專利名稱：柴油機尾氣前處理裝置的制作方法
技術領域：
一種柴油機尾氣前處理裝置，屬于內燃機燃燒和尾氣處理領域。
背景技術：
柴油機的碳煙排放是構成環境污染的主要部分之一。由于傳統柴油機混合氣為質調節，這樣使柴油機在高工況下極易產生碳煙的排放。目前，柴油機常采用的微粒過濾器，這種尾氣后處理裝置存在著一些缺點每隔一段時間就要對微粒過濾器進行一次電加熱，使吸附在微粒過濾器上面的碳粒進行燃燒，要消耗一部分能量；燃燒后產物直接排出，不做任何有用功；不加其它的催化劑或裝置的話，只能過濾碳煙，不能降低CO、HC和NOx的排放；體積較大，成本較高。為了解決上述柴油機尾氣后處理的各種缺點，采取一種有效的尾氣處理裝置是十分必要的。
發明內容
針對上述現有技術所存在的不足，本發明的目的是提供一種柴油機尾氣前處理裝置，這種裝置把排氣過濾元件設置在排氣閥下方的氣缸蓋中，并利用排氣過濾元件的過濾、蓄熱和貯氣的功能，讓過濾出來的碳粒具有充分的條件參與燃燒，從而降低柴油機的碳煙、NOx、CO和HC的排放。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種柴油機尾氣前處理裝置，它主要有一個過濾排氣中碳粒的過濾元件。在氣缸蓋內、只能向上開啟的排氣閥的下方設有一個過濾元件。上述的過濾元件可以是用多孔陶瓷或金屬粉沫燒結的多孔材料制作的過濾器，在過濾器的上部和下部各設有一個用耐熱不銹鋼制作的多孔防護層，并用中孔蓋板把過濾器和多孔防護層緊固在氣缸蓋內。上述的過濾元件還可以是用耐熱不銹鋼絲壓制的金屬絲過濾器，并用中孔蓋板把金屬絲過濾器緊固在氣缸蓋內。
上述技術方案的指導思想是無論過濾元件是用多孔陶瓷、金屬粉沫燒結的多孔材料，還是用耐熱不銹鋼絲制作，都是為了有效過濾排氣中的碳粒。過濾元件要設置在排氣閥前的氣缸蓋中，是為了利用過濾元件的蓄熱功能，讓新鮮空氣在壓縮沖程進入過濾元件中，使被過濾的碳粒有條件再次參與燃燒。不僅提高了燃料的利用率，而且使過濾元件得到再生。碳粒在過濾元件內的燃燒，會使燃燒溫度和燃燒速度降低。燃燒溫度降低使燃燒產物中的NOx排放降低；燃燒速度降低會減小壓升率，在一定程度上改善了發動機的工作粗暴性。而對于汽油機或氣體燃料發動機，以低成本進行排氣處理，也是具有重要意義的。
本發明的有益效果是這種柴油機尾氣前處理裝置，把排氣過濾元件設置在只能向上開啟的排氣閥下方的氣缸蓋中，排氣過濾元件無論是用多孔陶瓷、金屬粉沫燒結的多孔材料還是用耐熱不銹鋼絲制作，都能濾除尾排氣中的大部分碳粒。由于排氣過濾元件還具有蓄熱功能，新鮮空氣在壓縮沖程進入過濾元件時，被過濾出來的碳粒就會再次參與燃燒，加上過濾元件具有足夠的流通面積，在發動機的壓縮比基本不變的情況下，既保證了發動機的性能良好，又大幅度降低了碳煙、NOx、CO和HC的排放。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
圖1是一種柴油機尾氣前處理裝置的結構圖。
圖2是圖1的A-A剖視表示分體式過濾器。
圖3是圖1的A-A剖視表示整體式過濾器。
圖4是另一種柴油機尾氣前處理裝置的結構圖。
圖中1、氣缸蓋，2、進氣閥，3、噴油器，4、排氣閥，5、多孔防護層，6、過濾器，7、中心蓋板，8、活塞，9、氣缸套，10、金屬絲過濾器。
具體實施例方式
在圖1、2、3所示的實施例中，由氣缸蓋1、活塞8和氣缸套9組成發動機的主燃燒室，在氣缸蓋1上裝有2個進氣閥2、2個排氣閥4和一個噴油器3，排氣閥4只能向上開啟。在排氣閥4的下方設有過濾器6，圖2表示分體式過濾器6。圖3表示整體式過濾器6。在過濾器6的上、下部都放有多孔防護層5，并用中孔蓋板7把過濾器6和多孔防護層5固定在氣缸蓋1內。上述的過濾器6可以用蜂窩陶瓷、泡沫陶瓷或金屬粉沫燒結的多孔材料制作；多孔防護層5可以用耐熱不銹鋼的板材或網制作，一般可以采用多層一起使用，以提高對濾芯碎裂的防護可靠牲。
圖3所示的實施例中，由氣缸蓋1、活塞8和氣缸套9組成發動機的主燃燒室，在氣缸蓋1上裝有2個進氣閥2、2個排氣閥4和一個噴油器3，排氣閥4只能向上開啟。在排氣閥4的下方設有金屬絲過濾器10，并用中孔蓋板7把金屬絲過濾器10固定在氣缸蓋1內。金屬絲過濾器10可以用耐熱不銹鋼絲壓制。
權利要求
1.一種柴油機尾氣前處理裝置，它主要有一個過濾排氣中碳粒的過濾元件，其特征是在氣缸蓋(1)內、只能向上開啟的排氣閥(4)的下方設有過濾元件。
2.據權利要求1所述的柴油機尾氣前處理裝置，其特征是上述的過濾元件是用多孔陶瓷或金屬粉沫燒結的多孔材料制作的過濾器(6)，在過濾器(6)的上部和下部各設有一個用耐熱不銹鋼制作的多孔防護層(5)，并用中孔蓋板(7)把過濾器(6)和多孔防護層(5)緊固在氣缸蓋(1)內。
3.據權利要求1所述的柴油機尾氣前處理裝置，其特征是上述的過濾元件是全用耐熱不銹鋼絲壓制的金屬絲過濾器(10)，并用中孔蓋板(7)把金屬絲過濾器(10)緊固在氣缸蓋(1)內。
全文摘要
一種柴油機尾氣前處理裝置，屬于內燃機燃燒和尾氣處理領域。這種柴油機尾氣前處理裝置，把排氣過濾元件設置在向上開啟的排氣閥下方的氣缸蓋中，其空隙構成燃燒室的一部分。排氣過濾元件無論是用多孔陶瓷、耐熱不銹鋼絲，還是用金屬粉沫燒結的多孔材料制作，都能有效濾除排氣中的大部分碳粒。由于排氣過濾元件還具有蓄熱功能，新鮮空氣和混合氣在壓縮沖程進入過濾元件時，被過濾出來的碳粒就會再次參與燃燒，提高了燃料的利用率和使過濾元件得到再生。由于過濾元件具有足夠的流通面積，在發動機的壓縮比基本不變的情況下，既保證了發動機的性能良好，又大幅度降低了碳煙、NOx、CO和HC的排放。
文檔編號F01N3/023GK1651727SQ20051004588
公開日2005年8月10日 申請日期2005年2月7日 優先權日2005年2月7日
發明者隆武強, 田江平, 馮立巖, 杜寶國, 魏勝利, 付磊 申請人:大連理工大學