專利名稱：一種治理汽車尾氣排放超標(biāo)并節(jié)油的綜合方法
一種治理汽車尾氣排放超標(biāo)并節(jié)油的綜合方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明專利致力于現(xiàn)行汽車尾排的超標(biāo)問題，并達(dá)到明顯的節(jié)油效果，屬于機(jī)動車行業(yè)的資源與環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，國家對環(huán)境保護(hù)的監(jiān)管力度越來越大，相繼出臺了《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》、《中華人民共和國大氣污染防治法》、《環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測規(guī)范》等多部與環(huán)境保護(hù)相關(guān)的法今法規(guī)。近期《環(huán)境空氣PMlO和PM2. 5的測定》(HJ 618-2011)又開始實施，國家對環(huán)保產(chǎn)業(yè)的重視與日俱增。而汽車行業(yè)是我國當(dāng)前的支柱產(chǎn)業(yè)之一，每年以兩位數(shù)在增長，由于汽車在行使過程中受油品質(zhì)量、車輛自身裝置、駕駛員駕駛水平、路狀等多因素的影響，尾排超標(biāo)油耗增高，汽車給社會帶來方便、快捷的同時也給人類帶來了不堪重負(fù)的能源消耗和環(huán)境污染，已成為影響城區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量的重要因素，因此加強(qiáng)對在用汽車排放污染的整治管理對推動社會可持續(xù)發(fā)展意義重大。
目前國內(nèi)造成尾排不達(dá)標(biāo)的車輛越來越多，根據(jù)對市場的調(diào)研，目前尾排測試不達(dá)標(biāo)的車輛占車檢總數(shù)的10-20% .而且這些車輛的排放很多超出國家設(shè)定值的幾倍甚至幾十倍，嚴(yán)重污染大氣環(huán)境。而且尾排超標(biāo)本身就是一個綜合性問題，與很多相應(yīng)的技術(shù)和部件相關(guān)，單純靠一兩個解決方法，應(yīng)付尾排檢測，治標(biāo)不治本，也無法達(dá)到不斷提高的國家標(biāo)準(zhǔn)。同時，高油價問題造成行駛成本居高不下，造成通貨膨脹難以控制，也不利于社會發(fā)展。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種切實有效的綜合治本解決方案，既能達(dá)到節(jié)油降耗，尾排達(dá)到國家現(xiàn)行2005年《輕型汽車污染物排放限值及測量方法(中國III、IV階段)》(GB 18352. 3-2005)的要求，讓車主暢快駕車，延長汽車壽命，還能從節(jié)油上收取更高的收益，真正達(dá)到讓車主愿意減排，政府愿意推廣，空氣凈化，社會歡迎的良好局面，同時減輕國家戰(zhàn)略能源儲備壓力，以及減少原油對外依存度。本發(fā)明另一個目的在于推廣汽車保養(yǎng)理念，促進(jìn)中國汽車保養(yǎng)行業(yè)的健康發(fā)展，提升后汽車服務(wù)時代產(chǎn)業(yè)升級，擴(kuò)大內(nèi)需，提供更多的就業(yè)機(jī)會。
本發(fā)明主要核心是解決汽車尾排超標(biāo)，油耗高，經(jīng)科學(xué)研究，其主要原因是發(fā)動機(jī)積碳嚴(yán)重，氧傳感器堵塞失活或中毒失效，以及三元催化器積碳失活，堵塞失效，或化學(xué)中毒，本發(fā)明通過靜態(tài)無損免拆發(fā)動機(jī)積碳清除，修復(fù)三元催化器及氧傳感器，再配合油路氣路等保養(yǎng)，提升汽油品質(zhì)這一套綜合解決方案，確保尾排達(dá)標(biāo)。鑒于油路氣路保養(yǎng)，及油品品質(zhì)問題目前國內(nèi)都有成熟的技術(shù)和相關(guān)政策，且在本發(fā)明中僅屬于輔助部分，故不深入分析及作為。
針對以上三個造成尾排超標(biāo)的主要原因，本發(fā)明進(jìn)行逐一解決
1.汽車發(fā)動機(jī)問題CN 102536457 A
汽車發(fā)動機(jī)工作原理是空氣與燃料在一定混合比的狀態(tài)下點燃，推動缸體運(yùn)動， 帶動其他部件工作。在正常狀態(tài)下，發(fā)動機(jī)的燃燒是充分的，也就是說，排出的氣體是容易解決的。但是為何尾排超標(biāo)與發(fā)動機(jī)密切相關(guān)呢？這是因為存在一個死敵一-發(fā)動機(jī)積碳。造成發(fā)動機(jī)積碳的原因非常多，如油品不好、開開停停、從空濾進(jìn)入極小的灰塵、機(jī)械摩擦產(chǎn)生的金屬粒子等等，而這些因素與積碳都是正相關(guān)，很容易疊加，疊加后對各缸體工作狀態(tài)影響更大，造成汽車動力下降、油耗增高、爆震、抖動、噪音大、怠速不穩(wěn)、燃燒不完全、 燃燒后排放變大且不規(guī)則、ECU會無從控制等問題，給后續(xù)的尾氣處理帶來很大的不確定性。
因此，要解決尾排首先要解決燃燒問題，也就是說去除發(fā)動機(jī)內(nèi)的積碳達(dá)到燃燒室充分燃燒的前提條件。目前國內(nèi)解決積碳問題主要有以下幾種(除了拆卸發(fā)動機(jī)大修方式清洗外)一種是燃油添加劑模式，一種是吊瓶模式(此法名為去除發(fā)動機(jī)積碳實為解決油路為主，主要作用并非在于解決燃燒室內(nèi)的積碳問題)，還有就是氫氧燃燒型，以上三種方式均屬動態(tài)法清洗，無法真正去除積碳，有些由于配方問題，質(zhì)量問題造成積碳更硬，甚至損毀發(fā)動機(jī)。而拆卸發(fā)動機(jī)清洗，造成密封性下降，動力損害嚴(yán)重，而且費(fèi)時費(fèi)力費(fèi)錢，只在大修發(fā)動機(jī)時采用。所以，只有在發(fā)動機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下，將積碳“請”出來，才能不損害發(fā)動機(jī)及其相關(guān)部件和密封件。
發(fā)動機(jī)金屬材質(zhì)與積碳的惰性機(jī)理非常難以分開，若是采用酸性物質(zhì)去分解，則會造成發(fā)動機(jī)損壞，而且發(fā)動機(jī)燃燒室并非完整規(guī)則的，積碳所處位置全部都有，若采用液體，將根本無法清洗上部積碳，而且會串入發(fā)動機(jī)相連部件，所以根本無法完成。因此，本發(fā)明采用靜態(tài)無損免拆方式，用略帶堿性的水性泡沫型強(qiáng)大分離祛除積碳效果的除碳劑，以及專用的保養(yǎng)設(shè)備，注入缸體之內(nèi)，這樣可以達(dá)到全范圍清洗積碳的目的，且不腐蝕發(fā)動機(jī)及相關(guān)部件。靜態(tài)是指汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)，無損是指對發(fā)動機(jī)及相關(guān)部件附件密封件無損害，免拆是指不用拆解發(fā)動機(jī)，確保發(fā)動機(jī)完整性。
火花塞是發(fā)動機(jī)上一個非常重要的部位，而火花塞也很容易被積碳所侵蝕，造成油耗增加，動力下降及排放惡化，啟動困難等，所以本發(fā)明采用專用除碳劑的清洗，在開始祛除發(fā)動機(jī)內(nèi)部積碳時，將火花塞拆下，然后進(jìn)行清洗，就可以達(dá)到非常好的輔助解決問題的效果。通過本發(fā)明，可以真正祛除發(fā)動機(jī)內(nèi)積碳，回復(fù)汽車排量，強(qiáng)勁動力，而且節(jié)油效果明顯，排放變得正常，噪音和汽車抖動都明顯下降。
2.汽車氧傳感器問題。
氧傳感器是發(fā)動機(jī)的中樞神經(jīng)。常用的是氧化鋯、氧化鈦以及最先進(jìn)的歐三標(biāo)準(zhǔn)的寬域氧傳感器。氧傳感器很多都是以陶瓷材料作為敏感部件，在鉬膜外覆蓋一層多孔陶瓷層，外面加一個開有槽口的套管，通過孔隙進(jìn)入發(fā)動機(jī)排放的氣體，經(jīng)過內(nèi)外擴(kuò)散及表面催化過程，引起電壓或電阻突變，輸出給ECU進(jìn)行判斷和控制。因此，當(dāng)混合氣長時間過濃， 燃燒不完全，排氣中的CO過多，缺氧后，形成碳沉積，使氧傳感器活性下降，失去檢測功能， 同時燃料中的硫燃燒后成為SO2,被催化器活性中心吸收逐步成為硫酸，腐蝕覆蓋氧傳感器，使其中毒失效，還有潤滑油中的磷硅對氧傳感器的影響基本與硫相同。所以，氧傳感器失效的主要原因除了電器短路或斷路真正損壞失效外，很多都是因一些積碳覆蓋堵塞了氣孔，導(dǎo)致無法檢測排氣中的氧含量，以及起催化作用的鉬電極被C0，硫，磷，鉛，錳等等毒化而失效。
因為氧傳感器不但會被堵失效，也有可能中毒失效，所以本發(fā)明必須兼而顧之，本發(fā)明采用專用的清洗劑及活化劑清洗技術(shù)，不但解決其堵塞問題，而且還解決其中毒問題， 徹底恢復(fù)其功能，保證檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，確保空燃比正常，為解決尾排超標(biāo)問題提供保障。
3.汽車三元催化器問題
汽車三元催化器是解決汽車尾排的最后一道關(guān)口，也是一個最關(guān)鍵的部位之一， 是安裝在汽車排氣系統(tǒng)中最重要的機(jī)外凈化裝置，它可將汽車尾氣排出的CO、HC和NOx等有害氣體通過氧化和還原反應(yīng)將汽車廢氣轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的二氧化碳、水和氮?dú)?。它由殼體、減震層、載體及催化劑圖層四部分組成，催化劑是整個催化轉(zhuǎn)化器的核心部分，決定了催化轉(zhuǎn)化器的主要性能指標(biāo)。工作原理如下
2C0+2N0 — 2C02+N2
4HC+10N0 — 4C02+2H20+5N2
在三元催化劑中，CO和HC與NOx互為氧化劑和還原劑，生成無害的C02、H20及N2。 三元催化器失效的原因有
A、高溫失活一般出現(xiàn)在低行駛里程的車，幾率相對較小。因汽車排氣溫度變化很大怠速300-400°C，低速中速400-600°C，高速行駛可達(dá)到900°C，在長時間800°C高溫下， 催化劑活性部分鉬，鈀，銠易揮發(fā)，涂層剝落，其晶粒及助催劑氧化鈰的晶粒明顯增大，且載體氧化鋁也會相變，從表面較大的Y型轉(zhuǎn)化為表面較小的α型，使催化劑的比表面急劇下降，導(dǎo)致催化劑失活。
B、化學(xué)中毒高行駛里程車出現(xiàn)化學(xué)中毒較多，燃油中和潤滑油中的硫，磷，抗爆劑中的錳，鉛，燃燒不完全的CO都會造成三元催化器中毒失效，主要是吸附在催化劑活性表面，形成化學(xué)吸附絡(luò)合物，且鉛中毒一般是不可逆的，催化劑在含鉛氣氛中很容易在幾十小時完全喪失活性。
C、積碳失活因積碳覆蓋在三元催化劑和涂層表面造成失活，其成分主要含有碳， 氫，硫，氮，氧，重金屬等多種元素的混合物。此失活是目前導(dǎo)致三元催化器失效的主因之ο
D、堵塞失效因長期保養(yǎng)不良，工況惡劣，亂加油品，油品低用，開車習(xí)慣不好，會造成堵塞失效，特別是很多進(jìn)口高級車，因油品要求較高，國內(nèi)油品跟不上，情況更容易出現(xiàn)，常見形式有乙醇汽油膠質(zhì)積碳燒結(jié)堵塞，硫磷化學(xué)絡(luò)合物燒結(jié)堵塞，鉛錳金屬沉積物燒結(jié)堵塞，發(fā)動機(jī)失火造成陶瓷載體燒熔堵塞，及發(fā)動機(jī)失火造成密封層部分老化后粉末堵塞陶瓷載體。
因此對付三元催化器失效必須考慮綜合情況，本發(fā)明采用兩種方式進(jìn)行解決一種解決方式就是在不是很嚴(yán)重并不堵塞的情況下，采用特殊技術(shù)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)機(jī)理及相關(guān)可逆技術(shù)，清除三元催化器表面的各種硫磷及絡(luò)合物，恢復(fù)三元催化器原有的功能， 達(dá)到降低尾排的功能。第二種方式就是，如果發(fā)生堵塞，或者情況比較惡劣的狀態(tài)下，采用專門的三元催化器清洗劑進(jìn)行清洗，祛除附著的各類絡(luò)合物及積碳，然后采用專門的三元催化器活化劑進(jìn)行催化劑活化，這樣可以真正基本達(dá)到恢復(fù)三元催化器的功能，達(dá)到解決尾排超標(biāo)的問題，并同時降低ΡΜ2. 5的排放。
本發(fā)明重視對尾氣排放綜合問題的科學(xué)分析，采用切實有效的方式，可以達(dá)到目前常用的雙怠速法檢測標(biāo)準(zhǔn)，以及瞬間動態(tài)法檢測標(biāo)準(zhǔn)，甚至可以為更高的標(biāo)準(zhǔn)做鋪墊，而且節(jié)油效果非常明顯，同時汽車動力強(qiáng)勁，抖動下降，噪音減少，且延長汽車壽命，而且操作相對簡單，設(shè)備投資少，是一項利國利民的好方法。
具體解決方案
以下的具體解決方案有助于本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。
第一部分發(fā)動機(jī)深度保養(yǎng)方案
1.檢查來車。
2.將水性除碳劑注入發(fā)動機(jī)保養(yǎng)設(shè)備、接好壓縮機(jī)氣管接頭，將氣壓表調(diào)至特定壓力位置。
3.觀察要清洗的汽車發(fā)動機(jī)火花塞的位置及確定要拆下火花塞的操作步驟，然后小心仔細(xì)拆下高壓線及火花塞，并將火花塞放入裝有除碳劑液體的杯中浸泡(清洗火花塞)ο
4.把泡沫機(jī)的泡沫注管插入發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)，注入除碳劑讓泡沫滿至火花塞口，稍后進(jìn)行第二次加注滿至火花塞口，如此重復(fù)共3-4次。完成泡沫注入后等待幾分鐘。停留時間足夠后，用專用設(shè)備抽液，將分解溶化后的積碳、油泥污水抽出，并確認(rèn)干凈為止，并采用手持式內(nèi)窺鏡檢查是否全部積碳充分溶解和抽吸干凈。
5.將吹氣注管與壓縮機(jī)氣管連接，利用高壓空氣把殘留的泡沫從燃燒室吹出，并將燃燒室的濕氣吹至全干。
6.利用手持式內(nèi)窺鏡伸入發(fā)動機(jī)燃燒室檢查積碳的清除效果，若燃燒室仍有積碳和污水未清除，應(yīng)重復(fù)，直至燃燒室干凈為止。
7.取出浸泡在除碳劑液體中的火花塞，擦干凈并用高壓氣管將火花塞吹干凈，小心仔細(xì)將火花塞裝好并適當(dāng)擰緊，利用高壓氣管將周邊外圍零部件吹干凈，并將殘留積液用抹布擦干，將高壓線按原來要求裝上并確認(rèn)無松動為準(zhǔn)。
8.將汽車發(fā)動機(jī)起動，發(fā)動機(jī)起動后穩(wěn)定轉(zhuǎn)速在一定轉(zhuǎn)速并保持一段時間。關(guān)閉發(fā)動機(jī)，再重新將發(fā)動機(jī)起動，發(fā)動機(jī)起動后連續(xù)踩、放油門，將殘留的水性除碳劑及殘留微小積碳通過排氣管排出至干凈為止。
第二部分氧傳感器保養(yǎng)方案
小心拆下氧傳感器，先將氧傳感器置入專用的氧傳感器清洗液中浸泡，觀察氧傳感器表面的積碳及絡(luò)合物脫落后，然后用清水清洗干凈，然后再將氧傳感器放入專用的活化劑中，靜置一段時間，取出，用清水洗干凈，然后用高壓氣槍吹水吹干，再浸入專用的保護(hù)劑中浸泡，再吹干，然后小心裝回原位。發(fā)動汽車，用專用檢測儀檢測氧傳感器信號狀態(tài)，正常即可。
第三部分三元催化器保養(yǎng)方案
分兩種情況
1.如果三元催化器失效不是很嚴(yán)重且并不堵塞，就將專門的清洗裝置與三元催化器保養(yǎng)劑連接擰緊，并懸掛在機(jī)器前蓋上。拆開發(fā)動機(jī)碳罐的真空管，將噴嘴插入進(jìn)氣真空管，關(guān)閉清洗裝置上的調(diào)節(jié)閥門，啟動發(fā)動機(jī)運(yùn)行，逐步打開調(diào)節(jié)閥。開始清洗，清洗后，反復(fù)加大油門，讓脫落的雜質(zhì)排出
2.如果三元催化器失效嚴(yán)重，堵塞或者中毒，則采用CN 102536457 A
1).將三元催化器拆下，用密封料將孔口堵塞好，從出氣方將三元催化器清洗劑灌進(jìn)三元催化器內(nèi)，浸泡幾小時，然后將殘液倒出，用清水沖洗干凈。
2).繼續(xù)將沖洗干凈的三元催化器孔口用密封料堵塞好，把三元催化器活化劑以一定比例與清水稀釋后灌入三元催化器內(nèi)浸泡一段。然后將殘液倒出用清水沖洗干凈。
3).將已清洗干凈的三元催化器用高壓氣槍吹水吹干，然后重新裝上。
裝上清洗后的三元催化器后，發(fā)動機(jī)啟動，保持一定轉(zhuǎn)速一定時間。然后加油門， 利用發(fā)動機(jī)排出的溫度將三元催化器內(nèi)水份蒸發(fā)完全，待排氣管不出白煙為止。
權(quán)利要求
1.一種治理汽車尾氣排放超標(biāo)并節(jié)油的綜合方法，其特征是采用發(fā)動機(jī)深度保養(yǎng)方案，氧傳感器保養(yǎng)或三元催化器保養(yǎng)中的兩項或兩項以上，使尾排達(dá)到國家現(xiàn)行2005年 《輕型汽車污染物排放限值及測量方法(中國III、IV階段)》(GB18352. 3-2005)的要求， 以及節(jié)油的功能。
2.如權(quán)利要求1所述的綜合方法，其特征是發(fā)動機(jī)深度保養(yǎng)采用無損靜態(tài)免拆方式清除發(fā)動機(jī)積碳，恢復(fù)發(fā)動機(jī)正常狀態(tài)，達(dá)到降低尾排并節(jié)油的功能。
3.如權(quán)利要求1所述的綜合方法，其特征是采用水性帶堿性的泡沫法，及專用設(shè)備清除發(fā)動機(jī)積碳，達(dá)到降低尾排并節(jié)油的功能。
4.如權(quán)利要求1所述的綜合方法，其特征是氧傳感器保養(yǎng)采用拆下清洗和活化氧傳感器的方式解決氧傳感器被堵失效及中毒失效問題，達(dá)到降低尾排的功能。
5.如權(quán)利要求1所述的綜合方法，其特征是三元催化器保養(yǎng)在失效不嚴(yán)重且不堵塞情況下，根據(jù)氧化還原反應(yīng)機(jī)理及相關(guān)可逆技術(shù)，采用三元催化器清洗劑清除其表面硫磷及絡(luò)合物，恢復(fù)其原有功能，達(dá)到降低尾排的功能。
6.如權(quán)利要求1所述的綜合方法，其特征是三元催化器堵塞的情況下，先拆下三元催化器，再用三元催化器清洗劑清洗祛除其表面所有絡(luò)合物，確保三元催化器暢通，然后用三元催化器活化劑活化，回復(fù)其催化功能，以達(dá)到降低尾排的功能。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種治理汽車尾氣排放超標(biāo)并節(jié)油的綜合方法，本專利致力于現(xiàn)行汽車尾排的超標(biāo)問題，并達(dá)到明顯節(jié)油效果，屬于機(jī)動車行業(yè)的資源與環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域。目前汽車尾排對環(huán)境影響越來越大，且缺少切實可行治理技術(shù)。本發(fā)明針對造成尾排問題最大的幾個關(guān)鍵部位發(fā)動機(jī)，氧傳感器，三元催化器的工作原理進(jìn)行科學(xué)剖析，找出尾排超標(biāo)主要原因，對癥下藥，采用專用設(shè)備及高科技含量系列產(chǎn)品，徹底解決因汽車相應(yīng)部位工況不佳造成尾排超標(biāo)問題，回復(fù)汽車設(shè)計初始排放性能，同時獲得良好節(jié)油效果。本發(fā)明操作簡單、費(fèi)用低廉、效果顯著，從汽車尾排源頭進(jìn)行綜合治理，達(dá)到車主愿意減排，政府愿意推廣目的，具有明顯的社會經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號F01N3/20GK102536457SQ20121002184
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月15日
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