一种柴油机燃油管理系统的制作方法

1.本实用新型涉及柴油机燃油管理技术领域，更具体地说，涉及一种柴油机燃油管理系统。


背景技术：

2.对于国六排放阶段柴油机，当使用高硫燃油时，燃料中的硫s在发动机缸内高温条件下生成so2，排气中较高的so2会与后处理总成中的贵金属反应，导致贵金属催化效率降低。同时，so2经过后处理总成的doc氧化后生成的so3能够与nh3反应生成(nh4)2so4,(nh4)2so4将覆盖在scr催化剂表面，导致scr催化效率降低，最终导致整车排放超标。


技术实现要素：

3.有鉴于此，为解决上述问题，本实用新型提供一种柴油机燃油管理系统，不仅能够实现对柴油机燃油中硫含量的检测，而且在柴油机燃油中硫含量超标时能够及时进行超标报警，技术方案如下：
4.一种柴油机燃油管理系统，包括：
5.与柴油机的增压器和后处理总成之间的排气主管路并联的排气支路，所述排气支路上设置有温度调整装置、温度传感器和二氧化硫变送器；
6.分别与所述温度调整装置、所述温度传感器和所述二氧化硫变送器相连的电子控制单元ecu；
7.所述ecu用于根据所述温度传感器发送的所述排气支路中的气体温度生成第一指令，并向所述温度调整装置发送第一指令；以及，在所述二氧化硫变送器发送的所述排气支路中气体的二氧化硫浓度超过预设的二氧化硫浓度阈值的情况下生成第二指令；所述第一指令指示调节所述排气支路中气体温度在预设的温度范围；所述第二指令指示进行燃油硫含量超标报警。
8.优选的，所述ecu还用于根据所述二氧化硫变送器发送的所述排气支路中气体的二氧化硫浓度计算所述后处理总成累计吸附的硫含量。
9.优选的，所述ecu还用于在所述后处理总成累计吸附的硫含量超过预设的硫含量阈值时，生成第三指令；所述第三指令指示对所述后处理总成采取解毒措施。
10.优选的，所述排气支路的直径为满足所述二氧化硫变送器测量二氧化硫浓度所需的最小气流量对应的直径。
11.优选的，还包括与所述ecu相连的报警装置，所述报警装置用于接收并响应所述第二指令进行燃油硫含量超标报警。
12.优选的，所述报警装置还用于接收所述ecu在所述后处理总成累计吸附的硫含量超过预设的硫含量阈值时产生的第四指令，响应所述第四指令进行后处理总成累计吸附硫含量超标报警。
13.优选的，所述温度调整装置包括设置于所述排气支路上的换热器以及用于对所述
换热器降温的电子风扇。
14.优选的，所述换热器为风冷型换热器。
15.优选的，所述预设的温度范围为所述二氧化硫变送器所适用于的温度范围。
16.优选的，所述解毒措施包括行车再生。
17.本技术提供一种柴油机燃油管理系统，包括与柴油发动机的增压器和后处理总成之间的排气主管路并联的排气支路，排气支路上设置有温度调整装置、温度传感器和二氧化硫变送器；分别与温度调整装置、温度传感器和二氧化硫变送器相连的ecu；ecu用于根据温度传感器发送的排气支路中的气体温度生成并向温度调整装置发送指示调节排气支路中气体温度在预设的温度范围的第一指令；以及，在二氧化硫变送器发送的排气支路中气体的二氧化硫浓度超过预设的二氧化硫浓度阈值的情况下生成指示进行硫含量超标报警第二指令。由此，不仅能够实现对柴油机燃油中硫含量的检测，而且在燃油中硫含量超标时能够及时进行超标报警，有效实现了对柴油机燃油的管理。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
19.图1为本技术实施例提供的一种柴油机燃油管理系统结构示意图；
20.图2为本技术实施例提供的一种柴油机燃油管理系统的结构布置示意图；
21.图3为本技术实施例提供的一种ecu进行柴油机燃油管理控制示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
23.实施例：
24.对于国六排放阶段柴油机，当使用高硫燃油时，燃料中的s在发动机缸内高温条件下生成so2，排气中较高的so2会与后处理中的贵金属反应，导致其催化效率降低，同时，so2经过doc氧化后生成的so3与nh3反应生成(nh4)2so4,(nh4)2so4将覆盖在scr催化剂表面，导致scr催化效率降低，最终导致整车排放超标。
25.本实用新型提出一种柴油机燃油管理系统，可对用户加注劣质燃油提出报警，同时确定后处理硫中毒的程度，并采取后处理解毒措施。
26.下面结合附图对本实用新型提供的一种柴油机燃油管理系统进行详细说明。
27.图1为本实用新型提供的一种柴油机燃油管理系统结构示意图。
28.如图1所示，该柴油机燃油管理系统包括：与柴油机的增压器和后处理总成之间的排气主管路并联的排气支路，排气支路上设置有温度调整装置、温度传感器和二氧化硫变送器；分别与温度调整装置、温度传感器和二氧化硫变送器相连的电子控制单元ecu。
29.本实用新型，排气支路和排气主管路并联对排气主管路中气体进行分流，排气支路上设置有温度调整装置、温度传感器和二氧化硫变送器；排气支路中的气体流经温度调整装置、温度传感器和二氧化硫变送器。
30.示例性的，排气支路的直径对应的排气支路的气流量可以为二氧化硫变送器测量二氧化硫浓度所需要的排气支路的最小气流量。
31.作为本实用新型的一种优选实施方式，在排气支路的气体流经方向依次设置有温度调整装置、温度传感器和二氧化硫变送器，排气支路中的气体依次流经温度调整装置、温度传感器和二氧化硫变送器。
32.示例性的，温度传感器用于检测排气支路中气体温度，并将检测到的气体温度发送至ecu。
33.示例性的，二氧化硫变送器用于检测排气支路中气体的二氧化硫浓度，并将检测到的二氧化硫浓度发送至ecu。
34.示例性的，温度调整装置包括设置于排气支路上的换热器以及用于对换热器降温的电子风扇。本实用新型，换热器为风冷型换热器，换热器设置于排气支路上，排气支路中的气体流经换热器。电子风扇设置于排气支路外侧，用于对换热器降温。
35.示例性的，ecu用于接收温度传感器发送的气体温度、根据气体温度生成第一指令，并将第一指令发送至温度调整装置；第一指令指示温度调整装置调节排气支路中的气体温度在预设的温度范围。其中，该预设的温度范围可以为二氧化硫变送器所适用于的温度范围。
36.本实用新型，ecu可以根据温度传感器发送的气体温度向温度调整装置发送第一指令，以便于温度调整装置响应第一指令调整排气支路中的气体温度。
37.示例性的，温度传感器实时采集排气支路中气体温度并将采集到的气体温度发送至ecu，ecu接收到温度传感器当前采集到的排气支路的气体温度，若当前排气支路的气体温度高于预设的温度范围中的最低温度且当前排气支路中气体温度与最低温度相差不多时，则生成的第一指令用于指示温度调整装置提高排气支路中气体的温度；若当前排气支路气体温度低于预设的温度范围中的最高温度且当前排气支路中气体温度与最高温度相差不多时，则生成的第一指令用于指示温度调整装置降低排气支路中气体的温度。
38.以温度调整装置为风冷型换热器和电子风扇为例，若当前排气支路的气体温度高于预设的温度范围中的最低温度且当前排气支路中气体温度与最低温度相差不多时，则可以使得生成的第一指令指示降低当前电子风扇的转速，进而达到提高排气支路中气体温度的效果；若当前排气支路气体温度低于预设的温度范围中的最高温度且当前排气支路中气体温度与最高温度相差不多时，则可以使得生成的第一指令指示提高当前电子风扇的转速，进而达到降低排气支路中气体温度的效果。本实用新型实时根据当前排气支路的气体温度生成第一指令以实现对当前排气支路中气体温度的闭环控制，可以保证当前排气支路中气体温度位于预设温度范围内，这样有助于二氧化硫变送器的正常工作。
39.示例性的，当前排气支路的气体温度高于预设的温度范围中的最低温度且当前排气支路中气体温度与最低温度相差不多，可以为：当前排气支路的气体温度高于预设的温度范围中的最低温度，且当前排气支路减去最低温度的结果不高于第一数值。
40.示例性的，当前排气支路气体温度低于预设的温度范围中的最高温度且当前排气
支路中气体温度与最高温度相差不多，可以为：当前排气支路气体温度低于预设的温度范围中的最高温度，且最高温度减去当前排气支路气体温度的结果不高于第二数值。
41.第一数值和第二数值可以相同，或者，第一数值和第二数值不同。在此不做限定。
42.示例性的，二氧化硫变送器实时检测排气支路中气体的二氧化硫浓度，并将检测到的排气支路中的二氧化硫浓度发送至ecu，ecu实时接收二氧化硫变送器发送的排气支路中的二氧化硫浓度，判断当前排气支路中的二氧化硫浓度是否超过预设的二氧化硫浓度阈值，若当前排气支路中的二氧化硫浓度超过预设的二氧化硫浓度阈值，则生成用于指示进行燃油硫含量超标报警的第二指令。
43.进一步的，本实用新型还包括与ecu相连的报警装置，报警装置用于在接收到第二指令后，响应第二指令进行燃油硫含量超标报警。示例性的，报警装置用于被第二指令触发进行燃油硫含量超标报警。
44.更进一步的，二氧化硫变送器实时检测排气支路中气体的二氧化硫浓度，并将检测到的排气支路中的二氧化硫浓度发送至ecu，ecu实时接收二氧化硫变送器发送的排气支路中的二氧化硫浓度，根据当前排气支路中二氧化硫浓度计算当前后处理总成累计吸附的硫含量，并判断当前后处理总成累计吸附的硫含量是否超过预设的硫含量阈值，若当前后处理总成累计吸附的硫含量超过预设的硫含量阈值，生成指示对后处理总成采取解毒措施的第三指令。
45.示例性的，解毒措施可以为行车再生。以上仅仅是本技术实施例提供的解毒措施的优选方式，有关解毒措施的具体内容，发明人可根据自己的需求进行设置，在此不做限定。
46.进一步的，ecu在判断当前后处理总成累计吸附的硫含量超过预设的硫含量阈值时，还可以生成第四指令，第四指令指示进行后处理总成累计吸附硫含量超标报警。进一步的，ecu在生成第四指令后，还可以将第四指令发送至报警装置，以便于报警装置响应第四指令进行后处理总成累计吸附硫含量超标报警。
47.示例性的，报警装置进行燃油硫含量超标报警的方式和进行后处理总成累计吸附硫含量超标报警的方式可以不同，在此不做限定。
48.下面结合图2所示的一种柴油机燃油管理系统的结构布置示意图对本技术实施例提供的一种柴油机燃油管理系统进行进一步详细说明。
49.需要说明的是，图2中的tc为增压器；t为温度传感器；fan为电子风扇。参见图2，在柴油机增压器后的排气主管路中引出一并联管路(排气支路)，在该引出的管路中布置换热器，换热器后的管路中布置温度传感器t，温度传感器后的管路中布置二氧化硫变送器(测量so2浓度)，后续管路再连接至排气主管路，换热器为风冷型，并配置电子风扇，增加的并联管路直径在满足二氧化硫变送器测量所需气流量的基础上应足够小，以免导致排气温度的大幅度降低。
50.图3为本技术实施例提供的一种ecu进行柴油机燃油管理控制示意图，结合图3可知，ecu进行柴油机燃油管理控制如下：
51.1)整车启动，ecu根据温度传感器t实测的温度闭环调节电子风扇转速，将并联管路中排气温度降低至二氧化硫变送器测量要求的温度范围内；
52.通常情况下，并联管理中排气温度是高于二氧化硫变送器测量要求的温度范围
的，由此，参见图2仅示出了在并联管理中排气温度高于二氧化硫变送器测量所要求的温度范围的情况下，调高电子风扇的转速以降低并联管路中气体温度，使得并联管路中气体温度在二氧化硫变送器测量要求的温度范围内。
53.本领域技术人员需要获知的是，不论ecu采用何种控制方式所要达到的技术效果均是保证并联管理中气体温度在二氧化硫变送器测量要求的温度范围内。具体的，ecu控制并联管理中气体温度在二氧化硫变送器测量要求的温度范围内的方式，可参见上述对图1进行说明时所采用的方式，也可以采用对图3进行说明时所采用的方式，或者是其他方式，在此不做限定。
54.2)ecu根据二氧化硫变送器测量的so2浓度按照下述公式(5)计算出燃油中s含量，当s含量超过预设的二氧化硫浓度阈值(即，法规要求的so2浓度阈值)时发出燃油中s含量超标报警；
55.3)ecu根据二氧化硫变送器测量的so2浓度按照下述公式(8)计算后处理总成累计吸附的s含量，当累计吸附的s含量超过预设的硫含量阈值(即，后处理设计的硫含量阈值)时，触发后处理解毒措施，比如行车再生。
56.发动机(发动机可以为柴油机)喷油量计算公式如下：
57.q
油
＝30nc
ir
i
×
10
‑6........................(1)
58.式中：
59.q
油
——发动机喷油量，单位kg/h；
60.n——发动机转速，单位r/min；
61.c
ir
——发动机单缸一个工作循环的喷油量，对于四冲程发动机来说，曲轴旋转两圈为一个工作循环，单位mg/循环；
62.i——发动机气缸数；
63.发动机排气质量流量可按照下述公式：
64.q
排
＝q
油
q
进
........................(2)
65.式中：
66.q
排
——排气质量流量，单位kg/h；
67.q
进
——发动机进气质量流量，ecu直接读取进气流量传感器测量值，单位kg/h；
68.排气中so2质量流量：
[0069][0070]
式中：
[0071]
——排气中so2质量流量，kg/h；
[0072]
η1——实测排气中so2浓度；
[0073]
排气中s质量：
[0074][0075]
式中：
[0076]
q
s
——排气中s的质量，kg/h；
[0077]
燃油中s含量：
[0078][0079]
式中：
[0080]
η——燃油中s的含量，单位ppm；
[0081]
把公式(1)、(2)、(4)代入(5)可得：
[0082][0083]
后处理累计s含量计算如下：
[0084]
式中θ为不同排气温度、不同排气so2浓度、不同排气量下后处理总成吸附s的比例系数，可提前标定好map图并由ecu根据实际情况查阅调用。
[0085][0086]
ms——后处理总成吸附的s含量，单位kg；
[0087]
把公式(1)、(2)、(4)代入公式(7)可得：
[0088][0089]
本实用新型可有效识别燃油中s含量，当整车加注劣质燃油时发出报警，避免后处理性能快速劣化，另一方面，可有效判断后处理总成的s中毒程度并及时触发解毒措施，保证发动机排放满足国家法规要求。具体的，通过实施测量排气中的so2浓度，可准确计算燃油中s含量，及时对劣质燃油报警；另外，结合实际运行工况下的排气温度，通过读取提前标定的不同so2浓度、不同排气温度、不同排气流量下后处理总成对s的吸附系数，准确计算后处理总成累计吸附的s含量，并对比设计阈值及时采取解毒措施，有效保证发动机排放满足国家法规要求。
[0090]
尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。
[0091]
虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本实用新型的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实施例中。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实施例中。
[0092]
以上描述仅为本实用新型的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本实用新型中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本实用新型中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。