[實用新型]具有凈化功能的柴油機排氣消聲裝置

無效

• 申請號: 200720020395.7
• 申請日: 2007-04-07
• 公開（公告）號: CN201025097Y
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發明（設計）人: 梁桂航;于京諾;楊占鵬;王亮申;李棟
• 申請（專利權）人: 魯東大學
• 主分類號: F01N3/00
• 分類號: F01N3/00;F01N9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本實用新型涉及一種具有凈化功能的柴油機排氣消聲裝置，屬于柴油機排氣處理裝置技術領域。

二、背景技術

柴油機排氣噪音是發動機噪音的一部分，主要包括消聲器支撐架及排氣管道震動輻射出的噪音以及排氣口出來的排氣噪音。一方面，排氣噪音起源于振動，振動能夠引起某些部件的早期疲勞損壞，從而降低汽車的使用壽命；另一方面過高的噪聲能損害駕駛員的聽力，會使駕駛員迅速疲勞，從而對汽車行駛安全性構成了極大的威脅，同時，排氣噪音嚴重地污染著城市環境，影響著人們的生活、工作和健康。因此對于噪聲的控制，不僅關系到乘坐舒適性、耐久性和安全性，而且還關系到環境保護。

柴油車排放的污染物及其在大氣中二次反應生成的污染物對人體健康和生態環境會造成不良影響。柴油機排氣中的顆粒是一種可吸入顆粒物，可導致肺癌的發生。研究表明，柴油機排氣中的顆粒的致癌性要比汽油機排放的苯高9倍。因此，世界各國對柴油機顆粒排放的控制都非常重視。柴油車排氣凈化主要包括機內凈化技術(如提高噴油壓力、采用排氣再循環(EGR)等)，以及機外凈化技術(如NOx后處理技術、微粒(PM)后處理技術等)。隨著經濟、技術水平的提高，我國不斷嚴格柴油車污染物排放控制的要求，逐步降低柴油車污染物的排放水平，保護人體健康和生態環境。

目前柴油機排氣降噪所使用的阻性消聲器利用多孔吸聲的方式布置在管道內，當氣流噪聲通過管道時，將聲能轉化為熱能，達到消聲的目的，可以在較寬的頻率范圍有較好的消聲效果；抗性消音器利用各種不同形狀的管道和共振腔進行適當的組合，使沿通道傳播的聲能造成阻抗失配；阻抗失配使部分聲能向聲源反射或在空腔內來回運動，阻礙部分聲能通過消聲器向外發散，抗性消聲器的性能和消聲器的結構形狀有關，它的選擇性較強，適用于窄帶噪聲和低中頻率噪聲；阻抗復合式消聲器是將阻、抗性消聲器兩者組合起來，可以獲得低、中、高頻率范圍的消聲效果。

柴油機顆粒排放控制的方法是高活性催化劑催化法和過濾法。但催化法使用的裝置價格昂貴，使用壽命短。過濾法是以陶瓷濾體濾除顆粒的方法，主要優點是巨大的接觸表面積和很高的顆粒收集儲存能力。顆粒收集器在工作時，尾氣中的顆粒被過濾器捕捉并儲存起來，隨著過濾的顆粒的增多，過濾器將逐漸堵塞。當聚集的顆粒達到一定程度時，加熱器產生的高溫使這些顆粒充分燃燒，從而達到去除這些顆粒的目的，同時過濾器也實現了再生的過程。過濾法去除顆粒的效率高，但發動機排氣背壓高，降低了發動機的動力性和經濟性。

三、發明內容

本實用新型的目的在于提供一種能夠解決現有柴油車噪音污染、排放的顆粒污染環境問題，可以獲得低、中、高頻率范圍的消聲效果，具有凈化功能的柴油機排氣消聲裝置。

具有凈化功能的柴油機排氣消聲裝置，主要包括依序串聯的四級消聲裝置，第一級消聲裝置同時為離心靜電碳煙顆粒收集裝置，離心靜電碳煙顆粒收集裝置下部固定連接有顆粒燃燒裝置，顆粒燃燒裝置由顆粒燃燒控制裝置控制連接。

串聯四級消聲裝置的第一級是顆粒收集裝置，同時也是消聲裝置的第一級，其進風口8直接連接發動機的排氣管，包括同軸的出氣內筒1與封閉外筒2，出氣內筒1與封閉外筒2之間由陶瓷7絕緣，出氣內筒1上均勻分布有芒刺起暈電極3、與高壓電源正極相連，封閉外筒2作為靜電吸附負極、與高壓電源負極相連，離心靜電碳煙顆粒收集裝置依靠離心力和靜電吸附兩種方式清除排氣中的碳粒；顆粒收集裝置封閉外筒2的進風口8切向連通封閉外筒2，柴油機排氣流切向進入顆粒收集裝置并產生強烈旋轉，排氣中較大的顆粒在離心力的作用下從氣固兩相流中分離出來并被甩在顆粒收集裝置外筒2的內壁上，顆粒收集裝置的出氣內筒1與外筒2之間施加高壓的直流電壓，出氣內筒上的芒刺產生電暈放電，在顆粒收集裝置內的下旋氣流的沖刷下，甩在外筒內壁上的顆粒以及吸附在外筒內壁上的顆粒被收集在顆粒燃燒裝置內，凈化以后的氣體形成上升氣流，并通過出氣內筒排出。

第一級消聲裝置的出風口依序與后面的三級消聲裝置連接，柴油機廢氣經過顆粒收集裝置的凈化以及四級消聲裝置降低噪聲后排入大氣，通過優化排氣消聲裝置的內部結構，根據消聲裝置的容積、形狀、排氣管徑、排氣尾管長度等參數進行設計，消聲裝置設計為擴張式，每一級擴張室腔內都加入規定尺寸的內插管，目的為了消除通過頻率；通過調整每一級擴張室長度，分別消除排氣噪聲的某一主要峰值頻率，改善消聲性能，從而整體上降低了氣流阻力，減少了發動機功率損失。