[發明專利]一種汽車排氣再凈化系統及其凈化方法

有效

• 申請號: 201410095019.9
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN103850763A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 李薛
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: F01N3/28
• 分類號: F01N3/28
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 朱順利

技術領域

本發明屬于汽車排放控制領域，尤其涉及一種汽車排氣再凈化系統及其凈化方法。

背景技術

三元催化器作為目前普遍使用的尾氣凈化裝置，主要是采用催化劑將排氣中CO、HC、NOx等有害氣體成分轉化為無害的氣體排出。

為了減少冷起動階段的排放，使整車達到排放限值的要求，一些催化劑快速起燃技術已經產生并得到應用。它們可以分兩類：(1)被動技術:改變排氣系統的設計(如使催化轉化器緊靠發動機、使用前級催化劑以及HC收集器)以減少冷起動排放。(2)主動技術：冷起動時，用額外的可控能量來升高排氣溫度(如電加熱催化劑、燃燒器及二次空氣噴射等)使催化劑快速起燃。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：被動技術中使催化轉化器緊靠發動機、使用前級催化劑的方案歸結起來其實都是通過布置將催化器盡量與排氣出口靠近，能在較短的時間內通過排氣溫度對催化劑進行加熱以快速達到起燃的溫度。但是這種方案的效果還是非常有限的，隨著排放升級，催化器載體將越來越大，熱慣性加大，載體溫度上升將越來越慢。HC收集器方案是將冷起動階段產生的HC通過一個排氣閥將排氣導入一個旁路管道，流入HC收集器中，用活性炭或沸石分子篩等吸附劑進行吸附，當溫度上升后，沸石會自動脫附HC，使其經過催化器進行催化反應后再排出，以達到降低冷起動階段排放的目的。但是該方案只能對HC進行處理，同時HC脫附時的溫度也不高，此溫度下催化劑的轉化效率尚未能夠穩定在一個較高的水平，所以催化效果有限。上述主動技術方案的系統結構相對比較復雜，系統需要裝大量微處理器控制的閥門和傳感器，實施起來難度相對較大，成本也會很高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種有效地降低汽車排氣排放的汽車排氣再凈化系統及其凈化方法。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種汽車排氣再凈化系統，包括由連接管路依次連接的排氣歧管、預催化器總成、波紋管、主催化器總成、前消聲器總成和后消聲器總成，其特征在于，還包括單向控制閥Ⅰ、空氣泵、尾氣存儲罐和單向控制閥Ⅱ，所述單向控制閥Ⅰ安裝在前消聲器總成前的連接管路上；所述尾氣存儲罐一端通過空氣泵連接到單向控制閥Ⅰ前的連接管路上，另一端通過單向控制閥Ⅱ連接到主催化器總成前的連接管路上。

所述單向控制閥Ⅰ、空氣泵和單向控制閥Ⅱ通過線束連接到整車ECU上。

所述單向控制閥Ⅰ位于主催化器總成和前消聲器總成之間。

所述空氣泵的接入點位于主催化器總成和單向控制閥Ⅰ之間。

所述單向控制閥Ⅱ的接入點位于波紋管和主催化器總成之間。

一種汽車排氣再凈化系統的凈化方法，包括以下步驟：

1）汽車冷起動開始，通過ECU控制單向控制閥Ⅰ和單向控制閥Ⅱ關閉、空氣泵打開，發動機排出的廢氣由空氣泵進行壓縮后進入尾氣存儲罐中儲存；

2）汽車冷起動t1s后，催化劑溫度升高，催化效率提高，能很好的將廢氣中的有害物質進行催化，通過ECU控制單向控制閥Ⅰ開啟、單向控制閥Ⅱ和空氣泵關閉，廢氣由排氣歧管排出后經預催化器總成、主催化器總成催化轉化后，再經過前消聲器總成、后消聲器總成后排到大氣中；

3）汽車冷起動t2s后，催化劑轉化效率上升后穩定到一個很高的水平，通過ECU控制單向控制閥Ⅰ和單向控制閥Ⅱ開啟，空氣泵關閉，尾氣存儲罐中的在冷起動階段收集存儲的壓縮廢氣通過單向控制閥Ⅱ逐漸釋放到排氣管中，然后再次通過主催化器總成進行凈化，通過單向控制閥Ⅰ、前消聲器總成和后消聲器總成后排到大氣中。

所述時間t1為發動機空燃比進入閉環控制的時間，根據排放需求、發動機運行條件、系統匹配通過實車標定進行確定。

所述時間t2為排氣溫度達到催化效率穩定在高水平時所需要的溫度的時間。

主催化器總成的催化效率穩定在高水平時所需要的排氣溫度為300-400℃。

所述主催化器總成內設有溫度傳感器，所述溫度傳感器與ECU連接。

上述技術方案中的一個技術方案具有如下優點或有益效果，運用排氣再凈化系統，對汽車冷起動階段產生的部分排放尾氣先進行壓縮后存儲收集，待發動機的排氣溫度上升，催化劑轉化效率穩定在一個很高的水平后，再將收集存儲的排放尾氣逐漸進行釋放，使這部分尾氣再次通過催化器進行催化轉化，從而解決汽車冷起動階段排放高的問題，以達到有效地降低汽車排氣排放的目的。

附圖說明

圖1為本發明實施例中提供的汽車排氣再凈化系統的結構示意圖；