随着排放法规和油耗法规的日益严格,稀燃策略已经成为整车企业的重点研究方向。对于汽油机而言,稀薄燃烧能够大幅度提高燃料转化效率,从而降低油耗,但传统的TWC催化器却无法在稀燃工况下有效去除尾气中的NOX,这成为制约稀燃汽油机发展应用的关键因素。因此,开发适用于稀燃汽油机的高效后处理系统成为当前相关厂商的迫切需求。NSR催化剂可以有效去除汽油机稀薄燃烧时所排放的NOX,但却需要控制汽油机在稀燃和浓燃之间不断切换,而且在高温和高空速时,其去除效率会明显下降。然而,如果在NSR催化剂前端以一定的频率喷射碳氢燃料,就可以在催化剂上形成具有还原性的活性中间物种-CN和-NCO,燃料喷射期间,活性物种不断生成、消耗,从而来还原NSR催化剂上吸附的NOX,使得NSR催化剂实现再生。采用此项技术,汽油机可一直运行在稀燃工况,避免切换至浓燃状态。由此,结合TWC与NSR的特性,制定了适用于稀燃汽油机的后处理技术路线。利用GT-POWER软件建立稀燃汽油机模型,获得模拟原排数据,然后与文献中的试验数据进行比较,其误差在10%以内,可以接受。因此,对稀燃汽油机排放的模拟仿真可以为后续小样试验中的模拟尾气进行数据支撑。搭建小样试验台架,探究了TWC催化剂和NSR催化剂在稀燃时的性能。试验结果表明,在稀燃工况下,TWC催化剂可以高效去除HCS和CO,但是却无法有效去除NOX;而NSR催化剂在排气温度大于350 oC时,NOX转化效率非常低。当在NSR催化剂前端低频喷射C3H6时,在350℃-550℃的范围内,NOX去除效率均在90%以上,大大拓宽了NSR催化剂的温度窗口。另外,确定了在不同温度下的最佳C3H6喷射频率均为0.25 Hz,此频率下所需喷入的C3H6量最少。搭建稀燃汽油机台架后处理系统,通过自主开发的汽油喷射控制系统和Horiba气体分析仪,验证了TWC耦合NSR催化器,并在NSR催化器前端低频喷射汽油的后处理技术的可行性。通过汽油机台架试验,首先探究了汽油喷射频率对NOX去除效率的影响,确定了最佳汽油喷射频率为0.25 Hz。接着探究了空燃比、转速及负荷对NOX去除效率的影响,确定了在空燃比为1.2～1.6,转速为1500～2500 rpm,负荷为16～64 bar的工况范围内,NOX去除效率均在85%以上,另外,确定了在稳态下的每一个工况点所需的最佳汽油喷射量,其燃油损失均在1%以内。最后探究了汽油喷射压力对于NOX去除效率的影响,确定了压力为4 bar和6 bar时,NOX转化率均可达到90%以上,而当压力为4 bar时,NOX去除效率更加稳定。