[實(shí)用新型]一種機(jī)動(dòng)車排氣凈化催化劑加熱系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520038527.3
• 申請(qǐng)日: 2015-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN204436540U
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 汪然
• 主分類號(hào): F01N3/20
• 分類號(hào): F01N3/20;F01N3/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種機(jī)動(dòng)車排氣凈化催化劑加熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)

以燃料為驅(qū)動(dòng)力的機(jī)動(dòng)車在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，因燃料的不充分燃燒，會(huì)生成碳煙顆粒(PM)，一氧化碳、碳?xì)浠衔?HCs)和氮氧化合物(NOx)等有害成分。為降低機(jī)動(dòng)車有害成分的排放，在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)中都設(shè)置有凈化催化劑(如汽油車使用三效催化劑，柴油車使用氧化催化劑、NOx存儲(chǔ)還原催化劑、四效催化劑等)，用以將排氣中有害成分CO、HCs、NOx和PM轉(zhuǎn)化為無害成分。置于排氣管中的排氣凈化催化劑通常由活性組分和載體組成。活性組分主要是含有貴金屬的復(fù)合氧化物、金屬復(fù)合氧化物。載體有蜂窩陶瓷和多孔金屬兩類。由于凈化催化劑的活性需要在一定的溫度下(比如350℃)才能發(fā)揮作用，而在機(jī)動(dòng)車?yán)鋯?dòng)階段因排氣處理催化劑表面溫度低，無法在啟動(dòng)的初期立即有效地處理排氣中有害成分。目前的催化技術(shù)已經(jīng)能夠較好的處理機(jī)動(dòng)車正常運(yùn)行狀況下的排氣，但機(jī)動(dòng)車啟動(dòng)階段由于溫度低導(dǎo)致排氣處理催化劑不能發(fā)揮作用，但此時(shí)因燃料不能充分燃燒排氣中有害成分含量高，所以汽車排放是否能夠滿足日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)目前主要取決于啟動(dòng)時(shí)排氣處理狀況。因此，如何快速高效加熱排氣處理催化劑使其達(dá)到最佳工作溫度非常重要。

為了解決上述問題，公開號(hào)為CN?101082295A的專利提出了一種改進(jìn)型的二次空氣噴射技術(shù)來，改進(jìn)已有的二次空氣噴射技術(shù)存在的催化劑加熱速度過慢的問題。該技術(shù)的整體缺點(diǎn)是：系統(tǒng)復(fù)雜，不能完全克服二次空氣噴射技術(shù)自身利用燃料熱加熱催化劑的缺陷，即催化劑是依靠發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒的熱量來加熱排氣催化劑，盡管改進(jìn)的空氣噴射技術(shù)在一定程度上提高了燃料供熱的速度，但排氣處理催化劑的加熱依然滯后于燃料的燃燒，不可避免的存在一部分排氣未經(jīng)充分處理直接排放。除此之外，專利(公開號(hào)CN?103347611?A)公開了一種電加熱催化劑的外加熱技術(shù)。該技術(shù)是通過對(duì)圓柱形催化劑兩邊的兩極的結(jié)構(gòu)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)加熱發(fā)熱體的四周，以達(dá)到催化劑整體均勻快速加熱的目的。考慮到電阻發(fā)熱對(duì)發(fā)熱體電阻的要求，該方法需要熱傳導(dǎo)間接加熱催化劑，熱傳導(dǎo)的速率制約了間接加熱催化劑存在加熱延遲的問題。目前，已有的機(jī)動(dòng)車排氣處理催化劑的加熱技術(shù)能提供的最短催化劑起效時(shí)間一般都在20秒之后，也就是說冷啟動(dòng)20秒之內(nèi)的排氣很難得到有效處理。

根據(jù)以上描述，要想最大限度的對(duì)排氣進(jìn)行充分處理，使排氣處理催化劑在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到催化劑的起燃溫度對(duì)冷啟動(dòng)的排氣處理非常重要。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的及是為了解決上述的機(jī)動(dòng)車啟動(dòng)時(shí)排氣凈化催化劑溫度低而不能立即發(fā)揮作用等技術(shù)問題而提供了一種機(jī)動(dòng)車排氣凈化催化劑加熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車啟動(dòng)時(shí)將排氣凈化催化劑表面溫度迅速升高到所需的溫度，使排氣凈化催化劑立即發(fā)揮作用。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案

一種機(jī)動(dòng)車排氣凈化催化劑加熱系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管、置于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管內(nèi)的排氣凈化催化劑載體、置于排氣凈化催化劑載體內(nèi)的排氣凈化催化劑；

所述的排氣凈化催化劑載體為具有導(dǎo)磁功能或具有導(dǎo)電功能的多孔催化劑載體；

還包括：

一個(gè)溫度傳感器，所述溫度傳感器置于排氣凈化催化劑中；

一個(gè)加熱裝置，通過所述加熱裝置加熱排氣凈化催化劑，所述的加熱裝置為加熱線圈或兩個(gè)加熱電極；

當(dāng)所述的排氣凈化催化劑載體為具有導(dǎo)磁功能的多孔催化劑載體時(shí)，所述的加熱裝置為加熱線圈，加熱線圈置于排氣凈化催化劑載體和發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管之間；如果發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管為非導(dǎo)磁材料，則加熱線圈還可以置于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的外圍。

當(dāng)所述的排氣凈化催化劑載體為具有導(dǎo)電功能的多孔催化劑載體時(shí)，所述的加熱裝置為兩個(gè)加熱電極，兩個(gè)加熱電極連接在排氣凈化催化劑載體的相對(duì)兩面上；

一個(gè)加熱控制器，用于控制加熱裝置對(duì)排氣凈化催化劑進(jìn)行加熱，所述加熱控制器優(yōu)選為交流頻率發(fā)生器；

一個(gè)電子監(jiān)控系統(tǒng)，所述電子監(jiān)控系統(tǒng)包括開關(guān)單元、比較單元、設(shè)定單元和控制單元；

所述電子監(jiān)控系統(tǒng)的開關(guān)單元檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)是否已經(jīng)發(fā)動(dòng)、即將發(fā)動(dòng)或發(fā)動(dòng)機(jī)停止，并將檢測(cè)到的結(jié)果發(fā)送給控制單元；

所述電子監(jiān)控系統(tǒng)的比較單元將溫度傳感器檢測(cè)到排氣凈化催化劑的溫度值與設(shè)定單元的設(shè)定值相比較，并將比較后的結(jié)果發(fā)送給控制單元；

當(dāng)控制單元得到發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)發(fā)動(dòng)或即將發(fā)動(dòng)，且溫度傳感器檢測(cè)到排氣凈化催化劑的溫度值小于設(shè)定單元的設(shè)定值的信號(hào)時(shí)，控制單元啟動(dòng)加熱控制器，通過加熱裝置加熱排氣凈化催化劑；