CN102278182A - 一种具有碳氢捕集功能的汽油机尾气处理装置 - Google Patents

一种具有碳氢捕集功能的汽油机尾气处理装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102278182A
CN102278182A CN2011102470421A CN201110247042A CN102278182A CN 102278182 A CN102278182 A CN 102278182A CN 2011102470421 A CN2011102470421 A CN 2011102470421A CN 201110247042 A CN201110247042 A CN 201110247042A CN 102278182 A CN102278182 A CN 102278182A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydrocarbon
catalytic converter
semicircle
triple effect
effect catalytic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011102470421A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102278182B (zh
Inventor
邓元望
韩卫
龚金科
鄂加强
朱浩
陈可亮
刘腾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan University
Original Assignee
Hunan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan University filed Critical Hunan University
Priority to CN201110247042.1A priority Critical patent/CN102278182B/zh
Publication of CN102278182A publication Critical patent/CN102278182A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102278182B publication Critical patent/CN102278182B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Abstract

本发明属于汽油机排放污染控制领域，具体涉及一种能够减少汽油机冷启动阶段碳氢化合物排放的装置。冷启动及暖机时，半圆形碳氢捕集器8处于工作位置对碳氢化合物进行捕集，待半圆形三效催化转化器10上的催化剂起燃后，驱动电机19通过传动齿轮11、12拖动输出轴使得隔板9发生旋转，半圆形三效催化转化器10切换到工作位置对后续的尾气进行催化氧化，电控单元6通过控制电磁阀13的开启，利用两侧的压力差以及节气门15后的真空度，使释放后的碳氢化合物14通过连接管16进入进气管1，随后进入气缸烧掉，能够实现冷启动及暖机时较低的碳氢化合物排放。

Description

一种具有碳氢捕集功能的汽油机尾气处理装置
技术领域
本发明属于汽油机排放污染控制领域，尤其涉及一种能够减少汽油机冷启动阶段碳氢化合物排放的装置。
背景技术
在汽油机的冷启动阶段，由于启动转速较低、燃烧初始温度较低、漏气和热损失加重，导致冷启动时的压缩温度、压缩压力比正常运行状态下要低很多，从而引起燃烧不稳定、甚至是失火，造成严重的碳氢化合物排放。同时，对于传统三效催化转化器而言，催化剂的起燃温度通常在250℃到300℃，在汽油机启动后2分钟左右的时间内催化转化器能够达到这个温度，而此时排出的废气已占循环总量的80％左右，并且主要以碳氢化合物为主。面对更为严格的汽车排放标准欧III和欧IV，由于取消了试验循环中冷启动阶段的40秒怠速时间，考虑到汽油机在此阶段较差的排放性能和三效催化转化器的起燃温度要求，因此，改善冷启动时的净化性能和缩短三效催化转化器达到起燃温度的时间就成为研究开发的目标。
为了使催化剂系统能够在冷启动后极短的时间内达到其工作温度，减少冷启动阶段碳氢化合物的排放，人们提出了一系列复杂的催化剂加热措施，如电加热载体、二次空气喷射系统等，但是二者又有各自的缺点：电加热载体需要消耗电池大量的能量，对电池寿命造成影响，并可能导致启动更加困难；排气系统中二次空气喷射的热化学反应是个非常复杂的过程，许多关键参数都需要了解和优化，很难控制，成本也会提升很多。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对传统汽油机三效催化转化器的不足，提出一种能够减少冷启动及暖机过程中碳氢化合物排放的汽油机尾气后处理装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：将半圆形碳氢捕集器和半圆形三效催化转化器组合，并将两者安装在一个能够旋转的隔板上，通过电控单元的控制和电机的拖动，实现两者的任意切换。冷启动及暖机时，碳氢捕集器处于工作位置将碳氢化合物捕集，同时通过热传导作用加热三效催化转化器，当三效催化转化器的催化剂起燃后，电控单元控制电机旋转，将三效催化转化器切换到工作位置，对后续尾气进行处理。随着温度的上升，隔板另一侧的碳氢捕集器进一步被加热，达到一定温度时，捕集的碳氢化合物被释放，通过控制电磁阀的开启，在节气门后真空度的作用下，释放的碳氢化合物进入进气道，随后在发动机气缸内燃烧掉。
本发明中碳氢捕集技术原理是，沸石分子筛具有均匀的微孔，孔径与一般分子大小相当，能够根据其有效孔径来筛分各种流体分子。通过分子引力作用在固体表面产生表面力，当流体流过时，流体中的一部分分子由于不规则运动碰撞到吸附剂表面，产生分子的浓聚，使流体中的这种分子数目减少，达到分离、清除的目的，当温度上升到一定程度时，浓聚的分子又会被释放出来。利用分子筛的这种特性，可以实现在低温下将碳氢化合物吸附，在催化剂起燃后再将所吸附的碳氢化合物释放的目的。
本发明的积极效果是，利用沸石分子筛的吸附、脱附特性，并通过与三效催化转化器的合理匹配来减少冷启动期间的碳氢化合物排放，有着不需要额外的能耗、结构简单、成本低的优点，具有大幅降低碳氢化合物排放的潜力。
附图说明
图1为本发明结构及工作原理示意图；
图中：1.进气管、2.实际进气、3.发动机、4.排气管、5.未经处理的尾气、6.电控单元ECU、7.壳体、8.半圆形碳氢捕集器、9.隔板、10.半圆形三效催化转化器、11.小齿轮、12.大齿轮、13.电磁阀、14.吸附的碳氢废气、15.节气门、16.连接管、17.进气、18.空气滤清器、19.电机、20.处理后的废气、21.消声器、22.冷启动判断信号、23.电磁阀控制信号、24.尾气温度信号、25.复合催化器位置信号、26.电机控制信号、30.紧耦合三效催化转化器。
图2为碳氢捕集器、三效催化转化器、隔板以及壳体组合后的横截面图；
图3为载体涂层结构示意图；
图中：27.载体、28.碳氢吸附涂层、29.水蒸气吸附涂层。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步说明。
如图1所示，半圆形碳氢捕集器8和半圆形三效催化转化器10被安装在一个能够旋转的隔板9上，通过电控单元6的控制和电机19的带动下实现两者的任意切换。在冷启动及暖机时，电控单元6通过冷启动判断信号22和隔板位置信号25，发出电机控制信号26，将半圆形碳氢捕集器8调整至工作位置，开始捕集尾气中的碳氢化合物，同时通过热传导作用加热隔板9另一侧的半圆形三效催化转化器10。当三效催化转化器10上的催化剂起燃后，电控单元6通过信号分析控制电机19旋转，将半圆形三效催化转化器10切换到工作位置，对后续尾气进行处理。随着温度的上升，隔板9另一侧的碳氢捕集器8进一步被加热，达到一定温度时，捕集的碳氢化合物被释放，同时电控单元6控制电磁阀13的开启，被释放的碳氢废气14，在节气门15后真空度的作用下，沿连接管16进入进气管1，随后在发动机3的气缸内烧掉。
如图2所示，半圆形碳氢捕集器8、半圆形三效催化转化器10被固定在隔板9上，并封装在壳体7中，壳体7下半部与载体外形配合紧密，上半部留有供挥发用的空间，隔板9两端有输出轴，能由电机19通过传动齿轮11、12驱动，在壳体7中自由旋转。
如图3所示，双层吸附涂层被涂覆在碳氢捕集器8的蜂窝陶瓷载体27上，上部涂层为水蒸气吸附涂层29，由于冷启动时会有水蒸气产生，水蒸气的存在会影响碳氢化合物的去除效率，为此选用了水蒸气吸附涂层29首先去除尾气中的水蒸气成分；底部涂层为碳氢吸附涂层28，具有大的碳氢吸附容量和较高的脱附温度(300～400℃左右)，同时具有良好的水热稳定性和高的疏水性，保证长时间可靠的工作。

Claims (6)

1.一种具有碳氢捕集功能的汽油机尾气处理装置，本装置主要包括：发动机3、进气管1、排气管4、电控单元6，半圆形碳氢捕集器8、半圆形三效催化转化器10、隔板9、壳体7、驱动电机19、传动齿轮11和12、连接管16、电磁阀13、节气门15、空气滤清器18、紧耦合三效催化转化器30和消声器21。
2.根据权利要求1所述的具有碳氢捕集功能的汽油机尾气处理装置，其布置形式为：进气管1、排气管4分别与发动机3相连，沿进气管1方向布置有空气滤清器18、节气门15，沿排气管4方向布置紧耦合三效催化转化器30、复合型转化器(包括半圆形碳氢捕集器8、半圆形三效催化转化器10以及隔板9)和消声器21，同时复合型转化器顶部有连接管16与进气管1相连，管道出口位于节气门15后，并在连接管16上设置电磁阀13，驱动电机19通过传动齿轮11和12与隔板9上的输出轴连接。
3.根据权利要求1所述的隔板9，其特征在于：能够将半圆形碳氢捕集器8、半圆形三效催化转化器10分开，两端有输出轴，能由电机19通过传动齿轮11、12驱动，在壳体7中自由旋转。
4.根据权利要求1所述的壳体7，其特征在于：下半部与载体外形配合紧密，上半部留有空间。
5.根据权利要求1所述的三效催化转化器10，其特征在于：为半圆形柱体。
6.根据权利要求1所述的碳氢捕集器8，其特征在于：为半圆形柱体，且由三部分组成：蜂窝式陶瓷载体27、底部的碳氢吸附涂层28以及上部的水蒸气吸附涂层29。
CN201110247042.1A 2011-08-25 2011-08-25 一种具有碳氢捕集功能的汽油机尾气处理装置 Expired - Fee Related CN102278182B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110247042.1A CN102278182B (zh) 2011-08-25 2011-08-25 一种具有碳氢捕集功能的汽油机尾气处理装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110247042.1A CN102278182B (zh) 2011-08-25 2011-08-25 一种具有碳氢捕集功能的汽油机尾气处理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102278182A true CN102278182A (zh) 2011-12-14
CN102278182B CN102278182B (zh) 2014-05-21

Family

ID=45103857

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110247042.1A Expired - Fee Related CN102278182B (zh) 2011-08-25 2011-08-25 一种具有碳氢捕集功能的汽油机尾气处理装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102278182B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103375231A (zh) * 2012-04-26 2013-10-30 福特全球技术公司 组合式碳氢化合物捕集器和催化剂
CN105221221A (zh) * 2015-10-31 2016-01-06 北京工业大学 一种汽车冷起动排放吸附脱附系统及控制方法
CN109529518A (zh) * 2019-01-08 2019-03-29 广东绿润环境管理有限公司 一种垃圾焚烧炉渣空气过滤装置
CN109611181A (zh) * 2019-02-01 2019-04-12 联合汽车电子有限公司 一种可分区加热的三元催化器、分区加热系统及方法
CN110821610A (zh) * 2019-12-11 2020-02-21 湘潭大学 一种汽油车套筒式分子筛碳氢吸附型催化转化器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5207734A (en) * 1991-07-22 1993-05-04 Corning Incorporated Engine exhaust system for reduction of hydrocarbon emissions
JPH07208156A (ja) * 1994-01-18 1995-08-08 Suzuki Motor Corp 排気浄化装置
JP2003097261A (ja) * 2001-09-25 2003-04-03 Aisin Takaoka Ltd 排気ガス浄化装置
DE102004018037A1 (de) * 2004-04-08 2005-10-27 Behr Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Kühlen von Abgas eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs sowie Wärmeübertrager
CN2931804Y (zh) * 2006-07-10 2007-08-08 北京工业大学 一种汽车冷起动排放吸附装置
CN201818395U (zh) * 2009-06-16 2011-05-04 福特环球技术公司 内燃发动机排气系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5207734A (en) * 1991-07-22 1993-05-04 Corning Incorporated Engine exhaust system for reduction of hydrocarbon emissions
JPH07208156A (ja) * 1994-01-18 1995-08-08 Suzuki Motor Corp 排気浄化装置
JP2003097261A (ja) * 2001-09-25 2003-04-03 Aisin Takaoka Ltd 排気ガス浄化装置
DE102004018037A1 (de) * 2004-04-08 2005-10-27 Behr Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Kühlen von Abgas eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs sowie Wärmeübertrager
CN2931804Y (zh) * 2006-07-10 2007-08-08 北京工业大学 一种汽车冷起动排放吸附装置
CN201818395U (zh) * 2009-06-16 2011-05-04 福特环球技术公司 内燃发动机排气系统

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103375231A (zh) * 2012-04-26 2013-10-30 福特全球技术公司 组合式碳氢化合物捕集器和催化剂
CN105221221A (zh) * 2015-10-31 2016-01-06 北京工业大学 一种汽车冷起动排放吸附脱附系统及控制方法
CN109529518A (zh) * 2019-01-08 2019-03-29 广东绿润环境管理有限公司 一种垃圾焚烧炉渣空气过滤装置
CN109611181A (zh) * 2019-02-01 2019-04-12 联合汽车电子有限公司 一种可分区加热的三元催化器、分区加热系统及方法
CN110821610A (zh) * 2019-12-11 2020-02-21 湘潭大学 一种汽油车套筒式分子筛碳氢吸附型催化转化器
CN110821610B (zh) * 2019-12-11 2021-11-12 湘潭大学 一种汽油车套筒式分子筛碳氢吸附型催化转化器

Also Published As

Publication number Publication date
CN102278182B (zh) 2014-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102032033B (zh) 内燃发动机的排气处理系统
CN105952516B (zh) 一种汽车冷起动排放吸附脱附系统及控制方法
CN102278182B (zh) 一种具有碳氢捕集功能的汽油机尾气处理装置
CN104454086B (zh) 一种带有燃烧器的dpf主动再生系统
CN113227547B (zh) 废气后处理系统以及内燃机的废气后处理方法
CN101994555B (zh) 排气处理系统的催化剂的辐射加热系统和方法
CN110520342A (zh) 插电式混合动力车辆
EP3283740A1 (en) Engine exhaust emissions treatment system
CN102322319A (zh) 一种用于汽油机冷启动工况的hc排放净化系统
CN105221221A (zh) 一种汽车冷起动排放吸附脱附系统及控制方法
CN102444450A (zh) 用于内燃机的排气系统
CN103256105A (zh) 发动机废气蓄热燃烧及废气循环燃烧催化器
CN103628966B (zh) 一种降低排放污染物的空气喷射系统
WO2015018215A1 (zh) 一种发动机二次空气喷射装置
CN114867934A (zh) 包括标准污染物减排的内燃机系统
Ji et al. Reducing HC emissions from a gasoline engine at the starting conditions through activated carbon adsorption
CN107476857A (zh) 一种蓄热式车载吸附器
CN201723292U (zh) 发动机排气歧管装置
CN105298691A (zh) 一种利用蜂窝陶瓷提升汽车动力及零减排的方法
CN207989112U (zh) 一种柴油机尾气处理装置
CN101629505A (zh) 柴油机多孔金属过滤器及涡流再生装置
CN2931804Y (zh) 一种汽车冷起动排放吸附装置
CN203061189U (zh) 一种热能可回收式活性炭再生炉
CN202325771U (zh) 一种具有碳氢捕集功能的柴油机氧化催化转化器
CN108708780B (zh) 一种利用尾气余热脱附的车载吸附脱附装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140521

Termination date: 20150825

EXPY Termination of patent right or utility model