一種汽車?yán)淦饎优欧盼矫摳较到y(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供一種汽車?yán)淦饎优欧盼矫摳较到y(tǒng)及控制方法，屬于內(nèi)燃機領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車數(shù)量的急劇增加，汽車排放加劇了大氣污染和環(huán)境惡化，汽車排放物成為城市空氣污染的主要源頭，降低發(fā)動機冷起動階段污染氣體排放已經(jīng)成為內(nèi)燃機繼續(xù)發(fā)展亟待解決的重要問題之一。最新國家標(biāo)準(zhǔn)，全國將于2018年I月I日起實施第五階段國家機動車排放標(biāo)準(zhǔn)，北京市將于2016年I月I日起提前實施第五階段國家機動車排放標(biāo)準(zhǔn)。國五標(biāo)準(zhǔn)，相當(dāng)于歐盟的歐五標(biāo)準(zhǔn)，歐盟已經(jīng)從2009年起開始執(zhí)行，其對氮氧化物、碳?xì)浠衔?、一氧化碳和懸浮粒子等機動車排放物的限制更為嚴(yán)苛。從國I提至國IV，每提高一次標(biāo)準(zhǔn)，單車污染減少30%至50%。在排放循環(huán)測試中，根據(jù)美國環(huán)境保護署的FTP-75測試得知，配備三效催化轉(zhuǎn)化器的汽油機近80%的HC、C0排放是在冷起動最初的200s內(nèi)產(chǎn)生的，原因是由于冷起動階段發(fā)動機排氣溫度較低，氧傳感器和三元催化器不能正常工作。吸附技術(shù)作為應(yīng)對汽車?yán)淦饎游矚馀欧潘鸬拇髿馕廴镜膶Σ?，受到了越來越多的重視。以安裝了活性炭吸附裝置的汽車為例，通過發(fā)動機臺架試驗，這類汽車在冷起動排放上可降低發(fā)動機冷起動HC排放60%以上，CO排放30%以上，NOx排放20%以上。但是目前為止，真正將吸附技術(shù)應(yīng)用于汽車?yán)淦饎优欧趴刂品矫娴漠a(chǎn)品非常少，主要是受限于吸附材料的耐溫性差、脫附控制策略較為復(fù)雜，吸附脫附系統(tǒng)對汽車經(jīng)濟性的影響等方面。因此，設(shè)計一種集吸附脫附功能于一身、可反復(fù)使用、結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟性好的減排系統(tǒng)及控制方法就顯得尤為必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為解決汽車發(fā)動機冷起動高排放的問題，提供一種汽車?yán)淦饎优欧盼矫摳较到y(tǒng)及控制方法，利用該系統(tǒng)不僅可有效降低汽車發(fā)動機冷起動階段污染物的排放，而且可以延長吸附裝置的使用壽命，提高汽車發(fā)動機燃料的利用率。
[0004]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]本系統(tǒng)其包括第一空氣過濾裝置(I)、發(fā)動機進(jìn)氣管(2)、發(fā)動機(3)，第一空氣過濾裝置(I)通過發(fā)動機進(jìn)氣管(2)與發(fā)動機(3)相連；一級三元催化器(4)與二級三元催化器￠)串聯(lián)連接并通過前排氣管(5)與發(fā)動機相連；前￥型管道(7)與前排氣管(5)串聯(lián)連接，主排氣管路(10)與吸附管路(11)通過前Y型管道(7)并聯(lián)連接；其中，主排氣管路(10)上設(shè)置有第一閥門(9)，吸附管路(11)上設(shè)置有第二閥門(8)和第三閥門(12)，在第二閥門⑶和第三閥門(12)之間設(shè)置有吸附裝置(19)，吸附裝置(19)中放置有柱狀蜂窩吸附材料，第二閥門(8)和吸附裝置(19)之間設(shè)置有脫附管路(22)，脫附管路(22)與吸附管路(11)和發(fā)動機進(jìn)氣管(2)相連接，脫附管路(22)上設(shè)置有第四閥門(21)，第三閥門(12)和吸附裝置(19)之間設(shè)置有脫附進(jìn)氣管路(16)，脫附進(jìn)氣管路(16)上設(shè)置有第五閥門(15)與第二空氣過濾裝置(17);主進(jìn)氣管路(10)與吸附管路(11)通過后Y型管道(13)與后排氣管(14)相連接；控制單元(20)通過電子線路(18)分別控制第一閥門(9)、第二閥門(8)、第三閥門(12)、第四閥門(21)和第五閥門(15)的開閉。
[0006]利用如上所述汽車?yán)淦饎优欧盼矫摳较到y(tǒng)，其特征在于:
[0007]I)主排氣管路(10)和吸附管路(11)在前Y型管路(7)和后Y型管路(13)之間并聯(lián)連接，通過關(guān)閉第一閥門(9)、第五閥門(15)和第四閥門(21)，打開第二閥門(8)和第三閥門(12)，使汽車發(fā)動機在冷起動階段的排氣可以通過吸附管路(11)上的吸附裝置
(19)，然后再經(jīng)過后排氣管(14)排出；通過開啟第一閥門(9)，關(guān)閉第二閥門(8)、第三閥門
(12)、第五閥門(15)和第四閥門(21)，使汽車發(fā)動機在冷起動階段結(jié)束后的排氣可以通過主排氣管路(10)至后排氣管(14)排出；通過開啟第一閥門(9)、第五閥門(15)和第四閥門(21)，關(guān)閉第二閥門(8)、第三閥門(12)，使汽車發(fā)動機利用發(fā)動機進(jìn)氣管(2)真空度所產(chǎn)生的負(fù)壓以及從脫附進(jìn)氣管路(16)中進(jìn)入的空氣將吸附于吸附裝置(19)中的污染物吹拂脫附，并經(jīng)由脫附管路(22)和發(fā)動機進(jìn)氣管(2)進(jìn)入發(fā)動機(3)燃燒。
[0008]2)當(dāng)發(fā)動機(3)啟動時，通過控制單元(20)關(guān)閉第一閥門(9)、第五閥門(15)和第四閥門(21)，打開第二閥門(8)和第三閥門(12)，使汽車發(fā)動機在冷起動階段的排氣通過吸附管路(11)上的吸附裝置(19)，然后再經(jīng)過后排氣管(14)排出；當(dāng)汽車發(fā)動機冷起動階段結(jié)束(一般為40s-60s，可以設(shè)定為50s后)，通過控制單元(20)開啟第一閥門(9)，關(guān)閉第二閥門(8)、第三閥門(12)、第五閥門(15)和第四閥門(21)，使汽車發(fā)動機在冷起動階段結(jié)束后的排氣可以通過主排氣管路(10)至后排氣管(14)排出；當(dāng)發(fā)動機(3)在行駛過程中的轉(zhuǎn)速不小于一定數(shù)目(如每分鐘1800轉(zhuǎn))，開啟第一閥門(9)、第五閥門(15)和第四閥門(21)，關(guān)閉第二閥門(8)、第三閥門(12)，并設(shè)定計時時長(可以設(shè)定為50-70S)，使汽車發(fā)動機利用發(fā)動機進(jìn)氣管(2)真空度所產(chǎn)生的負(fù)壓以及從脫附進(jìn)氣管路(16)中進(jìn)入的空氣將吸附于吸附裝置(19)中的污染物吹拂脫附，并經(jīng)由脫附管路(22)和發(fā)動機進(jìn)氣管(2)進(jìn)入發(fā)動機(3)燃燒，當(dāng)計時結(jié)束(比如60s)，控制單元(20)開啟第一閥門(9)，關(guān)閉第二閥門(8)、第三閥門(12)、第五閥門(15)和第四閥門(21)，脫附完成。
[0009]本發(fā)明的有益效果是，根據(jù)權(quán)利要求所述，在排氣系統(tǒng)中加入并聯(lián)的主排氣管路
[10]和吸附管路(11)，通過控制各閥門的開閉使汽車發(fā)動機在冷起動階段的排氣可以通過吸附管路(11)上的吸附裝置(19)，然后再經(jīng)過后排氣管(14)排出，這樣可以有效降低汽車發(fā)動機冷起動階段污染物的排放，達(dá)到減排的目的；
[0010]在發(fā)動機進(jìn)氣管(2)和吸附管路(12)之間設(shè)置脫附管路(22)，通過控制各閥門的開閉，在汽車在行駛過程中，利用發(fā)動機進(jìn)氣管(2)真空度所產(chǎn)生的負(fù)壓以及從脫附進(jìn)氣管路(16)中進(jìn)入的空氣將吸附于吸附裝置(19)中的污染物吹拂脫附，并經(jīng)由脫附管路
(22)和發(fā)動機進(jìn)氣管(2)進(jìn)入發(fā)動機(3)燃燒。達(dá)到節(jié)能的目的。
[0011]本系統(tǒng)將脫附裝置(19)置于第一三元催化器⑷和第二三元催化器(6)之后，可以避免高溫對吸附材料性能的影響，延長吸附裝置(19)的使用壽命，而且該系統(tǒng)安裝于發(fā)動機排氣系統(tǒng)后部，對原排氣系統(tǒng)影響較小，便于改裝。
【附圖說明】
[0012]圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作原理圖
[0013]圖中:1、第一空氣過濾裝置，2、發(fā)動機進(jìn)氣管，3、發(fā)動機，4、一級三元催化器，5、前排氣管，6、二級三元催化器，7、前Y型管路，8、第二閥門，9、第一閥門，10、主排氣管路，11、吸附管路，12、第三閥門，13、后Y型管路，14、后排氣管，15、第五閥門，16、脫附進(jìn)氣管路，17、第二空氣過濾裝置，18、閥門控制線路，19、吸附裝置，20、控制單元，21、第四閥門，22脫附管路。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對于本發(fā)明做進(jìn)一步的說明:
[0015]本系統(tǒng)包括第一空氣過濾裝置(I)、發(fā)動機進(jìn)氣管(2)、發(fā)動機(3)，第一空氣過濾裝置(I)通過發(fā)動機進(jìn)氣管(2)與發(fā)動機(3)相連；一級三元催化器(4)與二級三元催化器(6)串聯(lián)連接并通過前排氣管