[发明专利]一种降低发动机尾气排放的装置及方法

权利要求书

1.一种降低发动机有害排放的装置，其特征在于：其包括：氢气存储装置（1）、进气混氢喷嘴（2）、发动机（3）、排气混氢喷嘴（4）、排气温度传感器（5）、催化反应器（6）、电子控制单元（7）。其中发动机（3）的排气管和回收发动机尾气余热并进行催化的催化反应器（6）相连；与氢气存储装置（1）相连的进气混氢喷嘴（2）和排气混氢喷嘴（4）分别将氢气喷入发动机的进气管和排气管；电子控制单元（7）的输入端通过排气温度传感器（5）采集排气管内尾气的温度，并同时接收发动机（3）的转速信号（8）和负荷信号（9）；电子控制单元（7）的输出端分别连接到控制进气混氢量的进气混氢喷嘴（2）和控制排气混氢量的排气混氢喷嘴（4）的控制端。

2.权利要求1所述的一种降低发动机有害排放的装置的控制方法：首先发动机的电子控制单元（7）通过采集发动机转速信号（8）和负荷信号（9）判断发动机（3）的工况，调节控制进气混氢喷嘴（2）将氢气存储装置（1）中的氢气喷入发动机进气管中，从而实现发动机进气混氢；同时电子控制单元（7）通过采集发动机转速信号（8）、负荷信号（9）和排气温度传感器（5）判断发动机（3）的工况和排气温度，调节控制排气混氢喷嘴（4）将氢气存储装置（1）中的氢气喷入发动机排气管中，从而实现发动机排气混氢，最终发动机（3）尾气经过催化反应器（6）排出。

3.根据权利要求2所述的控制方法，对于不同的发动机工况，采用不同的进气混氢控制策略，其特征在于：

Ⅰ）当电子控制单元（7）采集到转速信号（8）和负荷信号（9），判断发动机（3）处于冷启动工况时，电子控制单元（7）调节进气混氢喷嘴（2）至完全开启状态，使氢气存储装置（1）中的氢气进入发动机的进气管；

Ⅱ）当电子控制单元（7）采集到转速信号（8）和负荷信号（9），判断发动机（3）处于中低转速和负荷工况时，电子控制单元（7）调节进气混氢喷嘴（2）至完全开启状态的1/2，使氢气存储装置（1）中的氢气进入发动机的进气管；

Ⅲ）当电子控制单元（7）采集到转速信号（8）和负荷信号（9），判断发动机（3）处于中高转速和负荷工况时，电子控制单元（7）调节进气混氢喷嘴（2）至完全开启状态的1/4，使氢气存储装置（1）中的氢气进入发动机的进气管；

Ⅳ）当电子控制单元（7）采集到转速信号（8）和负荷信号（9），判断发动机（3）处于高转速和负荷工况时，电子控制单元（7）调节进气混氢喷嘴（2）至完全闭合状态，避免氢气存储装置（1）中的氢气进入发动机的进气管。

4.根据权利要求3所述的控制方法，对于不同的发动机工况和排气温度条件，采用不同的排气混氢控制策略，其特征在于：具体控制方法如下：

Ⅰ）当电子控制单元（7）通过排气温度传感器（5）检测到排气温度低于250℃时，电子控制单元（7）调节排气混氢喷嘴（4）至完全闭合状态，避免氢气存储装置（1）中的氢气进入发动机的排气管；

Ⅱ）当电子控制单元（7）通过排气温度传感器（5）检测到排气温度高于250℃，并通过转速信号（8）和负荷信号（9）判断发动机（3）处于冷启动工况时，电子控制单元（7）调节排气混氢喷嘴（4）至完全闭合状态，避免氢气存储装置（1）中的氢气进入发动机的排气管；

Ⅲ）当电子控制单元（7）通过排气温度传感器（5）检测到排气温度高于250℃，并通过转速信号（8）和负荷信号（9）判断发动机（3）处于中低转速和负荷工况时，电子控制单元（7）调节排气混氢喷嘴（4）至完全开启状态的1/4，使氢气存储装置（1）中的氢气进入发动机的排气管；

Ⅳ）当电子控制单元（7）通过排气温度传感器（5）检测到排气温度高于250℃，并通过转速信号（8）和负荷信号（9）判断发动机（3）处于中高转速和负荷工况时，电子控制单元（7）调节排气混氢喷嘴（4）至完全开启状态的1/2，使氢气存储装置（1）中的氢气进入发动机的排气管；

Ⅴ）当电子控制单元（7）通过排气温度传感器（5）检测到排气温度高于250℃，并通过转速信号（8）和负荷信号（9）判断发动机（3）处于高转速和负荷工况时，电子控制单元（7）调节排气混氢喷嘴（4）至完全开启状态，使氢气存储装置（1）中的氢气进入发动机的排气管。