本发明涉及一种汽车尾气处理装置，尤其是三元催化器微波加热系统。
背景技术：
目前，三元催化一直是汽车尾气处理的主要技术手段，但是三元催化剂转化效率与温度有密切关系，催化剂只有在达到一定温度时才能开始起效果。所以在气候寒冷的地区或者在汽车冷启动时，由于催化剂尚未起燃，所以THC(碳氢化合物)排放量将会很高。
技术实现要素：
为解决现有技术的上述问题，本发明提供了一种三元催化器微波加热系统，该系统即使在低温时也能达到较高的尾气净化处理效率，达到较好的尾气净化效果。
本发明的主要技术方案有：
一种三元催化器微波加热系统，包括温度传感器和微波加热器，所述温度传感器和微波加热器均安装在尾气排气管上，所述尾气排气管的出口连接三元催化器的进气口，所述温度传感器相比所述微波加热器位于所述尾气排气管的上游，当所述温度传感器检测到尾气温度低于设定启动温度值，则所述微波加热器启动，对尾气进行升温，当所述温度传感器检测到尾气温度高于设定停止温度值，则所述微波加热器停止，所述设定启动温度值小于所述设定停止温度值。
所述设定启动温度值优选介于180至350℃之间。
所述设定停止温度值优选介于200至400℃之间。
所述设定启动温度值为180℃、230℃、280℃、320℃或350℃，所述设定停止温度值为200℃、250℃、300℃、360℃或400℃。
所述微波加热器的谐振腔设置成套筒形结构，并套设在所述尾气排气管的外径上。
所述微波加热器外可以包裹有金属网。
所述微波加热器的微波频率优选为2450MHz。
所述微波加热器可以固定在车体上。
所述尾气排气管优选通过缓冲隔垫支撑在所述谐振腔内，所述缓冲隔垫采用绝缘的柔性材料制成。
所述缓冲隔垫优选为塑料材质。
本发明的有益效果是：采用本发明能够显著提高汽车尾气催化效率，尤其是在气候寒冷的地区或者在汽车冷启动时的尾气催化效率，并由此显著改善尾气处理效果，改进冷启动时尾气排放性能。相比传统的汽车尾气处理系统，汽车冷启动时的THC排放量减少30％以上，在气候寒冷的地区或季节，THC排放量减少至少40％以上。
由于采用相配合的温度传感器和加热器实现闭环控制，使得本发明能够根据尾气温度自动开始或停止对尾气的加热，既能做到对低温尾气处理需求的快速响应，又能及时而充分地利用尾气自身的热量从而不造成能源的浪费。
由于采用微波加热，是以电磁波作为加热源，相比传统的其他加热方式，不仅加热速度快、效率高，而且加热均匀，均匀受热的尾气在后续经过三元催化转换器时，铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Ph)等贵金属的催化作用能发挥得更为充分，从而发挥出更加优异的催化效果，这也是采用本系统后冷启动时的尾气净化效果比传统的正常的尾气净化效果还要好的重要原因。另外，采用微波加热不会产生传统其他加热方式会产生的二次排放污染。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种三元催化器微波加热系统，如图1所示，包括温度传感器3和微波加热器4，所述温度传感器和微波加热器均安装在尾气排气管2上，所述尾气排气管的出口连接三元催化器1的进气口，所述温度传感器相比所述微波加热器位于所述尾气排气管的上游，当所述温度传感器检测到尾气温度低于设定启动温度值，则所述微波加热器启动，对尾气进行升温，当所述温度传感器检测到尾气温度高于设定停止温度值，则所述微波加热器停止，所述设定启动温度值小于所述设定停止温度值。
通过所述温度传感器和微波加热器实现闭环控制。用所述温度传感器检测尾气排气管中的尾气温度，若尾气温度过低，则启动微波加热器，对尾气进行快速升温。尾气升温后进入三元催化器。当发动机启动一段时间后尾气温度提升，所述温度传感器检测到尾气温度提升，并反馈给微波加热器，微波加热器停止加热。
采用本发明，当汽车冷启动或行驶在低温地区时，所述微波加热器根据所述温度传感器的检测结果自动启动并对进入三元催化器前的尾气进行迅速加热，当所述温度传感器检测到尾气温度达到要求后，微波加热器自动停止工作。本发明相比直接加热催化剂的技术方案来说，更加安全，可以避免过度加热导致催化剂老化失效，由于尾气的气体状态，其自身升温以及通过热传递使催化剂升温都更加均匀，催化反应效果更好。
本发明是一种全新的缩短起燃时间的装置，利用微波加热提高尾气温度，使催化剂快速起燃，提高了催化效率，改进了尾气排放性能，从而克服了现有三元催化器在气候寒冷的地区或者汽车冷启动时，由于催化剂尚未起燃，THC(碳氢化合物)排放过高的问题。
所述设定启动温度值优选介于180至350℃之间，例如180℃、230℃、280℃、320℃、350℃。
所述设定停止温度值优选介于200至400℃之间，例如200℃、250℃、300℃、360℃、400℃。
所述设定启动温度值和所述设定停止温度值可以有很多种搭配，例如所述设定启动温度值为180℃时，对应的所述设定停止温度值可以为200℃、250℃、300℃、360℃或400℃，优选为300℃、360℃或400℃，所述设定启动温度值为230℃时，所述设定停止温度值为250℃、300℃、360℃或400℃，优选为360℃或400℃。
通过给定特定的所述设定启动温度值和所述设定停止温度值，例如本实施例优选给定所述设定启动温度值为200℃，给定所述设定停止温度值为350℃，可以使尾气迅速升温，在不造成能量浪费的前提下，使尾气进入三元催化器时的温度更接近三元催化剂的活性温度(即最佳的工作温度)，使催化效果达到最佳。而对于传统的汽车尾气净化系统，由于尾气温度是随着发动机的运转逐渐自然升高的，相比之下初始过渡阶段较为缓慢。因此，采用本发明后在汽车低温环境下行驶或冷启动时的尾气净化效果往往比传统的尾气自然升高到最佳工作温度以前的初始过渡阶段的尾气净化效果要好很多。通过实验验证，给定上述所述设定启动温度值和所述设定停止温度值，汽车冷启动时的THC排放量减少36.6％，在气候寒冷的地区或季节，THC排放量减少48.7％，净化效果最佳。
所述微波加热器的谐振腔设置成套筒形结构，并套设在所述尾气排气管上。
所述微波加热器外包裹有金属网，用于隔离微波，减少或防止微波外溢，提高能量利用率。
所述微波加热器的微波频率优选为2450MHz。
所述微波加热器固定在车体上。所述尾气排气管通过缓冲隔垫支撑在所述谐振腔内，所述缓冲隔垫可以减缓尾气排气管因晃动导致的与微波加热器间的碰撞，使二者位置关系保持更为稳定、持久。所述缓冲隔垫采用绝缘的柔性材料制成，起到缓冲作用同时又不影响微波加热效果。所述缓冲隔垫可以为塑料材质，例如可以是泡沫。
优选地，可以控制所述微波加热器采用如下工作方式：在所述设定启动温度值到所述设定停止温度值之间选取一个设定中间温度值，从所述设定启动温度值到所述设定中间温度值为低温段，从所述设定中间温度值到所述设定停止温度值为高温段，在低温段采用连续式加热工作方式，在高温段采用间歇式加热工作方式，即所述微波加热器先以连续式加热工作方式对未经处理的尾气进行加热，当使尾气升温到所述设定中间温度值时切换成间歇式加热工作方式继续加热，直至使尾气升温到所述设定停止温度值停止加热。所述设定中间温度值优选为更接近所述设定停止温度值，即低温段温度范围较大，高温段温度范围较小，例如所述设定启动温度值为180℃，所述设定停止温度值为400℃，所述设定中间温度值可以为320℃。采用上述工作方式的特点是低温段以高效、快速升温为主要目的，使尾气迅速接近三元催化剂的活性温度，高温段将节能作为主要关注点，减少微波能量的不必要损耗，并且充分利用尾气从被检测温度到与催化剂反应中间所间隔时间内又增加的热量。由于温度检测在前，加热在后，尾气进入三元催化器与催化剂发生反应时的温度很可能高于检测处的温度，因此采用上述工作方式还可以避免尾气与催化剂反应时温度过高失控。并且，所述设定中间温度值以及间歇加热的加热时间和间隔时间都可以根据需要灵活设定，因此上述工作方式更加灵活，可以根据车况、燃料、环境温度等自由设定，从而有助于提高汽车尾气催化效率、能量利用率以及节能。