[发明专利]一种利用尾气余热脱附的车载吸附脱附装置

说明书

一种利用尾气余热脱附的车载吸附脱附装置，属于内燃机领域。进气管与发动机串联连接，三元催化器、第一阀门与发动机通过排气管串联连接；吸附管路、第二阀门、干燥装置、吸附装置、第三阀门，吸附管路设置于三元催化器下游、第一阀门上游，吸附器装置设置于吸附管路上并通过吸附管路与排气管并联连接，在吸附装置上游设置有第二阀门、干燥装置，在吸附装置下游设置有第三阀门、脱附管路，吸附装置中设置有吸附材料，第三阀门控制吸附装置排出尾气通过吸附管路或者脱附管路；控制单元接收发动机转速信号a、排气温度信号b并通过信号线x、y、z控制第一、二、三阀门，实现了对发动机冷起动排放的吸附脱附，可以有效降低发动机冷起动阶段排放。

技术领域

本发明提供一种利用尾气余热脱附的车载吸附脱附装置及控制策略，属于内燃机领域。

背景技术

由于发动机冷起动阶段三元催化器不能达到工作温度，发动机冷起动阶段HC排放不能得到有效的转化，加之控制单元ECU需要加大燃料喷射量以保证发动机顺利起动，大量未燃的燃料以HC的形式排放到大气之中。据有关测试结果表明，在NEDC循环工况测试中，90％的HC排放产生于发动机冷起动阶段。因此，降低发动机冷起动阶段污染气体排放已经成为内燃机继续发展亟待解决的重要问题之一。吸附技术因其低温高压吸附，高温低压脱附的特点，是解决发动机冷起动阶段HC排放的一种有效手段。根据相关台架测试结果，在环境温度为20℃的条件下，发动机冷起动阶段HC排放的75％以上能够被吸附于放置了吸附材料的吸附装置之中。

目前，限制吸附装置应用的技术瓶颈是如何实现吸附材料的脱附再生，传统的电加热模式会增加能量的消耗，而高温尾气的直接吹扫时尾气中的水分又会破坏吸附材料表面微孔结构。

因此，设计一种既可以有效降低发动机冷起动阶段HC排放，又可以实现吸附材料的充分脱附再生的吸附装置显得尤为必要。

发明内容

本发明的目的是为解决汽车发动机冷起动高排放的问题，提供一种利用尾气余热脱附的车载吸附脱附装置及控制策略，利用该系统不仅可以有效降低汽车发动机冷起动阶段的HC排放，实现吸附材料的充分脱附再生，并且避免了老式吸附系统中HC提前脱附以及吸附材料使用寿命短的问题。

本发明采用如下技术方案：

进气管进气管(1)、发动机(2)、三元催化器(3)、第一阀门(5)、排气管(6)，进气管(1)与发动机(2)串联连接，三元催化器(3)、第一阀门(5)与发动机(2)通过排气管(6)串联连接；吸附管路(10)、第二阀门(11)、干燥装置(12)、吸附装置(9)、第三阀门(7)，吸附管路(10)设置于三元催化器(3)下游、第一阀门(5)上游，吸附器装置(9)设置于吸附管路(10)上并通过吸附管路(10)与排气管(6)并联连接，在吸附装置(9)上游设置有第二阀门(11)、干燥装置(12)，在吸附装置(9)下游设置有第三阀门(7)、脱附管路(8)，第三阀门(7)通过脱附管路(8)和进气管(1)连接，所述吸附装置(9)中设置有吸附材料，该吸附材料最大有效吸附温度为N，吸附材料最小吹拂脱附温度为M，吸附材料耐温上限温度为L，N＜M＜L，第三阀门(7)可以控制吸附装置(9)排出尾气通过吸附管路(10)或者脱附管路(8)；控制单元(4)接收发动机转速信号a、排气温度信号b并通过信号线x、y、z控制第一阀门(5)、第二阀门(11)和第三阀门(7)。

利用如上所述蓄热式车载吸附器，其特征在于

当发动机转速信号a为零，排气温度信号b不大于(含等于)设定温度N时，控制单元(4)通过信号线x、y打开第一阀门(5)，关闭第二阀门(11)并使发动机尾气通过排气管(6)排出；

当发动机2起动时，控制单元(4)接发动机转速信号a、排气温度信号b，当发动机转速信号a不为零，排气温度信号b不大于(含等于)设定温度N时，控制单元(4)通过信号线x、y、z关闭第一阀门(5)、开启第二阀门(11)并使发动机尾气通过第三阀门(7)由吸附管路(10)和排气管(6)排出；