CN102817683B - 内燃机尾气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种内燃机尾气净化装置，属于汽车内燃机领域。其中，该内燃机尾气净化装置包括：发动机的排气管；与所述排气管相连接的三效催化器；设置在所述排气管和所述三效催化器之间、与所述排气管相通的进气单元；设置在所述排气管与所述进气单元连接处的点火单元；与所述三效催化器、排气管以及进气管分别相连接的传感单元；与所述点火单元、进气单元以及传感单元分别相连接、用于根据所述传感单元的传感参数控制所述进气单元的空气进气量以及所述点火单元的控制单元。本发明实施例提供了一种提高三效催化器加热效率的内燃机尾气净化装置。

Description

内燃机尾气净化装置
技术领域
本发明涉及汽车内燃机领域，特别是指一种内燃机尾气净化装置。
背景技术
现有技术中，三效催化器采用电加热预热器，利用电能在发动机冷启动时，预热三效催化器。
电加热预热器加热时温度升高会产生时间滞后性，这样在发动机冷启动的时候，由于三效催化器温度没有达到工作温度，三效催化器的催化效率降低，将排出大量有害污染物。尾气中的大部分HC和CO都是在此发动机暖机过程中排放的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种提高三效催化器加热效率的内燃机尾气净化装置。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面，提供一种内燃机尾气净化装置，包括：
发动机的排气管；
与所述排气管相连接的三效催化器；
设置在所述排气管和所述三效催化器之间、与所述排气管相通的进气单元；
设置在所述排气管与所述进气单元连接处的点火单元；
与所述三效催化器、排气管以及进气管分别相连接的传感单元；
与所述点火单元、进气单元以及传感单元分别相连接、用于根据所述传感单元的传感参数控制所述进气单元的空气进气量以及所述点火单元的控制单元。
进一步地，所述内燃机尾气净化装置还包括：
与所述三效催化器相连的供电单元；
进一步地，所述供电单元包括：
与所述三效催化器相连的电瓶；以及
设置在所述三效催化器和所述电瓶之间的增压线圈。
进一步地，所述进气单元包括：
设置在所述排气管和所述三效催化器之间、与所述排气管相通的进气管；
依次设置在所述进气管上的单向止回阀和节气门。
进一步地，所述进气单元还包括：
设置在所述进气管末端的空气滤清器，所述节气门位于所述单向止回阀和所述空气滤清器之间。
进一步地，所述点火单元包括设置在所述排气管与所述进气管连接处的火花塞。
进一步地，所述传感单元包括：
设置在所述三效催化器的载体上、用于测量三效催化器内温度的温度传感器；
设置在所述排气管中、用于测量排气管中氧浓度的氧浓度传感器；
设置在所述节气门上、用于测量节气门位置的节气门位置传感器。
进一步地，所述控制单元包括：
用于根据所述温度传感器和氧浓度传感器的传感参数、控制所述节气门的开度的第一控制模块；
用于根据所述温度传感器的传感参数、控制所述火花塞点火的第二控制模块。
本发明的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，在发动机冷启动时，从进气单元引进空气至排气管，使排气管中大量未完全燃烧的尾气与二次空气混合，形成混合气，再通过点火单元点火，使混合气在三效催化器前着火，促使三效催化器在短时间内达到工作温度，从而降低有害污染物的排放；并且本发明的技术方案温度升高速率快，不用消耗大量电能。
附图说明
图1为本发明实施例的内燃机尾气净化装置的结构示意图。
附图标记
1-排气管
2-火花塞
3-温度传感器
4-三效催化器
5-氧浓度传感器
6-单向止回阀
7-节气门及节气门位置传感器
8-空气进气管
9-空气滤清器
10-排气歧管
11-电瓶
12-控制单元
13-增压线圈
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明的实施例针对现有技术中电加热预热器加热时温度升高会产生时间滞后性，这样在发动机冷启动的时候，由于三效催化器温度没有达到工作温度，三效催化器的催化效率降低，将排出大量有害污染物的问题，提供一种提高三效催化器加热效率的内燃机尾气净化装置。
本发明实施例提供了一种内燃机尾气净化装置，包括：
发动机的排气管；
与排气管相连接的三效催化器；
设置在排气管和三效催化器之间、与排气管相通的进气单元；
设置在排气管与进气单元连接处的点火单元；
与三效催化器、排气管以及进气管分别相连接的传感单元；
与点火单元、进气单元以及传感单元分别相连接、用于根据传感单元的传感参数控制进气单元的空气进气量以及点火单元的控制单元。
进一步地，内燃机尾气净化装置还包括：
与三效催化器相连的供电单元；
进一步地，供电单元包括：
与三效催化器相连的电瓶；以及
设置在三效催化器和电瓶之间的增压线圈。
进一步地，进气单元包括：
设置在排气管和三效催化器之间、与排气管相通的进气管；
依次设置在进气管上的单向止回阀和节气门。
进一步地，进气单元还包括：
设置在进气管末端的空气滤清器，节气门位于单向止回阀和空气滤清器之间。
进一步地，点火单元包括设置在排气管与进气管连接处的火花塞。
进一步地，传感单元包括：
设置在三效催化器的载体上、用于测量三效催化器内温度的温度传感器；
设置在排气管中、用于测量排气管中氧浓度的氧浓度传感器；
设置在节气门上、用于测量节气门位置的节气门位置传感器。
进一步地，控制单元包括：
用于根据温度传感器和氧浓度传感器的传感参数、控制节气门的开度的第一控制模块；
用于根据温度传感器的传感参数、控制火花塞点火的第二控制模块。
本发明实施例中，在发动机冷启动时，从进气单元引进空气至排气管，使排气管中大量未完全燃烧的尾气与二次空气混合，形成混合气，再通过点火单元点火，使混合气在三效催化器前着火，促使三效催化器在短时间内达到工作温度，从而降低有害污染物的排放；并且本发明的技术方案温度升高速率快，不用消耗大量电能。
下面结合图1对本发明的内燃机尾气净化装置及其工作流程进行进一步地介绍：
如图1所示，在发动机的排气管1上设置有排气歧管10，与排气管1相连的还有三效催化器4，在三效催化器4前设置有空气进气管8，在进气管8上设置有节气门7，节气门7可以控制进气管8的空气进气量。进一步地，在进气管8上还设置有单向止回阀6，单向止回阀6可以防止排气管1内压力增加后，排气管1排出的尾气回流入空气进气管8。优选地，在进气管8末端设计空气滤清器9，防止空气中的灰尘进入排气管1，堵塞三效催化器4。
其中，在进气管8与排气管1连接处后方设计火花塞2，当混合气温度过低无法氧化时，可以采用火花塞2点火，使混合气在三效催化器4前部燃烧。
在三效催化器4的载体上设计有温度传感器3，用以测量三效催化器4的工作温度。在三效催化器4后方设计有氧浓度传感器5，用于测量排气管1中的氧浓度。在节气门7上设计有节气门位置传感器，用于测量节气门7的位置。控制单元12与温度传感器3、氧浓度传感器5、火花塞2以及节气门位置传感器相连接。
本发明的内燃机尾气净化装置通过电瓶11为三效催化器4提供电能，在电瓶11和三效催化器4之间还设置有增压线圈13，可以提高电瓶11提供的电压。
在发动机冷启动时，控制单元12控制节气门7的开度，调节空气进气量，空气从进气管8进入排气管1，与排气管1中的尾气进行混合形成混合气，当控制单元12通过温度传感器3和氧浓度传感器5传递的参数判断混合气温度过低无法氧化时，控制火花塞2点火，使混合气在三效催化器4前部燃烧，使三效催化器4在短时间（比如几秒钟）内达到工作温度，提高了三效催化器的加热效率，减少了有害污染物的排放，并且节省了大量的电能。
控制单元12根据温度传感器3和氧浓度传感器5传递的参数可以随时调整节气门7的开度，进而控制空气通入量，控制冷启动尾气在三效催化器4前部燃烧时的速率，使燃烧稳定进行，当温度达到规定值后燃烧停止。本发明的技术方案根据发动机工况做调整，使发动机尾气得到最大程度的净化。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种内燃机尾气净化装置，其特征在于，包括：
发动机的排气管；
与所述排气管相连接的三效催化器；
设置在所述排气管和所述三效催化器之间、与所述排气管相通的进气单元；
设置在所述排气管与所述进气单元连接处的点火单元；
与所述三效催化器、排气管以及进气管分别相连接的传感单元；
与所述点火单元、进气单元以及传感单元分别相连接、用于根据所述传感单元的传感参数控制所述进气单元的空气进气量以及所述点火单元的控制单元；
其中，所述传感单元包括：设置在所述三效催化器的载体上、用于测量三效催化器内温度的温度传感器；
设置在所述排气管中、用于测量排气管中氧浓度的氧浓度传感器；
设置在所述进气管上的节气门上、用于测量节气门位置的节气门位置传感器；
所述控制单元包括：
用于根据所述温度传感器和氧浓度传感器的传感参数、控制所述节气门的开度的第一控制模块；
用于根据所述温度传感器的传感参数、控制设置在所述排气管与所述进气管连接处的火花塞点火的第二控制模块。
2.根据权利要求1所述的内燃机尾气净化装置，其特征在于，所述内燃机尾气净化装置还包括：
与所述三效催化器相连的供电单元。
3.根据权利要求2所述的内燃机尾气净化装置，其特征在于，所述供电单元包括：
与所述三效催化器相连的电瓶；以及
设置在所述三效催化器和所述电瓶之间的增压线圈。
4.根据权利要求2或3所述的内燃机尾气净化装置，其特征在于，所述进气单元包括：
设置在所述排气管和所述三效催化器之间、与所述排气管相通的进气管；
依次设置在所述进气管上的单向止回阀和节气门。
5.根据权利要求4所述的内燃机尾气净化装置，其特征在于，所述进气单元还包括：
设置在所述进气管末端的空气滤清器，所述节气门位于所述单向止回阀和所述空气滤清器之间。
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