專利名稱：一種柴油機及其進氣裝置、進氣控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機技術領域，特別是柴油機及其進氣裝置。本發(fā)明還涉及所述柴油機及其進氣裝置的進氣控制方法。
背景技術：
為了提高功率和降低油耗，渦輪增壓柴油機在其進氣端裝有渦輪增壓器。由于柴油機排出的廢氣的溫度非常高，因此當空氣進入渦輪增壓器后，通過增壓器的熱傳導會提高進氣的溫度。而且，空氣在被壓縮的過程中壓力會升高，這必然也會導致空氣溫度的升高，而中冷器正是起到冷卻經增壓后的高溫空氣的作用，高溫空氣經過中冷器的冷卻，再進入柴油機中。 如果缺少中冷器而讓增壓后的高溫空氣直接進入柴油機，則會影響柴油機的充氣效率，造成爆震等故障，而且會增加柴油機廢氣中的NOx的含量，造成空氣污染?？梢?，中冷器在渦輪增壓柴油機中起著至關重要的作用，但也正是由于中冷器的存在，會影響柴油機在低溫環(huán)境中的工作性能。在低溫(O _40°C)的環(huán)境中，柴油機從靜止到獨立運動的過程中。由于環(huán)境溫度低，機油的黏度增高，起動阻力矩增大，同時柴油的霧化性能變差，蓄電池的工作性能降低，使得柴油機起動困難。由于燃油中含有水分，經熾熱后化為蒸汽由排氣管噴出，冬季冷起動時，柴油霧化不良，燃燒不充分，排氣管會冒出大量沒有充分燃燒的柴油霧滴，形成白煙。在中國東北、西北地區(qū)，冬季氣候寒冷，如哈爾濱冬季平均氣溫在-10°C以下。柴油機在這些地區(qū)運行時，柴油機進氣溫度較低，與試驗室臺架試驗控制的溫度差距很大，導致柴油機燃燒惡化，排放水平和整機性能下降，柴油機水溫提升慢，暖機時間長，特別是運行負荷不大的公交車和部分中重型商用車，整個行駛過程中進氣溫度保持在較低水平，存在冒白煙現象，運行油耗偏高?，F有技術中，有利用進氣加熱器對空氣進行加熱的閉環(huán)加熱系統(tǒng)，其包括兩個控制模塊、排溫傳感器、一個進氣加熱器，第一個控制模塊為電子控制模塊，通過設置排氣溫度低于預定溫度時，向第二控制模塊發(fā)出控制信號，控制進氣加熱器的起用與停用。上述方案采用電加熱的方式，主要是為了在低溫狀態(tài)下，柴油機順利起動而設計，這種方式存在以下缺點(I)采用電加熱的進氣加熱裝置，電氣特性限制了加熱時間，不能長時間作用，同時增加了柴油機的負載，導致燃油消耗量增加，增加了車輛的運營成本。(2)在技術層面上，此方法需要增加新的控制模塊，而且控制模式相對簡單，只是采取起用與停用的控制模式，沒有參考實際的柴油機運行狀態(tài)，不能準確有效的調整加熱狀態(tài)，在柴油機實際運轉過程中，仍然會有冒白煙的現象。因此，如何控制柴油機的進氣溫度，改善柴油機在低溫環(huán)境中的整體性能，是本領域技術人員急需解決的技術問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的第一目的是提供一種柴油機進氣裝置。該裝置能夠實時控制柴油機進氣溫度，可以改善柴油的燃燒環(huán)境，減輕冒白煙現象，提高柴油的燃燒效率，從而提高柴油機在寒冷地區(qū)的排放水平和經濟性能。本發(fā)明的第二目的是提供一種柴油機進氣裝置的進氣控制方法。本發(fā)明的第三目的是提供一種設有上述柴油機進氣裝置的柴油機。為了實現上述第一目的，本發(fā)明提供一種柴油機進氣裝置，包括增壓器、中冷器、柴油機進氣管、溫度傳感器和柴油機電控單元，還包括輔助進氣管和控制閥，所述增壓器的出氣口與所述控制閥的進氣口連通， 所述控制閥的第一出氣口與所述中冷器的進氣口連通、第二出氣口與所述輔助進氣管的進氣口連通，所述中冷器和輔助進氣管的出氣口與所述柴油機進氣管連通；所述柴油機電控單元根據所述溫度傳感器的信號通過所述控制閥調整所述輔助進氣管和中冷器的進氣量。優(yōu)選地，所述溫度傳感器包括發(fā)動機溫度傳感器、進氣溫度傳感器和環(huán)境溫度傳感器。 優(yōu)選地，所述進氣溫度傳感器設于所述柴油機進氣管。優(yōu)選地，所述發(fā)動機溫度傳感器設于所述柴油機水箱。優(yōu)選地，所述控制閥為三通混合比例閥。為實現上述第二目的，本發(fā)明提供一種柴油機進氣控制方法，用于控制上述柴油機進氣裝置，包括以下步驟步驟I :預先標定以一系列不同的發(fā)動機溫度和進氣溫度所確定的閥門開度數據；步驟2 :將所述發(fā)動機溫度傳感器和進氣溫度傳感器檢測的實際溫度與標定溫度進行比較；若實際溫度等于標定溫度，則閥門開度為標定溫度對應的閥門開度值，若實際溫度不等于標定溫度，則轉入步驟(3)或步驟(4)；步驟3 :若實際溫度之一不等于標定溫度，則閥門開度為該實際溫度落入的兩個標定溫度所對應的兩個閥門開度的平均值；步驟4:若實際溫度兩者均不等于標定溫度，則閥門開度為兩個實際溫度落入的四個標定溫度所對應的四個閥門開度的平均值；步驟5:所述柴油機電控單元按照步驟(2)、步驟(3)或步驟(4)確定的閥門開度值輸出控制信號，將所述控制閥調整到標定的閥門開度。 優(yōu)選地，在所述步驟(5 )之前進一步修正閥門開度，包括以下步驟步驟a :預先標定以一系列不同的環(huán)境溫度所確定的修正系數；步驟b :將所述環(huán)境機溫度傳感器檢測的實際溫度與標定溫度進行比較；若實際溫度等于標定溫度，則修正后的閥門開度為步驟(2)、步驟(3)或步驟(4)確定的閥門開度值乘以相應的標定系數；
若實際溫度不等于標定溫度，則轉入步驟(c)；步驟c :若實際溫度不等于標定溫度，則修正后的閥門開度為步驟(2)、步驟(3)或步驟(4)確定的閥門開度值乘以該實際溫度落入的兩個標定溫度所對應的標定系數的平均值。優(yōu)選地，若實際溫度大于最大標定溫度或小于最小標定溫度，則閥門開度沿用最大標定溫度或最小標定溫度所對應的閥門開度值。優(yōu)選地，若所述發(fā)動機溫度傳感器、進氣溫度傳感器或環(huán)境溫度傳感器出現故障，則閥門開度為輔助進氣管關閉、中冷器全開。為實現上述第三目的，本發(fā)明還提供一種柴油機，包括發(fā)動機機體、進氣裝置和排氣裝置，所述進氣裝置為上述任一項所述的柴油機進氣裝置。本發(fā)明所提供的柴油機進氣裝置對現有柴油機進氣管路做了進一步改進，在增壓器出氣口與柴油機進氣管之間增加一路輔助進氣管，并設置控制閥，此控制閥由柴油機電控單元控制，利用溫度傳感器的信號作為判斷條件，來調節(jié)閥門開度，在低溫環(huán)境條件下，通過輔助管路部分新鮮空氣可以繞過中冷器直接進入柴油機，合理的避免進氣冷卻，將進氣溫度控制在理想的范圍之內，達到了提高進氣溫度的目的，進而提高氣缸內柴油的燃燒溫度，改善柴油的霧化狀況與燃燒環(huán)境，使得的更多的燃料能夠充分燃燒，從而減少白煙，提高車輛運行的動力性與經濟性。本發(fā)明所提供的柴油機設有上述柴油機進氣裝置，由于上述柴油機進氣裝置具有上述技術效果，具有該柴油機進氣裝置的柴油機也應具備相應的技術效果。


圖I為本發(fā)明所提供柴油機進氣裝置的一種具體實施方式
的結構示意圖；圖2為本發(fā)明所提供柴油機進氣控制方法的控制邏輯圖。圖中I.發(fā)動機機體2.進氣裝置2-1.增壓器2-2.中冷器2_3.柴油機進氣管2-4.空氣濾清器2-5.輔助進氣管2-6.三通混合比例閥3.排氣裝置4-1.發(fā)動機溫度傳感器4-2.進氣溫度傳感器4-3.環(huán)境溫度傳感器5.柴油機電控單元
具體實施例方式為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細說明。請參考圖1，圖I為本發(fā)明所提供柴油機進氣裝置的一種具體實施方式
的結構示意圖。如圖所示，柴油機包括發(fā)動機機體I、進氣裝置2和排氣裝置3，其中進氣裝置2主要由增壓器2-1、中冷器2-2、柴油機進氣管2-3等部分構成，增壓器2-1為渦輪增壓器，其進氣端設有空氣濾清器2-4。溫度傳感器包括發(fā)動機溫度傳感器4-1、進氣溫度傳感器4-2和環(huán)境溫度傳感器4-3,發(fā)動機溫度傳感器4-1設于柴油機水箱,進氣溫度傳感器4-2設于柴油機進氣管2-3,上述溫度傳感器均連接于柴油機電控單元5。
增壓器2-1出氣口與柴油機進氣管2-3之間設有一路輔助進氣管2-5和三通混合比例閥2-6，增壓器2-1的出氣口與三通混合比例閥2-6的進氣口連通，三通混合比例閥2-6的第一出氣口與中冷器2-2的進氣口連通、第二出氣口與輔助進氣管2-5的進氣口連通，中冷器2-2和輔助進氣管2-5的出氣口與柴油機進氣管2-3連通。柴油機電控單元5根據上述溫度傳感器的信號通過三通混合比例閥2-6調整輔助進氣管2-5和中冷器2-2的進氣量。在冬季寒冷條件下，經過增壓器2-1的壓縮以及吸收通過增壓器傳導的廢氣熱量，新鮮空氣的溫度有所增加，利用輔助進氣管2-5使部分空氣繞過中冷器2-2，保持了新鮮空氣的溫度，從而達到提高進氣溫度的目的，進而提高氣缸溫度，使更多的燃料能夠燃燒，從而提高燃燒效率，縮短白煙時間，充分利用了柴油機本身的特性，不需要附加的加熱
>j-U ρ α 裝直。其具體工作過程如下柴油機電控單元5 (Ε⑶)接收來自發(fā)動機溫度傳感器4-1、進氣溫度傳感器4-2和環(huán)境溫度傳感器4-3的信號，進行一系列的運算，控制三通混合比例閥2-6的開度，從而調整通過中冷，2-2的進氣量，最終達到控制柴油機進氣溫度的目的。實際的進氣溫度值的確定需要參考具體的環(huán)境溫度，保證柴油機的進氣溫度為最理想狀態(tài)，減少廢氣中的白煙，提高柴油的燃燒率，并防止爆壓升高等。當然，上述柴油機進氣裝置僅是一種優(yōu)選方案，具體并不局限于此，在此基礎上可根據實際需要作出具有針對性的調整，從而得到不同的實施方式。例如，控制閥2-6可選用其他能夠同時調節(jié)輔助進氣管2-5和中冷器2-2進氣量的閥門，等等。由于可能實現的方式較多，這里就不再一一舉例說明。請參考圖2，圖2為本發(fā)明所提供柴油機進氣控制方法的控制邏輯圖。本發(fā)明提供一種柴油機進氣控制方法，用于控制上述柴油機進氣裝置，包括以下步驟步驟I :預先標定以一系列不同的發(fā)動機溫度和進氣溫度所確定的閥門開度數據；步驟2 :將所述發(fā)動機溫度傳感器和進氣溫度傳感器檢測的實際溫度與標定溫度進行比較；若實際溫度等于標定溫度，則閥門開度為標定溫度對應的閥門開度值，若實際溫度不等于標定溫度，則轉入步驟(3)或步驟(4)；步驟3 :若實際溫度之一不等于標定溫度，則閥門開度為該實際溫度落入的兩個標定溫度所對應的兩個閥門開度的平均值；步驟4:若實際溫度兩者均不等于標定溫度，則閥門開度為兩個實際溫度落入的四個標定溫度所對應的四個閥門開度的平均值；步驟5 所述柴油機電控單元按照步驟(2 )、步驟(3 )或步驟(4 )確定的閥門開度值輸出控制信號，將所述控制閥調整到標定的閥門開度?？紤]到實際溫度可能會更高或更低，因此，若實際溫度大于最大標定溫度或小于最小標定溫度，則閥門開度沿用最大標定溫度或最小標定溫度所對應的閥門開度值。如下表所示的標定數據橫軸為發(fā)動機溫度，縱軸為進氣溫度，中間數值為閥門開度。
權利要求
1.一種柴油機進氣裝置，包括增壓器、中冷器、柴油機進氣管、溫度傳感器和柴油機電控單元，其特征在干， 還包括輔助進氣管和控制閥，所述增壓器的出氣ロ與所述控制閥的進氣ロ連通，所述控制閥的第一出氣ロ與所述中冷器的進氣ロ連通、第二出氣ロ與所述輔助進氣管的進氣ロ連通，所述中冷器和輔助進氣管的出氣ロ與所述柴油機進氣管連通； 所述柴油機電控單元根據所述溫度傳感器的信號通過所述控制閥調整所述輔助進氣管和中冷器的進氣量。
2.根據權利要求I所述的柴油機進氣裝置，其特征在于，所述溫度傳感器包括發(fā)動機溫度傳感器、進氣溫度傳感器和環(huán)境溫度傳感器。
3.根據權利要求2所述的柴油機進氣裝置，其特征在于，所述進氣溫度傳感器設于所述柴油機進氣管。
4.根據權利要求2所述的柴油機進氣裝置，其特征在于，所述發(fā)動機溫度傳感器設于所述柴油機水箱。
5.根據權利要求I至4任一項所述的柴油機進氣裝置，其特征在于，所述控制閥為三通混合比例閥。
6.一種柴油機進氣控制方法，其特征在于，用于控制上述權利要求2至5任一項所述的柴油機進氣裝置，包括以下步驟 步驟I :預先標定以一系列不同的發(fā)動機溫度和進氣溫度所確定的閥門開度數據；步驟2 :將所述發(fā)動機溫度傳感器和進氣溫度傳感器檢測的實際溫度與標定溫度進行比較； 若實際溫度等于標定溫度，則閥門開度為標定溫度對應的閥門開度值，若實際溫度不等于標定溫度，則轉入步驟(3)或步驟(4)； 步驟3 :若實際溫度之一不等于標定溫度，則閥門開度為該實際溫度落入的兩個標定溫度所對應的兩個閥門開度的平均值； 步驟4:若實際溫度兩者均不等于標定溫度，則閥門開度為兩個實際溫度落入的四個標定溫度所對應的四個閥門開度的平均值； 步驟5 :所述柴油機電控單元按照步驟(2)、步驟(3)或步驟(4)確定的閥門開度值輸出控制信號，將所述控制閥調整到標定的閥門開度。
7.根據權利要求6所述的柴油機進氣控制方法，其特征在于，在所述步驟(5)之前進ー步修正閥門開度，包括以下步驟 步驟a :預先標定以一系列不同的環(huán)境溫度所確定的修正系數； 步驟b :將所述環(huán)境機溫度傳感器檢測的實際溫度與標定溫度進行比較； 若實際溫度等于標定溫度，則修正后的閥門開度為步驟(2)、步驟(3)或步驟(4)確定的閥門開度值乘以相應的標定系數； 若實際溫度不等于標定溫度，則轉入步驟(c)； 步驟c :若實際溫度不等于標定溫度，則修正后的閥門開度為步驟(2)、步驟(3)或步驟(4)確定的閥門開度值乘以該實際溫度落入的兩個標定溫度所對應的標定系數的平均值。
8.根據權利要求6所述的柴油機進氣控制方法，其特征在干，若實際溫度大于最大標定溫度或小于最小標定溫度，則閥門開度沿用最大標定溫度或最小標定溫度所對應的閥門開度值。
9.根據權利要求6至8任一項所述的柴油機進氣控制方法，其特征在于，若所述發(fā)動機溫度傳感器、進氣溫度傳感器或環(huán)境溫度傳感器出現故障，則閥門開度為輔助進氣管關閉、中冷器全開。
10.一種柴油機，包括發(fā)動機機體、進氣裝置和排氣裝置，其特征在于，所述進氣裝置為上述權利要求I至5任一項所述的柴油機進氣裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種柴油機進氣裝置，包括增壓器、中冷器、柴油機進氣管、溫度傳感器和柴油機電控單元，還包括輔助進氣管和控制閥，所述增壓器的出氣口與所述控制閥的進氣口連通，所述控制閥的第一出氣口與所述中冷器的進氣口連通、第二出氣口與所述輔助進氣管的進氣口連通，所述中冷器和輔助進氣管的出氣口與所述柴油機進氣管連通；所述柴油機電控單元根據所述溫度傳感器的信號通過所述控制閥調整所述輔助進氣管和中冷器的進氣量。該裝置能夠實時控制柴油機進氣溫度，可以改善柴油的燃燒環(huán)境，減輕冒白煙現象，提高柴油的燃燒效率，從而提高柴油機在寒冷地區(qū)的排放水平和經濟性能。本發(fā)明還公開了一種柴油機進氣控制方法和柴油機。
文檔編號F02M35/104GK102865167SQ20121035291
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月20日 優(yōu)先權日2012年9月20日
發(fā)明者呂文芝, 王卓, 張小田, 李軍, 王進峰 申請人:濰柴動力股份有限公司