一种降低电喷发动机排放污染物的氢能催化环保装置的制作方法

本技术涉及发动机节能减排，具体涉及一种降低电喷发动机排放污染物的氢能催化环保装置。

背景技术：

1、当前电喷发动机的尾气污染物控制技术是以空燃比控制为基础，以空气流量计等传感器为参考信号，来计算发动机的基础喷油量，使发动机的空燃比保持在14.7:1的最佳空燃比附近，只有空燃比在接近于14.7:1的前提下，发动机的燃油经济性/动力性能和环保性能才能够处于最佳的平衡状态。当发动机的空燃比处于小于14.7:1的浓混合气状态，例如空燃比为13.7:1，此时发动机耗油量增加，排放污染物中的碳氢化合物(hc)和一氧化碳(co)以及颗粒物上升，氮氧化合物(no)排放量下降；当发动机的空燃比处于大于14.7:1的稀混合气状态，例如空燃比为15.7:1，此时发动机耗油量减少，排放污染物中的碳氢化合物(hc)和一氧化碳(co)以及颗粒物下降，氮氧化合物(no)排放量上升。

2、随着时代的发展，内燃机技术也朝向更加环保的方向发展，在全球范围内稀薄燃烧技术已经成为内燃机节能减排技术的重点发展方向，但是稀薄燃烧技术会带来发动机排放污染物中氮氧化合物(no)大幅上升，这一点制约了稀薄燃烧这种节能减排技术的应用和发展，于是在发展稀薄燃烧技术的同时怎样控制氮氧化合物(no)的排放成为了各大车企主要技术研究方向。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种降低电喷发动机排放污染物的氢能催化环保装置，其利用氢气对排放污染物进行催化，节省发动机燃料消耗量以及减少发动机污染物的排放量，达到节能减排的环保目的。

2、本实用新型公开了一种降低电喷发动机排放污染物的氢能催化环保装置，发动机与发动机控制模块相连，发动机的排气管道上设有一个第一三元催化器或两个沿排气方向依次设置的第二三元催化器和第一三元催化器；包括：氢气源、氢气喷射计量模块、氢气控制模块和氢气喷嘴；

3、所述氢气源通过所述氢气喷射计量模块与所述氢气喷嘴相连，所述氢气控制模块与所述氢气喷射计量模块相连；

4、所述氢气喷嘴安装在所述第一三元催化器之前的发动机排气管道上，用于将氢气从所述第一三元催化器前方喷入发动机的排气管道中；或者，所述氢气喷嘴安装在所述第一三元催化器与第二三元催化器之间的发动机排气管道上，用于将氢气从所述第一三元催化器与第二三元催化器之间喷入发动机的排气管道中。

5、作为本实用新型的进一步改进，所述氢气源为储氢装置或利用电解水制取氢气的制氢模块；

6、当所述氢气源选用制氢模块时，所述氢气控制模块还与所述制氢模块相连。

7、作为本实用新型的进一步改进，所述氢能催化环保装置安装在车辆的预设位置，所述氢气控制模块与车辆电源相连。

8、作为本实用新型的进一步改进，还包括：氧传感器；

9、所述氧传感器安装在所述第一三元催化器之前的发动机排气管道上，或，所述氧传感器安装在所述第一三元催化器和第二三元催化器之前的发动机排气管道上；

10、所述氧传感器与所述发动机控制模块相连。

11、作为本实用新型的进一步改进，还包括：混合气调节装置；

12、所述混合气调节装置连接在所述氧传感器与所述发动机控制模块之间。

13、作为本实用新型的进一步改进，所述发动机控制模块与所述氢气控制模块、氢气喷射计量模块或氢气喷嘴相连。

14、作为本实用新型的进一步改进，还包括：第一氮氧化物传感器和第二氮氧化物传感器；

15、当设置一个第一三元催化器时，所述第一氮氧化物传感器安装在所述第一三元催化器之前的排气管道上，所述第二氮氧化物传感器安装在所述第一三元催化器之后的排气管道上；

16、当设置两个第一三元催化器和第二三元催化器时，所述第一氮氧化物传感器安装在所述第二三元催化器之前的排气管道上，所述第二氮氧化物传感器安装在所述第一三元催化器之后的排气管道上。

17、作为本实用新型的进一步改进，所述第一氮氧化物传感器和第二氮氧化物传感器与所述氢气控制模块相连。

18、作为本实用新型的进一步改进，所述第一氮氧化物传感器和第二氮氧化物传感器与所述发动机控制模块相连，所述发动机控制模块与所述氢气控制模块、氢气喷射计量模块或氢气喷嘴相连。

19、作为本实用新型的进一步改进，发动机为稀薄燃烧发动机，所述氢气喷嘴的氢气喷射量标准为：每100ppm浓度的氮氧化合物每分钟需要至少5毫升的氢气。

20、与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

21、本实用新型利用电解水制取氢气或者安装储氢装置，并将氢气从汽车三元催化器前方喷入汽车排气系统，喷入的氢气和发动机排出的氮氧化合物混合后流向三元催化器，三元催化器提高了排气系统中氮氧化合物和氢气的活性，两者产生化学反应，生成氮气和水，此时测量发动机排出的尾气，氮氧化合物排放量大幅下降。通过本实用新型解决了稀薄燃烧技术在节能的同时所存在的有害气体排放增加的弊端，能够保护环境，助力我国双碳目标的实现。

技术特征：

1.一种降低电喷发动机排放污染物的氢能催化环保装置，发动机与发动机控制模块相连，发动机的排气管道上设有一个第一三元催化器或两个沿排气方向依次设置的第二三元催化器和第一三元催化器；其特征在于，包括：氢气源、氢气喷射计量模块、氢气控制模块、氢气喷嘴、第一氮氧化物传感器和第二氮氧化物传感器；

2.如权利要求1所述的氢能催化环保装置，其特征在于，所述氢气源为储氢装置或利用电解水制取氢气的制氢模块；

3.如权利要求1所述的氢能催化环保装置，其特征在于，所述氢能催化环保装置安装在车辆的预设位置，所述氢气控制模块与车辆电源相连。

4.如权利要求1所述的氢能催化环保装置，其特征在于，还包括：氧传感器；

5.如权利要求4所述的氢能催化环保装置，其特征在于，还包括：混合气调节装置；

6.如权利要求1～5中任一项所述的氢能催化环保装置，其特征在于，所述发动机控制模块与所述氢气控制模块、氢气喷射计量模块或氢气喷嘴相连。

7.如权利要求1所述的氢能催化环保装置，其特征在于，发动机为稀薄燃烧发动机，所述氢气喷嘴的氢气喷射量标准为：每100ppm浓度的氮氧化合物每分钟需要至少5毫升的氢气。

技术总结
本技术公开了一种降低电喷发动机排放污染物的氢能催化环保装置，包括：氢气源、氢气喷射计量模块、氢气控制模块和氢气喷嘴；氢气源通过氢气喷射计量模块与氢气喷嘴相连，氢气控制模块与氢气喷射计量模块相连；氢气喷嘴安装在三元催化器之前的发动机排气管道上。本技术将氢气从汽车三元催化器前方喷入汽车排气系统，喷入的氢气和发动机排出的氮氧化合物混合后流向三元催化器，三元催化器提高了排气系统中氮氧化合物和氢气的活性，两者产生化学反应，生成氮气和水，此时测量发动机排出的尾气，氮氧化合物排放量大幅下降。通过本技术解决了稀薄燃烧技术在节能的同时所存在的有害气体排放增加的弊端，能够保护环境，助力我国双碳目标的实现。

技术研发人员：刘树新,孙玉臣
受保护的技术使用者：禾裕汽车技术（安徽）有限公司
技术研发日：20230625
技术公布日：2024/4/17