專利名稱：一種降低發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供了一種降低發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放的裝置及方法，主要通過電子控制單元采集發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷和排氣溫度信號(hào)，在 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣中噴入氫氣實(shí)現(xiàn)混氫燃燒，從而降低尾氣中HC和CO的目的，然而NOx的排放有所升高。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中混入氫氣，在催化劑和一定的溫度條件下，利用氫氣良好的還原性減少尾氣中的NOx。最終改善發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒，減少車輛HC、CO和NOx的排放，從而達(dá)到了節(jié)能減排的目的。
背景技術(shù)：
隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，化石資源的不斷消耗和日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題受到了廣泛的關(guān)注，尋找綠色、清潔的可再生能源已經(jīng)刻不容緩。氫氣由于具有良好的理化特性，被認(rèn)為是未來最有希望的綠色能源之一。研究表明，與依靠單一化石燃料的傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)相比，在進(jìn)氣中混入氫氣，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)缸內(nèi)混合燃燒的混氫發(fā)動(dòng)機(jī)，在燃油消耗、熱效率以及HC、C0等排放均有著明顯的優(yōu)勢(shì)。然而，由于混氫發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)燃燒溫度較高，NOx排放也相對(duì)較高。NOx與HC經(jīng)紫外線照射發(fā)生反應(yīng)會(huì)形成光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧具有特殊氣味、刺激眼睛、傷害植物，并能使大氣能見度降低。另外，氮氧化物與空氣中的水反應(yīng)生成的硝酸和亞硝酸還會(huì)形成酸雨。目前可以通過尿素選擇性催化還原(SCR)技術(shù)降低發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的NOx排放，但車輛必須定期添加尿素，而且控制系統(tǒng)復(fù)雜，成本高，低溫環(huán)境下尿素會(huì)結(jié)晶無法噴入反應(yīng)器，還可能出現(xiàn)尿素噴入過量直接排入大氣形成新的污染問題。而NOx具有強(qiáng)氧化性，氫氣又具有強(qiáng)還原性。因此，對(duì)于混氫發(fā)動(dòng)機(jī)而言，尾氣中引入氫氣，在貴金屬Rh催化劑和一定的溫度條件下，NOx可以被有效地轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境無害的N2。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種降低發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放的裝置及方法，本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣和排氣混氫，逐步凈化發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的目的。主要通過電子控制單元收集發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷和排氣溫度信號(hào)，在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣中噴入氫氣實(shí)現(xiàn)混氫燃燒，從而降低尾氣中HC和CO的目的，然而進(jìn)氣混氫后，發(fā)動(dòng)機(jī)NOx的排放有所升高。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中混入氫氣，在催化劑和一定的溫度條件下，利用氫氣良好的還原性減少尾氣中的NOx。最終改善發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒，達(dá)到減少車輛HC、CO和NOx的排放的目的。一種降低發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放的裝置，其包括氫氣存儲(chǔ)裝置I、進(jìn)氣混氫噴嘴2、發(fā)動(dòng)機(jī)3、排氣混氫噴嘴4、排氣溫度傳感器5、催化反應(yīng)器6、電子控制單兀7。其中發(fā)動(dòng)機(jī)3的排氣管和回收發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣余熱并進(jìn)行催化的催化反應(yīng)器6相連；與氫氣存儲(chǔ)裝置I相連的進(jìn)氣混氫噴嘴2和排氣混氫噴嘴4分別將氫氣噴入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管和排氣管；電子控制單元7的輸入端通過排氣溫度傳感器5采集排氣管內(nèi)尾氣的溫度，并同時(shí)接收發(fā)動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速信號(hào)8和負(fù)荷信號(hào)9 ;電子控制單元7的輸出端分別連接到控制進(jìn)氣混氫量的進(jìn)氣混氫噴嘴2和控制排氣混氫量的排氣混氫噴嘴4的控制端。所述的一種降低發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放的裝置的控制方法首先發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元7通過采集發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)8和負(fù)荷信號(hào)9判斷發(fā)動(dòng)機(jī)3的工況，調(diào)節(jié)控制進(jìn)氣混氫噴嘴2將氫氣存儲(chǔ)裝置I中的氫氣噴入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管中，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣混氫；同時(shí)電子控制單元7通過采集發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)8、負(fù)荷信號(hào)9和排氣溫度傳感器5判斷發(fā)動(dòng)機(jī)3的工況和排氣溫度，調(diào)節(jié)控制排氣混氫噴嘴4將氫氣存儲(chǔ)裝置I中的氫氣噴入發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管中，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣混氫，最終發(fā)動(dòng)機(jī)3尾氣經(jīng)過催化反應(yīng)器6排出。對(duì)于不同的發(fā)動(dòng)機(jī)工況，采用不同的進(jìn)氣混氫控制策略，其控制方法如下I )當(dāng)電子控制單元7采集到轉(zhuǎn)速信號(hào)8和負(fù)荷信號(hào)9，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)3處于冷啟動(dòng)工況時(shí)，電子控制單元7調(diào)節(jié)進(jìn)氣混氫噴嘴2至完全開啟狀態(tài)，使氫氣存儲(chǔ)裝置I中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管；II)當(dāng)電子控制單元7采集到轉(zhuǎn)速信號(hào)8和負(fù)荷信號(hào)9，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)3處于中低轉(zhuǎn) 速和負(fù)荷工況時(shí)，電子控制單元7調(diào)節(jié)進(jìn)氣混氫噴嘴2至完全開啟狀態(tài)的1/2，使氫氣存儲(chǔ)裝置I中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管；III)當(dāng)電子控制單元7采集到轉(zhuǎn)速信號(hào)8和負(fù)荷信號(hào)9，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)3處于中高轉(zhuǎn)速和負(fù)荷工況時(shí)，電子控制單元7調(diào)節(jié)進(jìn)氣混氫噴嘴2至完全開啟狀態(tài)的1/4，使氫氣存儲(chǔ)裝置I中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管；IV)當(dāng)電子控制單元7采集到轉(zhuǎn)速信號(hào)8和負(fù)荷信號(hào)9，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)3處于高轉(zhuǎn)速和負(fù)荷工況時(shí)，電子控制單元7調(diào)節(jié)進(jìn)氣混氫噴嘴2至完全閉合狀態(tài)，避免氫氣存儲(chǔ)裝置I中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管。進(jìn)一步的，對(duì)于不同的發(fā)動(dòng)機(jī)工況和排氣溫度條件，采用不同的排氣混氫控制策略，其控制方法如下I )當(dāng)電子控制單元7通過排氣溫度傳感器5檢測(cè)到排氣溫度低于250°C時(shí)，電子控制單元7調(diào)節(jié)排氣混氫噴嘴4至完全閉合狀態(tài)，避免氫氣存儲(chǔ)裝置I中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管；II)當(dāng)電子控制單元7通過排氣溫度傳感器5檢測(cè)到排氣溫度高于250°C，并通過轉(zhuǎn)速信號(hào)8和負(fù)荷信號(hào)9判斷發(fā)動(dòng)機(jī)3處于冷啟動(dòng)工況時(shí)，電子控制單元7調(diào)節(jié)排氣混氫噴嘴4至完全閉合狀態(tài)，避免氫氣存儲(chǔ)裝置I中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管；III)當(dāng)電子控制單元7通過排氣溫度傳感器5檢測(cè)到排氣溫度高于250°C，并通過轉(zhuǎn)速信號(hào)8和負(fù)荷信號(hào)9判斷發(fā)動(dòng)機(jī)3處于中低轉(zhuǎn)速和負(fù)荷工況時(shí)，電子控制單元7調(diào)節(jié)排氣混氫噴嘴4至完全開啟狀態(tài)的1/4，使氫氣存儲(chǔ)裝置I中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管；IV)當(dāng)電子控制單元7通過排氣溫度傳感器5檢測(cè)到排氣溫度高于250°C，并通過轉(zhuǎn)速信號(hào)8和負(fù)荷信號(hào)9判斷發(fā)動(dòng)機(jī)3處于中高轉(zhuǎn)速和負(fù)荷工況時(shí)，電子控制單元7調(diào)節(jié)排氣混氫噴嘴4至完全開啟狀態(tài)的1/2，使氫氣存儲(chǔ)裝置I中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管；V)當(dāng)電子控制單元7通過排氣溫度傳感器5檢測(cè)到排氣溫度高于250°C，并通過轉(zhuǎn)速信號(hào)8和負(fù)荷信號(hào)9判斷發(fā)動(dòng)機(jī)3處于高轉(zhuǎn)速和負(fù)荷工況時(shí)，電子控制單元7調(diào)節(jié)排氣混氫噴嘴4至完全開啟狀態(tài)，使氫氣存儲(chǔ)裝置I中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管。本發(fā)明可以獲得如下有益效果為了降低傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣有害排放的目的，通過電子控制單元采集發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷條件，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的所處工況，在進(jìn)氣中混入氫氣，可以改善發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)燃燒，減少燃油消耗，降低尾氣中HC和CO的排放。然而混氫發(fā)動(dòng)機(jī)的NOx生成量比較高，因此，在滿足催化劑的起燃溫度前提下，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)所處的不通工況條件下，在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中引入不同比例的氫氣，可以有效降低尾氣中NOx的排放。此系統(tǒng)通過進(jìn)氣和排氣混氫，逐步的實(shí)現(xiàn)了降低發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放的目的。


圖I本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作原理圖。圖中I.氫氣存儲(chǔ)裝置2.進(jìn)氣混氫噴嘴3.發(fā)動(dòng)機(jī)4.排氣混氫噴嘴5.排氣溫度傳感器6.催化反應(yīng)器7.電子控制單兀8.發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)9.發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷信號(hào)10.排氣溫度信號(hào).
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合圖I說明本實(shí)施方式。
一種降低發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放的裝置及方法，主要包括氫氣存儲(chǔ)裝置I、進(jìn)氣混氫噴嘴2、發(fā)動(dòng)機(jī)3、排氣混氫噴嘴4、排氣溫度傳感器5、催化反應(yīng)器6、電子控制單兀7。其中發(fā)動(dòng)機(jī)3的排氣管和回收發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣余熱并進(jìn)行催化的催化反應(yīng)器6相連；與氫氣存儲(chǔ)裝置I相連的進(jìn)氣混氫噴嘴2和排氣混氫噴嘴4分別將氫氣噴入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管和排氣管；電子控制單元7的輸入端通過排氣溫度傳感器5采集排氣管內(nèi)尾氣的溫度，并同時(shí)接收發(fā)動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速信號(hào)8和負(fù)荷信號(hào)9 ；電子控制單元7的輸出端分別連接到控制進(jìn)氣混氫量的進(jìn)氣混氫噴嘴2和控制排氣混氫量的排氣混氫噴嘴4的控制端。本發(fā)明所述的方法采用了如下技術(shù)方案首先發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元7通過采集發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)8和負(fù)荷信號(hào)9判斷發(fā)動(dòng)機(jī)3的工況，調(diào)節(jié)控制進(jìn)氣混氫噴嘴2將氫氣存儲(chǔ)裝置I中的氫氣噴入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管中，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣混氫；同時(shí)電子控制單元7通過米集發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)8、負(fù)荷信號(hào)9和排氣溫度傳感器5判斷發(fā)動(dòng)機(jī)3的工況和排氣溫度，調(diào)節(jié)控制排氣混氫噴嘴4將氫氣存儲(chǔ)裝置I中的氫氣噴入發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管中，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣混氫，最終發(fā)動(dòng)機(jī)3尾氣經(jīng)過催化反應(yīng)器6排出。對(duì)于不同的發(fā)動(dòng)機(jī)工況，采用不同的進(jìn)氣混氫控制策略，其控制方法如下I )當(dāng)電子控制單元7采集到轉(zhuǎn)速信號(hào)8和負(fù)荷信號(hào)9，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)3處于冷啟動(dòng)工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)需要濃燃混合氣才能保證快速啟動(dòng)，但此時(shí)缸內(nèi)濃燃混合氣燃燒產(chǎn)生的排放也比較嚴(yán)重。因此，用氫氣替代汽油實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷啟動(dòng)可以顯著降低發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放。此時(shí)，電子控制單元7調(diào)節(jié)進(jìn)氣混氫噴嘴2至完全開啟狀態(tài)，使氫氣存儲(chǔ)裝置I中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)純氫氣冷啟動(dòng)；II)當(dāng)電子控制單元7采集到轉(zhuǎn)速信號(hào)8和負(fù)荷信號(hào)9，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)3處于中低轉(zhuǎn)速和負(fù)荷工況時(shí)，應(yīng)在進(jìn)氣中混入較高比例的氫氣。氫氣由于具有良好的理化特性，可以優(yōu)化缸內(nèi)燃燒，減少燃油消耗，并且降低有害排放。此時(shí)，電子控制單元7調(diào)節(jié)進(jìn)氣混氫噴嘴
2至完全開啟狀態(tài)的1/2，使氫氣存儲(chǔ)裝置I中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)混氫運(yùn)行；III)當(dāng)電子控制單元7采集到轉(zhuǎn)速信號(hào)8和負(fù)荷信號(hào)9，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)3處于中高轉(zhuǎn)速和負(fù)荷工況時(shí)，應(yīng)在進(jìn)氣中混入較低比例的氫氣。進(jìn)氣中引入氫氣可以優(yōu)化缸內(nèi)燃燒，減少有害排放，但是為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)較高的動(dòng)力需求，進(jìn)氣中混氫比例不能過大。此時(shí)，電子控制單元7調(diào)節(jié)進(jìn)氣混氫噴嘴2至完全開啟狀態(tài)的1/4，使氫氣存儲(chǔ)裝置I中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)混氫運(yùn)行；IV)當(dāng)電子控制單元7采集到轉(zhuǎn)速信號(hào)8和負(fù)荷信號(hào)9，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)3處于高轉(zhuǎn)速和負(fù)荷工況時(shí)，應(yīng)避免氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣中。高轉(zhuǎn)速和負(fù)荷工況要求的發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于動(dòng)力需求最高，此時(shí)，電子控制單元7調(diào)節(jié)進(jìn)氣混氫噴嘴2至完全閉合狀態(tài)，避免氫氣存儲(chǔ)裝置I中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)純?nèi)加瓦\(yùn)行。由于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣中混入了氫氣，使得尾氣中的HC和CO排放降低，但是NOx的排放有所升高。因此，對(duì)于不同的發(fā)動(dòng)機(jī)工況和排氣溫度條件，采用不同的排氣混氫控制策略，以降低尾氣中的NOx，其控制方法如下I )當(dāng)電子控制單元7通過排氣溫度傳感器5檢測(cè)到排氣溫度低于250°C時(shí)，催化 反應(yīng)器6中的催化劑還未達(dá)到起燃溫度。催化劑還不能有效降低尾氣中的NOx，此時(shí)，電子控制單元7調(diào)節(jié)排氣混氫噴嘴4至完全閉合狀態(tài)，避免氫氣存儲(chǔ)裝置I中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管；II)當(dāng)電子控制單元7通過排氣溫度傳感器5檢測(cè)到排氣溫度高于250°C，并通過轉(zhuǎn)速信號(hào)8和負(fù)荷信號(hào)9判斷發(fā)動(dòng)機(jī)3處于冷啟動(dòng)工況時(shí)，催化反應(yīng)器6中的催化劑仍然未達(dá)到正常的工作溫度。此時(shí)，電子控制單元7調(diào)節(jié)排氣混氫噴嘴4至完全閉合狀態(tài)，避免氫氣存儲(chǔ)裝置I中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管；III)當(dāng)電子控制單元7通過排氣溫度傳感器5檢測(cè)到排氣溫度高于250°C，并通過轉(zhuǎn)速信號(hào)8和負(fù)荷信號(hào)9判斷發(fā)動(dòng)機(jī)3處于中低轉(zhuǎn)速和負(fù)荷工況時(shí)，尾氣中的NOx排放還比較少，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中引入少量的氫氣就可以減少NOx排放。此時(shí)，電子控制單元7調(diào)節(jié)排氣混氫噴嘴4至完全開啟狀態(tài)的1/4，使氫氣存儲(chǔ)裝置I中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管；IV)當(dāng)電子控制單元7通過排氣溫度傳感器5檢測(cè)到排氣溫度高于250°C，并通過轉(zhuǎn)速信號(hào)8和負(fù)荷信號(hào)9判斷發(fā)動(dòng)機(jī)3處于中高轉(zhuǎn)速和負(fù)荷工況時(shí)，尾氣中的NOx排放比較高，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中引入適度的氫氣就可以減少NOx排放。此時(shí)，電子控制單元7調(diào)節(jié)排氣混氫噴嘴4至完全開啟狀態(tài)的1/2，使氫氣存儲(chǔ)裝置I中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管；V)當(dāng)電子控制單元7通過排氣溫度傳感器5檢測(cè)到排氣溫度高于250°C，并通過轉(zhuǎn)速信號(hào)8和負(fù)荷信號(hào)9判斷發(fā)動(dòng)機(jī)3處于高轉(zhuǎn)速和負(fù)荷工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)由于較高的缸內(nèi)燃燒溫度，尾氣中NOx的產(chǎn)量最多。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中引入大量的氫氣才能減少NOx排放。此時(shí)，電子控制單元7調(diào)節(jié)排氣混氫噴嘴4至完全開啟狀態(tài)，使氫氣存儲(chǔ)裝置I中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管。
權(quán)利要求
1.一種降低發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放的裝置，其特征在于其包括氫氣存儲(chǔ)裝置(I)、進(jìn)氣混氫噴嘴(2)、發(fā)動(dòng)機(jī)(3)、排氣混氫噴嘴(4)、排氣溫度傳感器(5)、催化反應(yīng)器(6)、電子控制單元(7)。其中發(fā)動(dòng)機(jī)(3)的排氣管和回收發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣余熱并進(jìn)行催化的催化反應(yīng)器(6)相連；與氫氣存儲(chǔ)裝置(I)相連的進(jìn)氣混氫噴嘴(2 )和排氣混氫噴嘴(4)分別將氫氣噴入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管和排氣管；電子控制單元(7)的輸入端通過排氣溫度傳感器(5)采集排氣管內(nèi)尾氣的溫度，并同時(shí)接收發(fā)動(dòng)機(jī)(3)的轉(zhuǎn)速信號(hào)(8)和負(fù)荷信號(hào)(9);電子控制單元(7)的輸出端分別連接到控制進(jìn)氣混氫量的進(jìn)氣混氫噴嘴(2 )和控制排氣混氫量的排氣混氫噴嘴(4)的控制端。
2.權(quán)利要求I所述的一種降低發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放的裝置的控制方法首先發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元(7)通過采集發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)(8)和負(fù)荷信號(hào)(9)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)(3)的工況，調(diào)節(jié)控制進(jìn)氣混氫噴嘴(2)將氫氣存儲(chǔ)裝置(I)中的氫氣噴入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管中，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣混氫；同時(shí)電子控制單元(7 )通過采集發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)(8 )、負(fù)荷信號(hào)(9 )和排氣溫度傳感器(5)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)(3)的工況和排氣溫度，調(diào)節(jié)控制排氣混氫噴嘴(4)將氫氣存儲(chǔ)裝置(O中的氫氣噴入發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管中，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣混氫，最終發(fā)動(dòng)機(jī)(3)尾氣經(jīng)過催化反應(yīng)器(6)排出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制方法，對(duì)于不同的發(fā)動(dòng)機(jī)工況，采用不同的進(jìn)氣混氫控制策略，其特征在于 I)當(dāng)電子控制單元(7)采集到轉(zhuǎn)速信號(hào)(8)和負(fù)荷信號(hào)(9)，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)(3)處于冷啟動(dòng)工況時(shí)，電子控制單元(7)調(diào)節(jié)進(jìn)氣混氫噴嘴(2)至完全開啟狀態(tài)，使氫氣存儲(chǔ)裝置(I)中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管； II)當(dāng)電子控制單元(7)采集到轉(zhuǎn)速信號(hào)(8)和負(fù)荷信號(hào)(9)，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)(3)處于中低轉(zhuǎn)速和負(fù)荷工況時(shí)，電子控制單元(7)調(diào)節(jié)進(jìn)氣混氫噴嘴(2)至完全開啟狀態(tài)的1/2，使氫氣存儲(chǔ)裝置(I)中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管； III)當(dāng)電子控制單元(7)采集到轉(zhuǎn)速信號(hào)(8)和負(fù)荷信號(hào)(9)，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)(3)處于中高轉(zhuǎn)速和負(fù)荷工況時(shí)，電子控制單元(7)調(diào)節(jié)進(jìn)氣混氫噴嘴(2)至完全開啟狀態(tài)的1/4，使氫氣存儲(chǔ)裝置(I)中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管； IV)當(dāng)電子控制單元(7)采集到轉(zhuǎn)速信號(hào)(8)和負(fù)荷信號(hào)(9)，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)(3)處于高轉(zhuǎn)速和負(fù)荷工況時(shí)，電子控制單元(7)調(diào)節(jié)進(jìn)氣混氫噴嘴(2)至完全閉合狀態(tài)，避免氫氣存儲(chǔ)裝置(I)中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制方法，對(duì)于不同的發(fā)動(dòng)機(jī)工況和排氣溫度條件，采用不同的排氣混氫控制策略，其特征在于具體控制方法如下 I )當(dāng)電子控制單元(7)通過排氣溫度傳感器(5)檢測(cè)到排氣溫度低于250°C時(shí)，電子控制單元(7 )調(diào)節(jié)排氣混氫噴嘴(4)至完全閉合狀態(tài)，避免氫氣存儲(chǔ)裝置(I)中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管； II)當(dāng)電子控制單元(7)通過排氣溫度傳感器(5)檢測(cè)到排氣溫度高于250°C，并通過轉(zhuǎn)速信號(hào)(8)和負(fù)荷信號(hào)(9)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)(3)處于冷啟動(dòng)工況時(shí)，電子控制單元(7)調(diào)節(jié)排氣混氫噴嘴(4)至完全閉合狀態(tài)，避免氫氣存儲(chǔ)裝置(I)中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管； III)當(dāng)電子控制單元(7)通過排氣溫度傳感器(5)檢測(cè)到排氣溫度高于250°C，并通過轉(zhuǎn)速信號(hào)(8)和負(fù)荷信號(hào)(9)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)(3)處于中低轉(zhuǎn)速和負(fù)荷工況時(shí)，電子控制單元(7)調(diào)節(jié)排氣混氫噴嘴(4)至完全開啟狀態(tài)的1/4，使氫氣存儲(chǔ)裝置(I)中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管； IV)當(dāng)電子控制單元(7)通過排氣溫度傳感器(5)檢測(cè)到排氣溫度高于250°C，并通過轉(zhuǎn)速信號(hào)(8)和負(fù)荷信號(hào)(9)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)(3)處于中高轉(zhuǎn)速和負(fù)荷工況時(shí)，電子控制單元(7)調(diào)節(jié)排氣混氫噴嘴(4)至完全開啟狀態(tài)的1/2，使氫氣存儲(chǔ)裝置(I)中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管； V)當(dāng)電子控制單元(7)通過排氣溫度傳感器(5)檢測(cè)到排氣溫度高于250°C，并通過轉(zhuǎn)速信號(hào)(8)和負(fù)荷信號(hào)(9)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)(3)處于高轉(zhuǎn)速和負(fù)荷工況時(shí)，電子控制單元(7)調(diào)節(jié)排氣混氫噴嘴(4)至完全開啟狀態(tài)，使氫氣存儲(chǔ)裝置(I)中的氫氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管。
全文摘要
一種降低發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放的裝置及方法，裝置主要包括氫氣存儲(chǔ)裝置、進(jìn)氣混氫噴嘴、發(fā)動(dòng)機(jī)、排氣混氫噴嘴、排氣溫度傳感器、催化反應(yīng)器、電子控制單元。本發(fā)明通過電子控制單元收集發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷和排氣溫度信號(hào)，在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣中噴入氫氣實(shí)現(xiàn)混氫燃燒，從而降低尾氣中HC和CO的目的，然而NOx的排放有所升高。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中混入氫氣，在催化劑和一定的溫度條件下，利用氫氣良好的還原性減少尾氣中的NOx。最終改善發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒，減少車輛HC、CO和NOx的排放，從而達(dá)到了節(jié)能減排的目的。
文檔編號(hào)F01N3/36GK102926849SQ20121046032
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者紀(jì)常偉, 戴曉旭, 陳志頻 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)