本發明涉及內燃式發動機技術領域，更具體地說，是涉及一種能減少發動機排氣中有害污染物的汽車尾氣排放系統。
背景技術：
目前，隨著汽車擁有量的不斷提高，車輛尾氣對環境污染的危害也越來越大。汽車尾氣排放標準也越來越高。有關數據顯示，在霧霾顆粒中機動車尾氣占到了22.2％，機動車的尾氣是霧霾顆粒組成的最主要的成分。汽車尾氣中的污染物主要由一氧化碳、氮氧化物、碳氫化合物和顆粒物組成，其中機動車排放的顆粒物是PM2.5的主要元兇之一，這些污染物對環境和人類的健康造成了極大的威脅。公知的發動機排氣污染物控制技術主要是后處理技術，即在發動機排氣的下游設置催化轉化器，對尾氣進行催化處理。由于發動機燃燒的過程中產生大量廢氣，如果象現有技術那樣只進行尾氣后處理，那么當排氣行進到排氣管時，不完全燃燒產物已經與大量完全燃燒產物均勻混合，不完全燃燒產物濃度非常低，需處理的氣體量非常大，極大降低了催化轉化效率。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題在于提供一種在發動機氣缸內進行催化轉化的汽車尾氣排放系統，在發動機排氣中混入氫氣， 在催化劑和一定的溫度條件下， 利用氫氣良好的還原性減少尾氣中的NOx， 最終改善發動機缸內燃燒， 達到減少車輛 HC、 CO 和 NOx 的排放的目的，以克服現有設備技術問題的不足。
本發明解決其技術問題的技術方案是：一種汽車尾氣排放系統，包括發動機、尾氣凈化器，發動機進氣道和排氣道，所述發動機包括燃燒室、活塞、氣缸蓋，其特征在于：在發動機內設置有貴金屬催化劑涂層，在排氣道的下游側設置有第一凈化器，排氣道的末端連接尾氣凈化器。
還包括氫氣進氣裝置，所述氫氣進氣裝置的出氣口設置在第一凈化器的上游處。
所述氫氣進氣裝置的出氣口還設置在第一凈化器的下游處。
所述氫氣進氣裝置設置單向閥。
分別在發動機的活塞頂部、燃燒室內壁、氣缸蓋的排氣道及氣缸蓋內壁設有貴金屬催化劑涂層，所述涂層含有貴金屬鉑或銠或鈀。
所述第一凈化器采用多孔陶瓷作為催化劑的載體。
所述第一凈化器以鉑或銠或鈀作為催化劑。
本發明的有益效果是：
本發明的汽車尾氣排放系統通過將催化床置于發動機內的內壁，在發動機正常燃燒過程中就進行催化轉化，使未完全燃燒產物與完全燃燒產物沒有混合之前就被催化轉化掉。這樣，在燃燒過程中就幾乎杜絕了不完全燃燒產物的形成，不但使轉化效率提高，而且由于轉化過程與發動機做功行程在燃燒室內同步進行，使轉化燃燒所產生的能量被充分利用而提高了發動機的做功效率。
本發明的汽車尾氣排放系統采用覆蓋鉑、銠、鈀等貴重金屬的涂層材料，以鉑、銠、鈀等貴金屬作為催化劑，對尾氣中的CO、HC、NOx和殘余多環芳烴同時起氧化恢復作用，使其轉化成無害物質CO2、H2O、N2。有效降低一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物等有害氣體的排放減少尾氣中有害氣體的含量和PM2.5顆粒物。在發動機排氣中引入不同比例的氫氣，經過鉑、銠、鈀等貴金屬催化反應后，可以有效降低尾氣中 NOx 的排放。
在排氣道內增設覆蓋鉑或銠或鈀等貴重金屬的多孔陶瓷材料，形成兩級催化，前級未凈化的部分由后級化劑進一步凈化，可減輕下游催化器的工作壓力，使排放的尾氣完全達到國家的標準。
附圖說明
圖1為本發明汽車尾氣排放系統的結構示意圖。
具體實施方式
下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“橫向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包含一個或者更多個該特征。在本發明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應作廣義理解，例如，可以是固定連接。也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明的具體含義。
參見圖1所示，本發明的汽車尾氣排放系統包括發動機、尾氣凈化器，發動機1具有四個氣缸 2 ，在各氣缸 2 設置有向該氣缸 2 內直接噴射燃料的燃料噴射閥 3。在發動機1 連接有進氣道4和排氣道5。在排氣道的下游側設置有第一凈化器7，排氣道的末端連接尾氣凈化器6。
氣缸 2包括燃燒室、活塞、氣缸蓋，燃料噴射閥 3安裝在氣缸蓋上，氣缸蓋還設置螺旋式進氣歧管、排氣歧管，螺旋式進氣歧管、排氣歧管分別與進氣道4、排氣道5連通。在活塞頂、燃燒室內壁、氣缸蓋的排氣歧管及氣缸蓋內壁設有具有催化活性的涂層，所述涂層含有貴金屬鉑、銠、鈀的其中一種。凈化結構的工作原理是：將催化涂層設置于發動機內，在發動機正常燃燒過程中就進行催化轉化，使未完全燃燒產物與完全燃燒產物沒有混合之前就被催化轉化掉。這樣，在燃燒過程中就幾乎杜絕了不完全燃燒產物的形成，不但使轉化效率提高，而且由于轉化過程與發動機做功行程在燃燒室內同步進行，使轉化燃燒所產生的能量被充分利用而提高了發動機的做功效率。
本發明的汽車尾氣排放系統在排氣中設置氫氣進氣裝置，氫氣進氣裝置的出氣口分別設置在排氣道5內第一凈化器7的上、下游處，氫氣進氣裝置設置單向閥，氫氣進氣依靠氣體壓力差來完成，通過調節氫氣進氣裝置的壓力，可調節氫氣進氣流量。由于排氣通道的空間有限，現有的汽車僅在末端安裝尾氣凈化器，使排氣通道的阻力較大，從而使發動機功率下降。本發明將排氣道的尾氣催化凈化裝置分兩級安放，前級為第一凈化器7、后級為尾氣凈化器6，使尾氣排放結構進一步優化。與氣缸內的催化結構相結合，形成三級尾氣凈化處理系統。另一方面，在發動機排氣中引入不同比例的氫氣，經過鉑、銠、鈀等貴金屬催化反應后，可以有效降低尾氣中 NOx 的排放。
尾氣凈化器6可采用三元催化劑。第一凈化器7采用多孔陶瓷作為催化劑的載體，以鉑、銠、鈀等貴金屬作為催化劑，對尾氣中的CO、HC、NOx和殘余多環芳烴同時起氧化恢復作用，使其轉化成無害物質CO2、H2O、N2。
盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員應當理解：在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由權利要求及其等同替換所限定，在未經創造性勞動所作的改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。