本发明专利技术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。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术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。
技术介绍
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°C到300°C，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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术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。本专利技术中碳氢捕集技术原理是，沸石分子筛具有均勻的微孔，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。本专利技术的积极效果是，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为本专利技术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E⑶、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ο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。 具体实施例方式下面结合附图，对本专利技术做进一步说明。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四首先去除尾气中的水蒸气成分；底部涂层为碳氢吸附涂层观，具有大的碳氢吸附容量和较高的脱附温度(300 400°C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。本文档来自技高网...
【技术保护点】
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。
【技术特征摘要】
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...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓元望，韩卫，龚金科，鄂加强，朱浩，陈可亮，刘腾，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：43
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。