CN117189311A - 一种车辆和稀燃汽油机的后处理装置、方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆和稀燃汽油机的后处理装置、方法及系统，装置包括颗粒捕集器的第一端与排气歧管连接，第二端分别与控制阀和旁通阀的第一端连接；控制阀的第二端与稀燃氮氧化物捕集器的第一端连接，稀燃氮氧化物捕集器的第二端与三效催化转化器的第一端连接；旁通阀的第二端与三效催化转化器的第一端连接；控制阀和旁通阀的控制端均与控制单元电连接；控制单元在确定为当量比工况时，控制旁通阀打开，控制阀关闭；在确定为稀燃工况时，控制旁通阀关闭，控制阀打开；在确定为再生工况时，控制旁通阀和控制阀均打开，并控制喷水器喷水。本发明提供的技术方案可以通过喷水器喷水发生水煤气反应，实现颗粒捕集器与稀燃氮氧化物捕集器协同再生。

Description

一种车辆和稀燃汽油机的后处理装置、方法及系统

技术领域

本发明涉及汽油机稀薄燃烧排放后处理的技术领域，尤其涉及一种车辆和稀燃汽油机的后处理装置、方法及系统。

背景技术

稀薄燃烧技术以高燃油经济性、高热效率、低常规排放物的优势，被认为是未来汽油机发展的重要技术路线之一。但由于燃用偏离理论空燃比的混合气，传统的三效催化转换器出现氧阻抑现象，对稀燃发动机排气中的氮氧化物的转换率急剧下降，因此NOx排放控制成为稀燃汽油机技术发展的限制因素。

当前，稀燃汽油机后处理系统中NOx的转化效率需进一步提高，以控制NOx排放。针对上述问题，现有的技术大多取消了三效催化转化器(Three-Way Catalytic Converter，TWC)，而选择采用额外的NOx催化器，主要有以下几种：

1.设置NOx捕集器。相较于TWC，它可以将稀燃发动机排气中的NOx以硝酸盐或亚硝酸盐的形式化学存储在碱土化合物中，以实现NOx排放控制。但NOx捕集器存在存储量上限，此时燃烧系统需切换至浓燃以实现NOx捕集器的再生(即需要进行加浓工况强制转换)，这对发动机控制系统要求高，同时会造成缸内局部过浓，影响发动机燃烧效率，所以该方案对发动机热效率及控制系统设计不利。

2.设置选择性催化还原器。通过引入额外的还原剂，以化学反应的形式将NOx转化为氨气和水，以实现NOx排放控制。但选择性催化还原器需要定期加注还原剂，且还原剂喷射系统控制复杂。同时，它系统体积大，对整车布置要求高。

发明内容

本发明实施例提供了一种车辆和稀燃汽油机的后处理装置、方法及系统，通过喷水器喷水发生水煤气反应，实现颗粒捕集器与稀燃氮氧化物捕集器协同再生，解决了现有稀燃汽油机后处理系统需要进行加浓工况强制转换、系统体积大和控制难度大的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种稀燃汽油机的后处理装置，包括：

控制单元、喷水器、颗粒捕集器、稀燃氮氧化物捕集器、三效催化转化器、控制阀和旁通阀；颗粒捕集器的第一端与稀燃汽油机的排气歧管连接；喷水器设置于排气歧管上；颗粒捕集器的第二端分别与控制阀的第一端和旁通阀的第一端连接；控制阀的第二端与稀燃氮氧化物捕集器的第一端连接，稀燃氮氧化物捕集器的第二端与三效催化转化器的第一端连接；旁通阀的第二端与三效催化转化器的第一端连接；

控制阀的控制端以及旁通阀的控制端均与控制单元电连接；

颗粒捕集器中包括水煤气反应催化剂；

控制单元用于：在确定稀燃汽油机的工况为当量比工况时，旁通阀打开，控制阀关闭；在确定稀燃汽油机的工况为稀燃工况时，控制旁通阀关闭，并控制控制阀打开；在确定稀燃汽油机的工况为再生工况时，控制旁通阀和控制阀均打开，并控制喷水器开始喷水；其中，再生工况下，颗粒捕集器的第一端和第二端处的温度均大于预设温度阈值。

第二方面，本发明实施例提供了一种稀燃汽油机系统，包括稀燃汽油机以及本发明任意实施例所提供的稀燃汽油机的后处理装置。

第三方面，本发明实施例提供了一种车辆，包括本发明实施例提供的稀燃汽油机系统。

第四方面，本发明实施例提供了一种稀燃汽油机的后处理方法，稀燃汽油机的后处理装置包括：控制单元、喷水器、颗粒捕集器、稀燃氮氧化物捕集器、三效催化转化器、控制阀和旁通阀；颗粒捕集器的第一端与稀燃汽油机的排气歧管连接；喷水器设置于排气歧管上；颗粒捕集器的第二端分别与控制阀的第一端和旁通阀的第一端连接；控制阀的第二端与稀燃氮氧化物捕集器的第一端连接，稀燃氮氧化物捕集器的第二端与三效催化转化器的第一端连接；旁通阀的第二端与三效催化转化器的第一端连接；

控制阀的控制端以及旁通阀的控制端均与控制单元电连接；

颗粒捕集器中包括水煤气反应催化剂；

稀燃汽油机的后处理方法包括：

控制单元在确定稀燃汽油机的工况为当量比工况时，控制旁通阀打开，控制控制阀关闭；在确定稀燃汽油机的工况为稀燃工况时，控制旁通阀关闭，并控制控制阀打开；在确定稀燃汽油机的工况为再生工况时，控制旁通阀和控制阀均打开，并控制喷水器开始喷水，其中，再生工况下，颗粒捕集器的第一端和第二端处的温度均大于预设温度阈值。

本发明实施例提供的稀燃汽油机的后处理装置，可以在当量比工况和稀燃工况下较好的捕集废气中的排放物，并且在再生工况下，通过喷水器喷射出来的水蒸发后与颗粒捕集器的碳颗粒在催化剂的作用下发生水煤气反应，消耗掉碳颗粒，水煤反应产生的H2和CO进入稀燃氮氧化物捕集器，与之前捕集的NOx进行催化剂下的反应，消耗掉NOx，颗粒捕集器与稀燃氮氧化物捕集器实现协同再生，无需将发动机调整到浓染，且无需增设还原剂喷射系统，解决了现有稀燃汽油机后处理系统的加浓工况强制转换、系统体积大和控制难度大的问题。应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种稀燃汽油机的后处理装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种稀燃汽油机的后处理装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种稀燃汽油机的后处理方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是本发明实施例提供的一种稀燃汽油机的后处理装置的结构示意图，参见图1，该装置包括控制单元180、喷水器150、颗粒捕集器120、稀燃氮氧化物捕集器130、三效催化转换器140、控制阀160和旁通阀170。颗粒捕集器120的第一端与稀燃汽油机100的排气歧管110连接。喷水器150设置于排气歧管110上。颗粒捕集器120的第二端分别与控制阀160的第一端和旁通阀170的第一端连接。控制阀160的第二端与稀燃氮氧化物捕集器130的第一端连接，稀燃氮氧化物捕集器130的第二端与三效催化转换器140的第一端连接，旁通阀170的第二端与三效催化转化器140的第一端连接。控制阀160的控制端以及旁通阀170的控制端均与控制单元180电连接。颗粒捕集器120中包括水煤气反应催化剂。控制单元180用于在确定稀燃汽油机100的工况为当量比工况时，控制旁通阀170打开，控制控制阀160关闭。在确定稀燃汽油机100的工况为稀燃工况时，控制旁通阀170关闭，并控制控制阀160打开。在确定稀燃汽油机100工况为再生工况时，控制旁通阀170和控制阀160均打开，并控制喷水器150开始喷水，其中，再生工况下，颗粒捕集器120的第一端和第二端处的温度均大于预设温度阈值。

其中，控制单元180可以理解为是一种根据获取的指令做出判断，并向相应部件发出控制信号的单元。颗粒捕集器120是一种用于捕集稀燃汽油机100排气中颗粒物的器件，颗粒捕集器120通过物理过滤捕集颗粒物并定期进行再生保持其工作稳定示例性的，示例性的，颗粒捕集器120对稀燃汽油机100排气中的PM、PN以及碳颗粒进行捕集。稀燃氮氧化物捕集器130用于捕集稀燃汽油机100排气中的氮氧化物。三效催化转换器140用于处理稀燃汽油机100排气中的一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物。控制阀160和旁通阀170是用来控制气体流向和通断的装置。预设温度阈值是能够发生水煤气反应的最低温度值。

当量比工况下，发动机燃用lambda＝1的油气混合气。稀燃工况下，发动机燃用lambda>1的油气混合气。再生工况下，发动机燃用lambda>1的油气混合气，且满足以下至少一个条件：废气中NOx浓度超过阈值浓度，检测颗粒捕集器120两端的压差超过压差阈值，废气的温度超过阈值温度，以及稀燃汽油机100处于功率点工况的一种工况。其中，lambda＝1时，稀燃汽油机100燃烧的油气混合器中油和气的重量比为1:14.7。

具体的，稀燃汽油机100排放的废气进入后处理装置后，控制单元180就会根据废气中油和气的浓度之比判定稀燃汽油机100的工况，当控制单元180确定稀燃汽油机100工况为当量比工况，控制单元180控制旁通阀170打开且控制阀160关闭，废气进入颗粒捕集器120和三效催化转换器140，后处理路径为颗粒捕集器4、三效催化转化器6，颗粒捕集器4处理排气中碳颗粒，三效催化转化器6处理排气中CO、HC和NOx。

当控制单元180确定稀燃汽油机100工况为稀燃工况，控制单元180控制旁通阀170关闭且控制阀160打开，废气进入颗粒捕集器120、稀燃氮氧化物捕集器130和三效催化转换器140。后处理路径为颗粒捕集器4、稀燃氮氧化物捕集器5和三效催化转化器6，颗粒捕集器4处理排气中碳颗粒，稀燃氮氧化物捕集器5处理排气中NOx，三效催化转化器6处理排气中CO和HC。

当控制单元180确定稀燃汽油机100工况为再生工况时，控制单元180控制旁通阀170全关，且控制阀160全开，喷水器150开始喷水，喷入的水蒸发后进入颗粒捕集器120中，并与颗粒捕集器120中的碳颗粒在催化剂作用下发生水煤气反应，消耗掉碳颗粒，由于颗粒捕集器的第一端和第二端处的温度均大于预设温度阈值，水煤反应产生的H2和CO不会被O2大规模氧化，并马上进入稀燃氮氧化物捕集器5，与之前捕集的NOx进行催化剂下的反应，消耗掉NOx，颗粒捕集器4与稀燃氮氧化物捕集器5实现协同再生，之后再进入三效催化转化器6，处理仍未反应掉的CO、HC和NOx。

本发明实施例提供的稀燃汽油机100的后处理装置，可以在当量比工况和稀燃工况下较好的捕集废气中的排放物，并且在再生工况下，通过喷水器150喷射出来的水蒸发后与颗粒捕集器120的碳颗粒在催化剂的作用下发生水煤气反应，消耗掉碳颗粒，水煤反应产生的H2和CO进入稀燃氮氧化物捕集器5，与之前捕集的NOx进行催化剂下的反应，消耗掉NOx，颗粒捕集器4与稀燃氮氧化物捕集器5实现协同再生，无需将发动机调整到浓染，且无需增设还原剂喷射系统，解决了现有稀燃汽油机后处理系统的加浓工况强制转换、系统体积大和控制难度大的问题。

继续参见图1，在上述各实施例的基础上，可选地，水煤气反应催化剂包括Fe基催化剂，稀燃氮氧化物捕集器130中的催化剂采用Pt催化剂，三效催化转化器140的催化剂采用Pt贵金属催化剂。

在本实施例中通过在水煤气反应中采用Fe基催化剂能够加快水蒸气与碳颗粒的水煤气反应，有利于提高碳颗粒的消耗速率。在稀燃氮氧化物捕集器130中的催化剂采用Pt催化剂能够加快NOx与水煤反应产生的H2和CO发生化学反应，提高稀燃氮氧化物捕集器130的再生效率。在三效催化转化器140的催化剂采用Pt贵金属催化剂能够加快CO、NOx与HC的反应速率。

图2是本发明实施例提供的另一种稀燃汽油机100的后处理装置的结构示意图，参见图2，可选地，该装置还包括，电加热器200、温度传感器220、压差传感器210和NOx浓度传感器230，电加热器200的第一端与稀燃汽油机100的排气歧管110连接，电加热器200的第二端与颗粒捕集器120的第一端耦合连接；温度传感器220设置在颗粒捕集器120第二端连接的管路上，NOx浓度传感器230设置于三效催化转化器140的第一端与稀燃氮氧化物捕集器130之间的管路上，压差传感器210用于检测颗粒捕集器120两端的压差，温度传感器220用于检测颗粒捕集器120第二端处的温度，NOx浓度传感器230用于检测NOx浓度，控制单元180用于获取压差、温度、NOx浓度以及稀燃汽油机100燃烧用油气混合气的油气比例，在油气比例大于预设比例，且在压差大于压差阈值、NOx浓度大于浓度阈值以及稀燃汽油机100处于功率点工况中满足至少一个时，判断温度是否大于预设温度阈值，若不大于则控制电加热器200开始加热，直至温度大于预设温度阈值后，确定稀燃汽油机100进入再生工况，并控制电加热器200关闭。

其中，功率点工况下稀燃汽油机排出废气温度高，使得后处理装置中废气的温度可以很容易达到温度阈值，因此在处于功率点工况时，可以进行再生。预设比例是用户根据油和气完全燃烧设置的一个参数比例，示例性地，本发明中预设比例是1：14.7。压差达到压差阈值时说明颗粒捕集器120中碳颗粒浓度较高，需要进行再生。NOx浓度达到浓度阈值后说明NOx浓度较高，后处理装置需要进行再生。此外，温度阈值、压差阈值和浓度阈值为自定义变量，可以通过实验确定。

具体的，当控制单元180判断出油气混合气中油气比例大于预设比例时，压差传感器210将检测到的压差以电信号的形式传送给控制单元180，NOx浓度传感器230将检测到的NOx的浓度以电信号的形式传送给控制单元180，温度传感器220将温度以电信号的形式传给控制单元180。

控制单元180在确定压差大于压差阈值，NOx浓度大于浓度阈值以及稀燃汽油机100工况为功率点工况中满足至少一个时，，控制单元180根据获取的温度与预设温度阈值判断电加热器200是否加热，如果温度不大于预设温度阈值，控制单元180就控制电加热器200开始加热，直到温度大于预设温度阈值，控制单元控制电加热器200关闭。

在本实施例中，通过在稀燃汽油机100后处理装置中设置电加热器200、温度传感器220、压差传感器210和NOx浓度传感器230，控制单元180可以准确的判断是否需要对后处理装置进行再生，并可可以对后处理装置内气体的温度进行准确控制，通过水煤反应实现颗粒捕集器4与稀燃氮氧化物捕集器5的协同再生。

继续参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地，控制单元180还用于在油气比例等于预设比例时，确定稀燃汽油机100处于当量比工况；在油气比例大于预设比例，且压差小于或等于压差阈值、NOx浓度小于或等于浓度阈值以及稀燃汽油机100不处于功率点工况时，确定稀燃汽油机100处于稀燃工况。

本实施例中，控制单元180通过油气比例、压差、温度、NOx浓度以及功率点工况确定稀燃汽油机100处于当量比工况或稀燃工况，提高了控制单元180对稀燃汽油机100工况的精确判断。

继续参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地，颗粒捕集器120与控制阀160和旁通阀170之间，旁通阀170与三效催化转化器140之间，控制阀160与稀燃氮氧化物捕集器130之间，以及稀燃氮氧化物捕集器130与三效催化转化器140均通过管路连接。管路采用进行过绝热处理的管路。

本实施例中，颗粒捕集器120与控制阀160和旁通阀170之间，旁通阀170与三效催化转器140之间，控制阀160与稀燃氮氧化物捕集器130之间，以及稀燃氮氧化物捕集器130与三效催化转换器140都是采用绝热处理过的管路进行连接，避免了油气混合气在传输过程中温度下降。本发明实施例提供了一种稀燃汽油机系统，包括稀燃汽油机100以及本发明任意实施例所提供的稀燃汽油机的后处理装置。

具体的，在稀燃汽油机系统中，稀燃汽油机100通过排气歧管110与稀燃汽油机的后处理装置相连接。

本发明实施例提供了一种车辆，包括本发明实施例所提供的稀燃汽油机系统。

本发明实施例提供的一种稀燃汽油机的后处理方法，参考图2，稀燃汽油机的后处理装置包括：控制单元180、喷水器150、颗粒捕集器120、稀燃氮氧化物捕集器130、三效催化转化器140、控制阀160和旁通阀170。颗粒捕集器120的第一端与汽油机的排气歧管110连接。喷水器150设置于排气歧管110上。颗粒捕集器120的第二端分别与控制阀160的第一端和旁通阀170的第一端连接。控制阀160的第二端与稀燃氮氧化物捕集器130的第一端连接，稀燃氮氧化物捕集器130的第二端与三效催化转化器140的第一端连接。旁通阀170的第二端与三效催化转化器140的第一端连接。电加热器200的控制端、控制阀160的控制端以及旁通阀170的控制端均与控制单元180电连接。颗粒捕集器120中包括水煤气反应催化剂。

稀燃汽油机的后处理方法包括：

控制单元180在确定稀燃汽油机100的工况为当量比工况时，控制旁通阀170打开，控制控制阀160关闭。在确定稀燃汽油机100的工况为稀燃工况时，控制旁通阀170关闭，并控制控制阀160打开。在确定稀燃汽油机100的工况为再生工况时，控制旁通阀170和控制阀160均打开，并控制喷水器150开始喷水，其中，再生工况下，颗粒捕集器120的第一端和第二端处的温度均大于预设温度阈值。

在上述各实施例的基础上，可选地，稀燃汽油机的后处理装置包括：还包括：电加热器200、温度传感器220、压差传感器210和NOx浓度传感器230。电加热器200的第一端与稀燃汽油机100的排气歧管110连接，电加热器200的第二端与颗粒捕集器120的第一端耦合连接。温度传感器220设置在颗粒捕集器120第二端连接的管路上。NOx浓度传感器230设置于三效催化转化器140的第一端与稀燃氮氧化物捕集器130之间的管路上。压差传感器210用于检测颗粒捕集器120两端的压差。温度传感器220用于检测颗粒捕集器120第二端处的温度。NOx浓度传感器230用于检测NOx浓度。

后处理方法还包括：控制单元180获取压差、温度、NOx浓度以及稀燃汽油机100燃烧用油气混合气的油气比例。控制单元180在油气比例大于预设比例，且在压差大于压差阈值、NOx浓度大于浓度阈值以及稀燃汽油机100处于功率点工况中满足至少一个时，判断温度是否大于预设温度阈值，若不大于则控制电加热器200开始加热，直至温度大于预设温度阈值后，确定稀燃汽油机100进入再生工况，并控制电加热器200关闭。

继续参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地，控制单元180在油气比例等于预设比例时，确定稀燃汽油机100处于当量比工况。控制单元180在油气比例大于预设比例，且压差小于或等于压差阈值、NOx浓度小于或等于浓度阈值以及汽油机不处于功率点工况时，确定稀燃汽油机100处于稀燃工况。

图3是本发明实施例提供的又一种稀燃汽油机的后处理方法的流程图。图3示出了一种后处理方法的具体实施例，参考图2和图3，当稀燃汽油机已启动时，稀燃汽油机100排放的废气进入稀燃汽油机的后处理装置，控制单元180就会判断燃用的混合气lambda是否大于1，若燃用的混合气lambda小于或等于1时，控制单元就会确定稀燃汽油机100处于当量比工况，此时控制单元180控制旁通阀170全开，控制阀160全关。当控制单元180判断燃用的混合气浓度大于1时，且NOx浓度传感器230的浓度小于或等于浓度阈值，压差传感器210的压差小于或等于压差阈值以及稀燃汽油机100不处于功率点工况，控制单元180确定稀燃汽油机100处于稀燃工况，此时控制单元180控制旁通阀170全关，控制阀160全开。当控制单元180判断燃用的混合气lambda大于1，且NOx浓度传感器230浓度大于浓度阈值、压差传感器210压差大于压差阈值和稀燃汽油机100处于功率点工况中有一项为是时，控制单元180将继续判断温度传感器220温度是否大于预设温度阈值，若温度传感器220温度小于或等于预设温度阈值，则控制单元180控制电加热器200开启直至温度传感器220的温度大于预设温度阈值，当温度传感器220温度大于预设温度阈值，控制单元180确定稀燃汽油机100工况为再生工况，此时控制单元180控制旁通阀170全关，控制阀160全开，喷水器200喷水。

本实施例提供的稀燃汽油机的后处理方法与本发明任意实施例提供的稀燃汽油机的后处理装置属于相同的发明构思，具有相应的有益效果，未在本实施例详尽的技术细节详见本发明任意实施例提供的稀燃汽油机的后处理装置。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神原则之内所做修改、等同替换和改进等，均包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种稀燃汽油机的后处理装置，其特征在于，包括：

控制单元、喷水器、颗粒捕集器、稀燃氮氧化物捕集器、三效催化转化器、控制阀和旁通阀；颗粒捕集器的第一端与汽油机的排气歧管连接；喷水器设置于排气歧管上；颗粒捕集器的第二端分别与控制阀的第一端和旁通阀的第一端连接；控制阀的第二端与稀燃氮氧化物捕集器的第一端连接，稀燃氮氧化物捕集器的第二端与三效催化转化器的第一端连接；旁通阀的第二端与三效催化转化器的第一端连接；

控制阀的控制端以及旁通阀的控制端均与控制单元电连接；

所述颗粒捕集器中包括水煤气反应催化剂；

所述控制单元用于：在确定汽油机的工况为当量比工况时，控制所述旁通阀打开，控制所述控制阀关闭；在确定汽油机的工况为稀燃工况时，控制所述旁通阀关闭，并控制所述控制阀打开；在确定所述汽油机的工况为再生工况时，控制所述旁通阀和所述控制阀均打开，并控制所述喷水器开始喷水；其中，所述再生工况下，所述颗粒捕集器的第一端和第二端处的温度均大于预设温度阈值。

2.根据权利要求1的装置，其特征在于，还包括：

电加热器、温度传感器、压差传感器和NOx浓度传感器；

所述电加热器的第一端与汽油机的排气歧管连接，电加热器的第二端与颗粒捕集器的第一端耦合连接；所述温度传感器设置在所述颗粒捕集器第二端连接的管路上；所述NOx浓度传感器设置于三效催化转化器的第一端与所述稀燃氮氧化物捕集器之间的管路上；

所述压差传感器用于检测所述颗粒捕集器两端的压差；

所述温度传感器用于检测所述颗粒捕集器第二端处的温度；

所述NOx浓度传感器用于检测NOx浓度；

所述控制单元用于获取所述压差、所述温度、所述NOx浓度以及汽油机燃烧用油气混合气的油气比例，在油气比例大于预设比例，且在所述压差大于压差阈值、所述NOx浓度大于浓度阈值以及汽油机处于功率点工况中满足至少一个时，判断所述温度是否大于预设温度阈值，若不大于则控制电加热器开始加热，直至所述温度大于预设温度阈值后，确定汽油机进入再生工况，并控制电加热器关闭。

3.根据权利要求2的装置，其特征在于：

所述控制单元还用于在油气比例等于预设比例时，确定汽油机处于当量比工况；在油气比例大于预设比例，且所述压差小于或等于压差阈值、所述NOx浓度小于或等于浓度阈值以及汽油机不处于功率点工况时，确定汽油机处于稀燃工况。

4.根据权利要求1的装置，其特征在于：

所述水煤气反应催化剂包括Fe基催化剂；

所述稀燃氮氧化物捕集器中的催化剂采用Pt催化剂；

所述三效催化转化器的催化剂采用Pt贵金属催化剂。

5.根据权利要求1的装置，其特征在于：

颗粒捕集器与控制阀和旁通阀之间，旁通阀与三效催化转化器之间，控制阀与稀燃氮氧化物捕集器之间，以及稀燃氮氧化物捕集器与三效催化转化器均通过管路连接；

管路采用进行过绝热处理的管路。

6.一种稀燃汽油机系统，其特征在于，包括稀燃汽油机以及权利要求1-5任一项所述的稀燃汽油机的后处理装置。

7.一种车辆，其特征在于，包括，权利要求6所述的稀燃汽油机系统。

8.一种稀燃汽油机的后处理方法，其特征在于：

稀燃汽油机的后处理装置包括：控制单元、喷水器、颗粒捕集器、稀燃氮氧化物捕集器、三效催化转化器、控制阀和旁通阀；颗粒捕集器的第一端与汽油机的排气歧管连接；喷水器设置于排气歧管上；颗粒捕集器的第二端分别与控制阀的第一端和旁通阀的第一端连接；控制阀的第二端与稀燃氮氧化物捕集器的第一端连接，稀燃氮氧化物捕集器的第二端与三效催化转化器的第一端连接；旁通阀的第二端与三效催化转化器的第一端连接；

控制阀的控制端以及旁通阀的控制端均与控制单元电连接；

所述颗粒捕集器中包括水煤气反应催化剂；

所述稀燃汽油机的后处理方法包括：

所述控制单元在确定汽油机的工况为当量比工况时，控制所述旁通阀打开，控制所述控制阀关闭；在确定汽油机的工况为稀燃工况时，控制所述旁通阀关闭，并控制所述控制阀打开；在确定所述汽油机的工况为再生工况时，控制所述旁通阀和所述控制阀均打开，并控制所述喷水器开始喷水，其中，所述再生工况下，所述颗粒捕集器的第一端和第二端处的温度均大于预设温度阈值。

9.根据权利要求8的方法，其特征在于：稀燃汽油机的后处理装置包括：还包括：

电加热器、温度传感器、压差传感器和NOx浓度传感器；

所述电加热器的第一端与汽油机的排气歧管连接，电加热器的第二端与颗粒捕集器的第一端耦合连接；所述温度传感器设置在所述颗粒捕集器第二端连接的管路上；所述NOx浓度传感器设置于所述三效催化转化器的第一端与所述稀燃氮氧化物捕集器之间的管路上；

所述压差传感器用于检测所述颗粒捕集器两端的压差；

所述温度传感器用于检测所述颗粒捕集器第二端处的温度；

所述NOx浓度传感器用于检测NOx浓度；

所述方法还包括：

所述控制单元获取所述压差、所述温度、所述NOx浓度以及汽油机燃烧用油气混合气的油气比例；

所述控制单元在油气比例大于预设比例，且在所述压差大于压差阈值、所述NOx浓度大于浓度阈值以及汽油机处于功率点工况中满足至少一个时，判断所述温度是否大于预设温度阈值，若不大于则控制电加热器开始加热，直至所述温度大于预设温度阈值后，确定汽油机进入再生工况，并控制电加热器关闭。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

所述控制单元在油气比例等于预设比例时，确定汽油机处于当量比工况；

所述控制单元在油气比例大于预设比例，且所述压差小于或等于压差阈值、所述NOx浓度小于或等于浓度阈值以及汽油机不处于功率点工况时，确定汽油机处于稀燃工况。