[发明专利]一种基于汽车工况降低轻型车颗粒物数量排放的方法

说明书

本发明公开了一种基于汽车工况降低轻型车颗粒物数量排放的方法，由车速、发动机水温、发送机转速及车辆加速度确定车辆工况，包括冷启动工况、热启动工况、暖机工况、怠速工况、匀速高速工况、匀速中低速工况、缓慢加速工况、急加速工况和减速工况，根据各个工况将发动机排气通过由第一颗粒捕集通路、第二颗粒捕集通路和第三颗粒捕集通路构成的串并联结构，并控制各个颗粒捕集通路不同的排气量。通过本发明方法对于汽车不同运转工况下的颗粒物数量排放，有明显的降低效果。

技术领域

本发明涉及一种降低车辆颗粒物排放的方法，特别是涉及一种基于汽车工况降低轻型车颗粒物数量排放的方法。

背景技术

汽车排出的颗粒物(Particulate Matter,PM)已成为大气环境污染物的主要来源之一，对汽车污染物排放，特别是颗粒物质量和数量排放的要求日趋严格。发动机颗粒按照粒径大小可分为粗态(1～10μm)、聚集态(100～300nm)和核态(粒径小于50nm)。国内外学者研究表明，颗粒质量排放峰值集中在聚集态和粗态，颗粒数量排放峰值集中在核态。同时降低发动机颗粒物质量和数量排放，对于满足更高排放法规的要求，具有重要的意义。

目前降低发动机颗粒物排放的方法，第一类是通过优化燃油喷射等方式，改善发动机缸内燃烧过程，减少颗粒物的生成，从而降低颗粒物排放；第二类是通过加装颗粒捕集器，捕集发动机排出的颗粒物，从而降低颗粒物排放。第一类优化燃烧过程的方法，主要减少的是粒径较大的粗态颗粒物排放，能够实现颗粒物质量排放的大幅下降。但是，优化燃烧过程的方法降低核态颗粒物(占颗粒物数量排放的90％以上)的效果非常有限，特定工况下，甚至有核态颗粒物数量排放增加的现象。第二类加装颗粒捕集器的方法，对颗粒物排放的捕集效率能够达到90％左右，可以有效地降低颗粒物排放。但是，颗粒捕集器在使用过程中存在一些问题，如捕集颗粒达到一定量时，排气背压升高，捕集效率下降、捕集器需要再生等。此外，对纳米级颗粒物的捕集效率取决于捕集器的捕集原理、结构、材料等因素，无法实现对纳米级颗粒物的高效捕集。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种基于汽车工况降低轻型车颗粒物数量排放的方法，解决颗粒捕集器再生周期短的问题，延长捕集器使用寿命，实现同时降低颗粒物质量和数量排放。

本发明技术方案如下：一种基于汽车工况降低轻型车颗粒物数量排放的方法，包括以下步骤：S1、由车速、发动机水温、发送机转速及车辆加速度确定车辆工况，所述车辆工况包括冷启动工况、热启动工况、暖机工况、怠速工况、匀速高速工况、匀速中低速工况、缓慢加速工况、急加速工况和减速工况；S2、使发动机排气通过第一颗粒捕集通路；S3、车辆处于冷启动工况或暖机工况时，使第一颗粒捕集通路的排气通过第二颗粒捕集通路；车辆处于热启动工况时，使第一颗粒捕集通路的排气的65％～70％通过第二颗粒捕集通路，其余排气通过第三颗粒捕集通路；车辆处于怠速工况时，使第一颗粒捕集通路的排气通过第三颗粒捕集通路；车辆处于匀速高速工况或减速工况时，使第一颗粒捕集通路的排气的55％～60％通过第二颗粒捕集通路，其余排气通过第三颗粒捕集通路；车辆处于匀速中低速工况时，使第一颗粒捕集通路的排气的45％～50％通过第二颗粒捕集通路，其余排气通过第三颗粒捕集通路；车辆处于缓慢加速工况时，使第一颗粒捕集通路的排气的35％～40％通过第二颗粒捕集通路，其余排气通过第三颗粒捕集通路；车辆处于缓慢加速工况时，使第一颗粒捕集通路的排气的35％～40％通过第二颗粒捕集通路，其余排气通过第三颗粒捕集通路；车辆处于急加速工况时，使第一颗粒捕集通路的排气的75％～80％通过第二颗粒捕集通路，其余排气通过第三颗粒捕集通路。

进一步的，所述第一颗粒捕集通路包括第一颗粒捕集器，所述第一颗粒捕集器平均孔径22～25μm、孔隙率72～76％、壁厚7～8mil、长度直径比0.5～0.7。

进一步的，所述第二颗粒捕集通路包括第三颗粒捕集器，所述第三颗粒捕集器平均孔径15～18μm、孔隙率65～68％、壁厚10～12mil、长度直径比0.9～1.1。