[发明专利]汽车冷启动废气处理装置及处理方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车尾气排放技术领域，具体地说，本发明涉及一种汽车冷启 动废气处理装置及处理方法。

背景技术

随着中国乃至全球汽车保有量的不断增加，汽车尾气排放污染物对环境的 影响也日趋严重，为了减小汽车尾气排放污染物对环境的影响，目前各个国家 都有相应汽车尾气排放法规，而且也在不断的加严，这就给汽车尾气排放污染 物的控制手段不断带来新的挑战，而目前控制汽车尾气排放污染物的方法主要 通过三个方面来进行，首先通过改进发动机燃烧，称之为机内净化，例如通过 喷油压力及喷油器孔径、孔数来等方式改善燃油的雾化，通过改进喷油角度、 燃烧室的结构来促进燃油与空气的混合，减小淬熄效应及缝隙效应，这些方案 均可以有效降低汽车发动机的原始排放；其次是通过汽车发动机管理系统对发 动机标定的细致优化来对汽车尾气排放污染物进行改善，如推迟点火角可以缩 短三效催化器的起燃时间，同时促进机内燃烧，另外过渡工况的细致标定来合 理控制空燃比等方案也可能有效降低汽车尾气排放污染物；最后，通过在汽车 排气系统中加装三效催化器等后处理装置，通过氧化还原反应来对汽车排放污 染物进行处理，降低汽车最终排入大气中的污染物，这三种汽车尾气处理方式 在目前汽车开发中均是降低汽车尾气排放的有效手段。

目前三效催化器的起燃温度(污染物转化效率达到50％时的排气温度)普 遍在300℃左右，同时伴随车辆行使里程的不断增加，例如在目前发布的中国轻 型汽车排放标准第五阶段要求车辆排放耐久里程要达到十六万公里，更高标准 的耐久里程要求则会更长，而此时三效催化器的起燃温度都将会随着车辆行驶 里程的增加不断升高；而汽车发动机无法在一启动就使三效催化器的温度达到 其起燃温度的要求，因此三效催化器的转化效率将会处于非常的低状态，而排 气温度未达到三效催化器有效的工作温度时，其转化效率就会非常的低，汽车 排出的污染物在未经过完全处理的情况而直接排出，通过大量数据分析总结， 汽车排放工况下有将近90％来自于汽车冷启动阶段，因此通过改进发动机的原 始排放、优化发动机控制系统、提升三效催化器等后处理装置的转化性能等一 系列方案，都不能有效的降低冷启动时的汽车排放污染物，同时为满足更加严 格的汽车尾气排放法规，从发动机到电喷系统，再到排放后处理系统的改进费 用都将大幅度的增加，同时其开发成本也非常昂贵。

发明内容

本发明提供一种汽车冷启动废气处理装置及处理方法，目的是降低汽车冷 启动时所排出的废气污染物。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：汽车冷启动废气处 理装置，包括三通阀门、与三通阀门连接的三效催化器和与三通阀门连接且用 于在汽车冷启动时储存废气的废气存储罐，三通阀门并与发动机连接。

所述三通阀门的进气口与发动机连接，三通阀门的一个出气口与三效催化 器连接，另一个出气口与废气存储罐连接。

汽车冷启动废气处理装置还包括设置于所述三通阀门与所述废气存储罐之 间的空气泵，空气泵并与三通阀门和废气存储罐连接。

所述空气泵与发动机控制单元连接。

本发明还提供了一种汽车冷启动废气处理方法，采用上述处理装置，当发 动机处于冷启动工作状态时，发动机产生的废气经三通阀门流至废气存储罐中， 处于废气存储阶段。

当发动机处于暖机状态时，发动机运行工况稳定，且三效催化器转化效率 足够高的条件下，废气存储罐中的废气排出，再经过三效催化器进行处理。

发动机控制单元监测到发动机燃烧正常、废气温度已达到标定的条件时， 三效催化器处于中等转化效率，三通阀门将与废气存储罐连接的出气口关闭， 三通阀门将与三效催化器连接的出气口打开，发动机产生的废气经三通阀门流 至三效催化器，最后经过三效催化器处理后排入大气。

发动机控制单元监测到发动机产生的废气温度处于较高的状态，此时三效 催化器的转化效率高，废气存储罐中存储的废气温度低，三通阀门将与废气存 储罐连接的出气口调节成处于部分开启状态，三通阀门将与三效催化器连接的 出气口打开，废气储气罐中存储的废气与发动机产生的废气混合后，再排至三 效催化器进行处理。