[发明专利]一种汽油机尾气后处理系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种汽油机尾气后处理系统及控制方法，该汽油机尾气后处理系统包括发动机模块、碳氢吸附器模块、催化转化器模块、控制模块和动力模块。该汽油机尾气后处理系统及控制方法通过控制储液箱内的流体与发动机、碳氢吸附器和催化转化器进行热交换，使得流体吸收发动机热量和碳氢吸附器产生的吸附热（同步冷却碳氢吸附器）来加热催化转化器。同时，采用精确控制确保碳氢吸附器和催化转化器工作在各自最佳的温度范围内。最后，实现充分利用发动机余热和碳氢吸附器吸附热来提高碳氢吸附器吸附率和催化转化器催化率，确保其高效运行，进而有效降低汽油机尾气污染物排放。

技术领域

本发明属于一种汽油机尾气后处理系统，具体涉及一种汽油机尾气后处理系统及控制方法，属于车辆工程和工程热物理技术领域。

背景技术

汽油机的快速发展为减少能源消耗起到了重要作用，但是汽油机冷启动阶段的碳氢化合物排放非常严重。大量研究表明，在汽油机的一个测试循环中，大约有50%-70%的碳氢化合物排放来自于汽油机的冷启动阶段。原因是冷启动阶段发动机排气温度较低，催化转化器不能正常工作，需要采取措施控制冷启动时HC排放。

目前国内外正在开发的汽油机冷启动控制技术有：催化转化器燃油加热、催化转化器电加热和沸石吸附技术。燃油加热催化转化器需要一个燃烧器，会产生额外排放。电加热催化转化器，相对燃油加热催化转化器，结构简单，但要消耗蓄电池大量电能，造成蓄电池寿命下降或需要增加一块冷启动电池。

为了提升尾气净化效率，可以将汽油机的碳氢吸附装置与催化转化器装置有机组合，实现发动机冷启动HC吸附处理和CO、HC和NO_x净化处理的双重功能。其中碳氢吸附器可在低温时吸附HC，吸附的HC在温度升高后脱附，脱附后的HC被催化转化器转换成无害气体。研究表明，当排气温度低于25℃时，吸附剂吸附效果最好，且吸附过程会释放大量吸附热。由于汽车启动时尾气温度不断上升，尾气进入碳氢吸附器后迅速使吸附剂温度升高，从而吸附效率降低，且当碳氢吸附器吸附HC时，会产生大量吸附热，进一步使碳氢吸附器载体温度升高，从而降低吸附率。

因此，如何实现充分利用发动机余热和碳氢吸附器吸附热来提高碳氢吸附器吸附率和催化转化器催化率，采用精确控制确保碳氢吸附器和催化转化器工作在各自最佳的温度范围内，确保其高效运行，进而有效降低汽油机尾气污染物排放成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在利用发动机余热和碳氢吸附器产生的吸附热，提高碳氢吸附器吸附率和催化转化器催化率，有效降低汽油机尾气污染物排放的技术问题。为此，本发明提供了一种汽油机尾气后处理系统及控制方法。

本发明的发明内容是：如图1所示，提出一种利用发动机余热和碳氢吸附器产生的吸附热，提高碳氢吸附器吸附效率和催化转化器催化率的汽油机尾气后处理系统，从而有效降低汽油机尾气污染物排放。

本发明提供的汽油机尾气后处理系统，包括：

发动机模块，具有发动机及储液箱，发动机与储液箱之间进行热交换；

碳氢吸附器模块，具有碳氢吸附器，碳氢吸附器换热管，碳氢吸附器温度传感器，其中碳氢吸附器温度传感器置于碳氢吸附器进气端；

催化转化器模块，具有催化转化器，催化转化器换热管，催化转化器温度传感器，其中催化转化器温度传感器置于催化转化器进气端；

控制模块，具有电动调节阀，电动截止阀，止回阀，电子控制单元；

动力模块，具有水泵。

发动机模块、碳氢吸附器模块、催化转化器模块之间通过排气管和水管连通。发动机与催化转化器进气口连通，发动机与碳氢吸附器进气口连通，碳氢吸附器出气口与催化转化器进气口连通，储液箱与催化转化器碳氢吸附器进水口和出水口连通，储液箱与碳氢吸附器进水口连通，碳氢吸附器出水口与催化转化器进水口连通。