[发明专利]一种柴油机及其进气装置、进气控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别是柴油机及其进气装置。本发明还涉及所述柴油机及其进气装置的进气控制方法。

背景技术

为了提高功率和降低油耗，涡轮增压柴油机在其进气端装有涡轮增压器。由于柴油机排出的废气的温度非常高，因此当空气进入涡轮增压器后，通过增压器的热传导会提高进气的温度。

而且，空气在被压缩的过程中压力会升高，这必然也会导致空气温度的升高，而中冷器正是起到冷却经增压后的高温空气的作用，高温空气经过中冷器的冷却，再进入柴油机中。

如果缺少中冷器而让增压后的高温空气直接进入柴油机，则会影响柴油机的充气效率，造成爆震等故障，而且会增加柴油机废气中的NOx的含量，造成空气污染。

可见，中冷器在涡轮增压柴油机中起着至关重要的作用，但也正是由于中冷器的存在，会影响柴油机在低温环境中的工作性能。

在低温（0～-40℃）的环境中，柴油机从静止到独立运动的过程中。由于环境温度低，机油的黏度增高，起动阻力矩增大，同时柴油的雾化性能变差，蓄电池的工作性能降低，使得柴油机起动困难。

由于燃油中含有水分，经炽热后化为蒸汽由排气管喷出，冬季冷起动时，柴油雾化不良，燃烧不充分，排气管会冒出大量没有充分燃烧的柴油雾滴，形成白烟。

在中国东北、西北地区，冬季气候寒冷，如哈尔滨冬季平均气温在-10℃以下。柴油机在这些地区运行时，柴油机进气温度较低，与试验室台架试验控制的温度差距很大，导致柴油机燃烧恶化，排放水平和整机性能下降，柴油机水温提升慢，暖机时间长，特别是运行负荷不大的公交车和部分中重型商用车，整个行驶过程中进气温度保持在较低水平，存在冒白烟现象，运行油耗偏高。

现有技术中，有利用进气加热器对空气进行加热的闭环加热系统，其包括两个控制模块、排温传感器、一个进气加热器，第一个控制模块为电子控制模块，通过设置排气温度低于预定温度时，向第二控制模块发出控制信号，控制进气加热器的起用与停用。

上述方案采用电加热的方式，主要是为了在低温状态下，柴油机顺利起动而设计，这种方式存在以下缺点：

（1）采用电加热的进气加热装置，电气特性限制了加热时间，不能长时间作用，同时增加了柴油机的负载，导致燃油消耗量增加，增加了车辆的运营成本。

（2）在技术层面上，此方法需要增加新的控制模块，而且控制模式相对简单，只是采取起用与停用的控制模式，没有参考实际的柴油机运行状态，不能准确有效的调整加热状态，在柴油机实际运转过程中，仍然会有冒白烟的现象。

因此，如何控制柴油机的进气温度，改善柴油机在低温环境中的整体性能，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种柴油机进气装置。该装置能够实时控制柴油机进气温度，可以改善柴油的燃烧环境，减轻冒白烟现象，提高柴油的燃烧效率，从而提高柴油机在寒冷地区的排放水平和经济性能。

本发明的第二目的是提供一种柴油机进气装置的进气控制方法。

本发明的第三目的是提供一种设有上述柴油机进气装置的柴油机。

为了实现上述第一目的，本发明提供一种柴油机进气装置，包括增压器、中冷器、柴油机进气管、温度传感器和柴油机电控单元，

还包括辅助进气管和控制阀，所述增压器的出气口与所述控制阀的进气口连通，所述控制阀的第一出气口与所述中冷器的进气口连通、第二出气口与所述辅助进气管的进气口连通，所述中冷器和辅助进气管的出气口与所述柴油机进气管连通；

所述柴油机电控单元根据所述温度传感器的信号通过所述控制阀调整所述辅助进气管和中冷器的进气量。

优选地，所述温度传感器包括发动机温度传感器、进气温度传感器和环境温度传感器。

优选地，所述进气温度传感器设于所述柴油机进气管。

优选地，所述发动机温度传感器设于所述柴油机水箱。

优选地，所述控制阀为三通混合比例阀。

为实现上述第二目的，本发明提供一种柴油机进气控制方法，用于控制上述柴油机进气装置，包括以下步骤：

步骤1：预先标定以一系列不同的发动机温度和进气温度所确定的阀门开度数据；

步骤2：将所述发动机温度传感器和进气温度传感器检测的实际温度与标定温度进行比较；

若实际温度等于标定温度，则阀门开度为标定温度对应的阀门开度值，若实际温度不等于标定温度，则转入步骤（3）或步骤（4）；