一種發動機尾氣凈化及消音裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]伴隨汽車的大規模普及，在給人們生活帶來很大便利的同時，汽車尾氣對大氣環境的污染日益嚴重，并且汽車引起的噪音污染也不斷增加，給人們的身心健康帶來了嚴重的損害，如何減少尾氣污染及噪音污染已成為人們面臨的一個嚴重的問題和挑戰。
【背景技術】
[0002]對于汽油發動機來說，傳統的發動機尾氣凈化及消音方法是通過在發動機排氣管安裝三元催化裝置及消音器的方法。三元催化裝置通過濾芯表面的催化劑涂層分解發動機尾氣中的氮氧化物、碳氫化合物、一氧化碳等污染物，消音器是通過隔板改變尾氣方向、設置緩沖腔體的方式來降低噪音。
[0003]對于柴油發動機來說，由于污染問題更為嚴重，一種技術是采用EGR(廢氣再循環技術)及DPF (柴油污染物顆粒過濾)技術來控制污染物排放；另一種技術是采用尿素溶液噴灑技術，利用氨加熱分解為氮氣和氫氣，利用氫氣的還原特性來控制氮氧化物的排放，消音器則和汽油發動機采用相同的結構。
[0004]對于對于汽油發動機，三元催化裝置對于汽油的品質要求比較高，很容易受到污染而降低效能或失效，對于油品中的重金屬等有害物質的凈化效果并不顯著，尤其對于PM(顆粒物)污染，凈化效果很差。消音器內金屬隔板與消音器金屬外殼采用焊接工藝形成剛性連接，并不能有效消除發動機尾氣沖擊而產生的震動，因而，消音效果并不顯著，另一種發動機排氣管消音器結構是在排氣管一段長度上徑向加工多個小孔，小孔外部包裹吸音棉，吸音棉外部用金屬薄板腔體封閉，此種結構能吸收一定量的尾氣沖擊和震動，但由于排氣管中間是暢通的，排氣阻力最小，因此，消音效果很有限。
[0005]對于柴油發動機，由于EGR系統向燃燒室排入部分尾氣降低燃燒溫度以實現氮氧化物的減排，直接導致燃料的不完全燃燒，不僅降低燃油效率，而且會釋放出大量碳粉顆粒，利用DPF系統過濾這些碳粉顆粒時，會導致碳粉顆粒積聚，因而需要額外的燃油噴射及點火系統來燒掉這些碳粉，不僅成本高，同樣也造成燃料浪費，對于PM污染物控制收效甚微。對于尿素溶液噴灑技術，由于需要增加尿素溶液貯存裝置，并且要定期補充尿素溶液，不僅增加用車成本，也帶來很多不便，對于PM污染物控制幾乎沒有效果。
[0006]綜上所述，現有尾氣凈化技術不僅成本高，可靠性差，燃油經濟性低，而且對于PM污染物及噪音控制，效果都非常有限。
【發明內容】
[0007]本發明專利即是為了解決上述問題而提出的一種解決方案。
[0008]本發明專利安裝于發動機排氣管前段三元催化器的位置，由一端帶活套法蘭、另一端帶固定法蘭的前、后腔體、順序裝入腔體的前海綿銅、濾罐、后海綿銅組成，前、后腔體通過配對法蘭法蘭孔中的螺栓和螺母連接，配對法蘭之間有密封墊圈實現密封，通過前、后腔體兩端的活套法蘭與發動機排氣管體的配對的固定法蘭利用螺栓和螺母緊固，實現與發動機排氣管體的連接。濾罐由罐體、罐蓋及裝在罐體內的交替疊加排列的巖棉層及活性炭層組成，罐體底部及罐蓋分布有多個通氣孔，海綿銅表面涂覆有三元催化劑涂層，尾氣通過海綿銅的空隙時，三元催化劑會分解尾氣中氮氧化物、碳氫化合物、一氧化碳等污染氣體，起到三元催化器的作用，同時具有將尾氣氣流通過細小空隙轉化為微氣體紊流，起到降低噪音、散熱、吸收發動機尾氣沖擊引發的震動的效果；后海綿銅不僅具有和前海綿銅同樣的作用，還具有將由發動機震動導致的活性炭破碎產生的顆粒攔截在其中的功能，防止二次污染；濾芯罐體及濾芯罐蓋及與活性炭層交錯排列的巖棉層是為了保護中間的活性炭顆粒免受發動機震動的沖擊而破損，同時，方便濾罐更換。通過活性炭優良的過濾及吸附性能，過濾及吸附發動機尾氣中有害的重金屬氧化物、硫化物、燃料不完全燃燒導致的碳粉顆粒、燃油殘余等；由于活性炭巨大的表面積，可有效分散和吸收尾氣氣流的沖擊，因此，也有顯著的消音效果。更重要的是，尾氣的高溫、缺氧環境會激發活性炭的還原化學性能，尾氣中的氮氧化物可直接與活性炭中的碳元素反應，生成無害的氮氣和二氧化碳，而尾氣中的高溫水蒸氣和二氧化碳氣體及少量氧氣會持續不斷地活化活性炭顆粒，使其保持良好的性能，碳顆粒活化過程中會釋放氫氣和一氧化碳，對于尾氣中的氮氧化物同樣具有良好的還原效果，在此過程中消耗的碳也會得到尾氣中碳顆粒被活性炭吸附后形成的持續補充，形成了良好的正反饋機制，有效延長了濾罐的壽命，提高了尾氣凈化效果。通過對活性炭顆粒進行鋅鹽浸泡處理，可有效提高其分解氮氧化物的能力，通過對活性炭顆粒加工過程中添加硅藻土或氧化鋁成分，可有效提高其強度及燃點。當使用一定時間后，濾罐活性炭凈化及吸附能力達到極限，可通過拆卸前、后腔體連接法蘭孔中的螺栓和螺母，更換成新濾罐，同時，可清洗、檢查前、后海綿銅，使其保持良好的狀態。濾罐可回收，經專業處理后用作其他用途。
【附圖說明】
[0009]附圖1:整體結構圖
[0010](I)、前活套法蘭，材質為碳鋼或不銹鋼；(2)連接螺栓及螺母，材質為碳鋼或不銹鋼；(3)前腔體，材質為碳鋼或不銹鋼；(4)前海綿銅，材質為銅；(5)濾罐，詳細說明見附圖2 ;(6)后腔體，材質為碳鋼或不銹鋼；(7)后活套法蘭，材質為碳鋼或不銹鋼；(8)連接螺栓及螺母，材質為碳鋼或不銹鋼；(9)后海綿銅，材質為銅；(10)連接螺栓及螺母，材質為碳鋼或不銹鋼；(11)密封墊圈，材質為巖棉。
[0011]附圖2:濾罐結構圖
[0012](I)、濾罐罐蓋，材質為碳鋼或不銹鋼；分布有多個小通氣孔；(2)濾罐罐體，材質為碳鋼或不銹鋼，底部分布有多個小通氣孔；(3)巖棉層，材質為巖棉；(4)活性炭顆粒層，材質為活性炭。
【具體實施方式】
[0013]下面結合說明書附圖及實施例進行詳細說明。
[0014]參照說明書附圖1及附圖2，本發明專利由前活套法蘭(附圖1(1))安裝在前腔體(附圖1(3))左端，在前腔體(附圖1(3))與后腔體(附圖1(6))之間組合成的空腔內，依次安裝有前海綿銅(附圖1 (4))、濾罐(附圖1 (5))、后海綿銅(附圖1(9));前腔體(附圖1(3))與后腔體(附圖1(6))通過連接螺栓及螺母(附圖1(10))實現緊固及連接，并且通過密封墊圈(附圖1 (11))實現密封，后活套法蘭(附圖1 (7))安裝在后腔體(附圖1 (6))右端，前活套法蘭(附圖1 (I))及后活套法蘭(附圖1 (7))通過連接螺栓及螺母(附圖1 (2))及連接螺栓及螺母(附圖1 (8))實現與發動機排氣管體配對法蘭的連接。參照附圖2，濾罐(附圖1(5))由向濾罐罐體(附圖2(2))中交替疊加裝入多層巖棉層(附圖2(3))、活性炭顆粒層(附圖2 (4))，通過濾罐罐蓋(附圖2 (I))固定；在濾罐罐蓋(附圖2(1))及濾罐罐體(附圖2(2))底部加工多個通氣孔，以保障尾氣排放通暢。前海綿銅(附圖1(4))及后海綿銅(附圖1 (9))表面涂覆有三元催化劑涂層，以實現對于尾氣中氮氧化物、碳氫化合物及一氧化碳等污染物的凈化；活性炭顆粒層(附圖2(4))中的活性炭顆粒經過鋅鹽浸泡處理，以提高其分解氮氧化物性能，并且在活性炭顆粒制造過程中添加硅藻土或氧化鋁成分，以提高其強度及燃點。當發動機運行一定時間或車輛行駛一定里程后，濾罐(附圖1 (5))的尾氣凈化及吸附能力達到極限，可通過拆卸前腔體(附圖1(3))與后腔體(附圖1(6))之間的連接螺栓及螺母(附圖1(10))，更換新濾罐(附圖1(5))，同時，可以對前海綿銅(附圖1 (4))及后海綿銅(附圖1 (9))進行清洗，以保持其良好性能；被更換的失效濾罐(附圖1(5))可由專業機構回收處理。
【主權項】
1.一種發動機尾氣凈化及消音裝置，其特征是:由一端帶活套法蘭、另一端帶固定法蘭的前腔體、后腔體、順序裝入腔體的前海綿銅、濾罐、后海綿銅組成，前腔體、后腔體通過配對法蘭法蘭孔中的螺栓和螺母連接，配對法蘭之間有密封墊圈實現密封，通過前腔體、后腔體兩端的活套法蘭與發動機排氣管體的配對的固定法蘭利用螺栓和螺母緊固，實現與發動機排氣管體的連接，濾罐由罐體、罐蓋及裝在罐體內的交替疊加排列的巖棉層及活性炭層組成，罐體底部及罐蓋分布有多個通氣孔。2.如權利要求1所述的一種發動機尾氣凈化及消音裝置，其特征是:前海綿銅、后海綿銅表面涂覆有三元催化劑涂層。3.如權利要求1所述的一種發動機尾氣凈化及消音裝置，其特征是:對活性炭顆粒進行鋅鹽浸泡處理。4.如權利要求1所述的一種發動機尾氣凈化及消音裝置，其特征是:在活性炭顆粒加工過程中添加硅藻土或氧化鋁成分。
【專利摘要】一種發動機尾氣凈化及消音裝置，本發明由一端帶活套法蘭、另一端帶固定法蘭的前、后腔體、順序裝入腔體的前海綿銅、濾罐、后海綿銅組成，前、后腔體通過配對法蘭螺栓孔中的螺栓和螺母連接，配對法蘭之間有密封墊圈實現密封，通過前、后腔體兩端的活套法蘭與排氣管體的配對的固定法蘭利用螺栓和螺母緊固，實現與排氣管體的連接。濾罐由罐體、罐蓋及裝在罐體內的交替疊加排列的巖棉層及活性炭層組成，罐體底部及罐蓋分布有多個通氣孔，海綿銅表面涂覆有三元催化劑涂層，使其發揮三元催化器的作用，同時起到降低噪音效果；通過活性炭優良的過濾、吸附及高溫還原化學性能，可有效吸附發動機尾氣中PM污染物、燃油殘余等，有效分解氮氧化物，吸收尾氣氣流沖擊，有顯著的消音效果。
【IPC分類】F01N3/08, F01N3/035
【公開號】CN105587381
【申請號】CN201510679053
【發明人】李建坤
【申請人】李建坤
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年10月11日