[实用新型]一种机动车排气净化催化剂加热系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机动车排气净化催化剂加热系统。

背景技术

以燃料为驱动力的机动车在发动机工作过程中，因燃料的不充分燃烧，会生成碳烟颗粒(PM)，一氧化碳、碳氢化合物(HCs)和氮氧化合物(NOx)等有害成分。为降低机动车有害成分的排放，在发动机的排气系统中都设置有净化催化剂(如汽油车使用三效催化剂，柴油车使用氧化催化剂、NOx存储还原催化剂、四效催化剂等)，用以将排气中有害成分CO、HCs、NOx和PM转化为无害成分。置于排气管中的排气净化催化剂通常由活性组分和载体组成。活性组分主要是含有贵金属的复合氧化物、金属复合氧化物。载体有蜂窝陶瓷和多孔金属两类。由于净化催化剂的活性需要在一定的温度下(比如350℃)才能发挥作用，而在机动车冷启动阶段因排气处理催化剂表面温度低，无法在启动的初期立即有效地处理排气中有害成分。目前的催化技术已经能够较好的处理机动车正常运行状况下的排气，但机动车启动阶段由于温度低导致排气处理催化剂不能发挥作用，但此时因燃料不能充分燃烧排气中有害成分含量高，所以汽车排放是否能够满足日益严格的排放标准目前主要取决于启动时排气处理状况。因此，如何快速高效加热排气处理催化剂使其达到最佳工作温度非常重要。

为了解决上述问题，公开号为CN 101082295A的专利提出了一种改进型的二次空气喷射技术来，改进已有的二次空气喷射技术存在的催化剂加热速度过慢的问题。该技术的整体缺点是：系统复杂，不能完全克服二次空气喷射技术自身利用燃料热加热催化剂的缺陷，即催化剂是依靠发动机燃料燃烧的热量来加热排气催化剂，尽管改进的空气喷射技术在一定程度上提高了燃料供热的速度，但排气处理催化剂的加热依然滞后于燃料的燃烧，不可避免的存在一部分排气未经充分处理直接排放。除此之外，专利(公开号CN 103347611 A)公开了一种电加热催化剂的外加热技术。该技术是通过对圆柱形催化剂两边的两极的结构进行特殊设计加热发热体的四周，以达到催化剂整体均匀快速加热的目的。考虑到电阻发热对发热体电阻的要求，该方法需要热传导间接加热催化剂，热传导的速率制约了间接加热催化剂存在加热延迟的问题。目前，已有的机动车排气处理催化剂的加热技术能提供的最短催化剂起效时间一般都在20秒之后，也就是说冷启动20秒之内的排气很难得到有效处理。

根据以上描述，要想最大限度的对排气进行充分处理，使排气处理催化剂在短时间内达到催化剂的起燃温度对冷启动的排气处理非常重要。

发明内容

本实用新型的目的及是为了解决上述的机动车启动时排气净化催化剂温度低而不能立即发挥作用等技术问题而提供了一种机动车排气净化催化剂加热系统，该系统可以实现机动车启动时将排气净化催化剂表面温度迅速升高到所需的温度，使排气净化催化剂立即发挥作用。

本实用新型的技术方案

一种机动车排气净化催化剂加热系统，包括发动机、发动机排气管、置于发动机排气管内的排气净化催化剂载体、置于排气净化催化剂载体内的排气净化催化剂；

所述的排气净化催化剂载体为具有导磁功能或具有导电功能的多孔催化剂载体；

还包括：

一个温度传感器，所述温度传感器置于排气净化催化剂中；

一个加热装置，通过所述加热装置加热排气净化催化剂，所述的加热装置为加热线圈或两个加热电极；

当所述的排气净化催化剂载体为具有导磁功能的多孔催化剂载体时，所述的加热装置为加热线圈，加热线圈置于排气净化催化剂载体和发动机排气管之间；如果发动机排气管为非导磁材料，则加热线圈还可以置于发动机排气管的外围。

当所述的排气净化催化剂载体为具有导电功能的多孔催化剂载体时，所述的加热装置为两个加热电极，两个加热电极连接在排气净化催化剂载体的相对两面上；

一个加热控制器，用于控制加热装置对排气净化催化剂进行加热，所述加热控制器优选为交流频率发生器；

一个电子监控系统，所述电子监控系统包括开关单元、比较单元、设定单元和控制单元；

所述电子监控系统的开关单元检测发动机是否已经发动、即将发动或发动机停止，并将检测到的结果发送给控制单元；

所述电子监控系统的比较单元将温度传感器检测到排气净化催化剂的温度值与设定单元的设定值相比较，并将比较后的结果发送给控制单元；

当控制单元得到发动机已经发动或即将发动，且温度传感器检测到排气净化催化剂的温度值小于设定单元的设定值的信号时，控制单元启动加热控制器，通过加热装置加热排气净化催化剂；