一种柴油机进气控制系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机技术领域，特别是柴油机的进气控制系统。本发明还涉及所述进气控制系统的控制方法。
【背景技术】
[0002]随着排放法规要求的日益严格，不管是道路用柴油机还是非道路用柴油机，均增加了相应的瞬态测试循环。例如非道路用柴油机达到Tier 4F排放阶段时柴油机需要进行冷、热状态下的NRTC瞬态循环测试。为满足此排放要求，SCR后处理技术得到了普遍的使用。
[0003]但是，当前SCR后处理系统不管采用何种催化剂，其低温工况下均存在NOx转化效率低的问题。如图1所示，图中为一种非道路用柴油机NRTC循环过程中其SCR上游温度变化。可以看出，在循环初始阶段，SCR上游温度上升很慢，而SCR催化剂均有一定的活性温度限制，在整个循环近20%的时间里，由于柴油机排气温度较低，NOx排放物几乎不能依靠SCR处理掉，SCR后处理系统对柴油机NOx处于不作为状态。这种情况下，瞬态循环初始阶段柴油机的NOx排放量比重较高，直接影响到整个循环柴油机排放结果。
[0004]现有技术可以通过控制冷却系统的开关程度，达到提高柴油机进气温度，提高排温的目的。考虑到在整车上柴油机均安装有风扇、水箱等附件，为提高排温，即便是切断冷却水循环，柴油机气路仍然是经过水箱散热器，为了达到更好的提高进气温度的目的，该技术需要额外采用独立可控的风扇，控制冷却系统的同时需要协调控制风扇转速，这在一定程度上增加了柴油机成本和控制难度，并局限了该技术的应用范围。
[0005]因此，如何快速提高带SCR后处理柴油机排气温度，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种柴油机进气控制系统。该系统在柴油机排气温度较低的情况下，可自动切换进气循环，从而通过提高进气温度，达到提高柴油机排气温度、提高SCR后处理利用效率的目的。
[0007]本发明的另一目的是提供一种所述进气控制系统的控制方法。
[0008]为实现上述目的，本发明提供一种柴油机进气控制系统，包括:
[0009]增压器；
[0010]中冷器，设有中冷前进气管和中冷后进气管，并通过所述中冷前进气管与所述增压器相连通；
[0011]进一步包括三通阀，设于所述中冷前进气管，其旁通口通过旁通管与柴油机气缸的进气口相连通，在关闭状态下，所述三通阀切断所述增压器与旁通管，并导通所述增压器与中冷器，在开启状态下，所述三通阀导通所述增压器与旁通管，并切断所述增压器与中冷器。
[0012]为实现上述另一目的，本发明提供一种柴油机进气控制方法，应用于上述柴油机进气控制系统，包括:
[0013]检测柴油机SCR箱上游温度T ；
[0014]判断所述温度T是否升高且大于温度上限值A，若是，则关闭所述三通阀，若否，则开启所述三通阀；
[0015]判断所述温度T是否下降且小于温度下限值B，若是，则开启所述三通阀，若否，则关闭所述三通阀；
[0016]所述温度上限值A高于SCR箱尿素起喷温度；
[0017]所述温度下限值B高于SCR箱尿素止喷温度，并低于所述温度上限值A。
[0018]进一步地，所述温度上限值A为所述SCR箱尿素起喷温度的1.02至1.05倍。
[0019]进一步地，所述温度上限值A的范围在195°C至205°C之间。
[0020]进一步地，所述温度上限值A为200°C。
[0021]进一步地，所述温度下限值B为SCR箱尿素起喷温度和止喷温度的平均值。
[0022]进一步地，所述温度下限值B的范围在186°C至194°C之间。
[0023]进一步地，所述温度下限值B为190°C。
[0024]本发明针对当前带SCR后处理柴油机冷、热态NRTC循环普遍存在的排温上升缓慢的问题，设计了一种柴油机进气控制系统和控制方法。该系统和方法以SCR箱上游温度为输入信号，以尿素起喷温度和止喷温度为临界值，通过控制三通阀的开关，来控制进气的行进路线，可以实现两种完全不同的柴油机进气循环过程。当SCR箱上游温度高于上限值A时，三通阀正常关闭，新鲜空气的循环过程是先经过增压器增压，依次经过柴油机中冷前进气管和中冷器等，进入柴油机气缸；另一种循环工况是当SCR箱上游温度低于下限值B时，三通阀开启，此时通往中冷器的管路完全封闭，增压后的新鲜空气经过旁通管直接进入柴油机气缸。这样就能保证在柴油机排温较低的情况下尽可能的提高进气温度，从而达到实现快速提高排温的目的。
【附图说明】
[0025]图1为一种非道路用柴油机NRTC循环过程中其SCR上游温度变化示意图；
[0026]图2为本发明所提供柴油机进气控制系统的气路示意图；
[0027]图3为本发明所提供进气控制方法的逻辑框图；
[0028]图4为试验得到的一种非道路用柴油机NRTC循环过程中其中冷前后进气温度的对比图；
[0029]图5为采用本发明控制系统和控制方法前后，发动机排气温度的变化趋势图。
[0030]图中:
[0031]1.柴油机涡前排气管2.中冷前进气管3.旁通管4.中冷器5.中冷器进水管6.中冷器出水管7.中冷后进气管8.增压器9.三通阀
【具体实施方式】
[0032]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明。
[0033]本发明主要适用于增压中冷柴油机，此类柴油机在其冷启动或者瞬态循环过程中，中冷后的进气温度一直较低，而中冷前的进气温度是逐渐升高的，而且柴油机进气温度升高，对其排温的提升影响很大，基于此，本发明设计了下述进气控制系统和控制方法。
[0034]请参考图2，图2为本发明所提供柴油机进气控制系统的气路示意图。
[0035]在一种具体实施例中，本发明提供的柴油机进气控制系统，主要由柴油机涡前排气管1、中冷前进气管2、旁通管3、中冷器4、中冷器进水管5、中冷器出水管6、中冷后进气管7、增压器8、三通阀9等构成。
[0036]其中，增压器8通过中冷前进气管2与中冷器4相连通，中冷前进气管2上设三通阀9，其旁通口通过旁通管3与柴油机气缸的进气口相连通，在关闭状态下，三通阀9切断增压器8与旁通管3，并导通增压器8与中冷器4，在开启状态下，三通阀9导通增压器8与旁通管3，并切断增压器8与中冷器4。
[0037]请参考图3，图3为本发明所提供进气控制方法的逻辑框图。
[0038]本发明提供的控制方法采用上述控制系统，并以SCR箱上游温度T为输入信号，对进气路线进行控制，可形成两种完全不同的柴油机进气循