | 2013-12-25 | 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 | 一种用于船用中速柴油机的egr系统 |
CN204327283U (zh) * | 2014-11-17 | 2015-05-13 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种车用发动机 |
CN105673199A (zh) * | 2016-03-01 | 2016-06-15 | 上海交通大学 | 带egr的进气掺氢富氧汽油发动机及燃烧的控制方法 |
CN108204262A (zh) * | 2016-12-20 | 2018-06-26 | 贵州黄帝车辆净化器有限公司 | 用于柴油发动机排气净化处理的系统 |
CN111997807A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-11-27 | 长城汽车股份有限公司 | 一种加热方法、系统及车辆 |
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