[發(fā)明專利]一種柴油機排氣凈化處理裝置與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110345534.8
• 申請日: 2021-03-27
• 公開（公告）號: CN112901312B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設計）人: 王武林;丁傳安;唐明軍;王波
• 申請（專利權）人: 揚州工業(yè)職業(yè)技術學院
• 主分類號: F01N1/02
• 分類號: F01N1/02;F01N1/08;F01N3/022;F01N3/025;F01N3/035;F01N3/20;F01N3/28;F01N11/00;F01N13/00;F01N13/08
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本發(fā)明公開了一種柴油機排氣凈化處理裝置與方法，包括催化轉化段殼體、催化氧化劑載體、凈化消聲段殼體、微粒過濾芯、共振腔、穿孔進氣管、排氣匯集管、ECU控制系統(tǒng)、進出口壓力傳感器、燃油噴射器，能將尾氣的催化轉化、微粒捕集和消聲降噪功能集于一體，采用徑向流過濾芯實現(xiàn)微粒捕集，有利于降低過濾阻力；在柴油機正常工況下，通過催化氧化與微粒捕集的結構組合，微粒捕集與再生同時進行，實現(xiàn)連續(xù)再生；在長期低負荷運行工況下，燃油噴射輔助系統(tǒng)啟動，仍保證微粒捕集和再生功能的正常運行。利用穿孔進氣管、共振腔、多孔陶瓷的消聲功能等設計，能有效消除低、中頻噪聲。裝置具有結構緊湊、微粒捕集效率高、再生過程安全可靠等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明主要涉及柴油機排氣的后處理問題，包括尾氣中有害氣體凈化、微粒物捕集及噪聲的控制，具體涉及一種能將柴油機排氣微粒捕集與消聲降噪功能相結合，并具備在微粒捕集同時，可完成微粒的連續(xù)再生功能的處理裝置，屬于柴油機排氣凈化與降噪技術領域。

背景技術

柴油機尾氣中有害氣體及微粒物排放和排氣噪聲，帶來嚴重的環(huán)境污染問題并危害人類健康，排氣后處理技術一直是機動車排放控制技術領域研究的熱點。現(xiàn)有技術中，柴油機尾氣處理與降噪都是分別安裝尾氣凈化裝置和消聲器，造成后處理系統(tǒng)結構復雜、使用成本高；安裝微粒捕集器是控制微粒排放有效技術手段，但隨著捕集過程進行和捕集顆粒數(shù)量增多，微粒再生方法的研究更為重要。現(xiàn)有微粒捕集器的再生有微波加熱再生、噴油助燃再生、電加熱再生等技術。上述方法存在再生與微粒捕集難以同步進行以及微波易泄露、耗電功率大、控制系統(tǒng)結構復雜等問題，且不能實現(xiàn)微粒的連續(xù)再生。另外，常用過濾方法均采用排氣軸向流入過濾體及壁流式繞流的流道設計(如中國專利201521101329.3“一種微波加熱再生型柴油機顆粒捕集器”)，該方法問題是需增加過濾體直徑以減少流動阻力；又如吁璇的“柴油機噴油助燃再生微粒捕集器的設計與數(shù)值研究”，微粒再生時，排氣通過轉換閥在旁通管和微粒捕集器之間切換，存在旁通排氣微粒直接排放的問題。與上述技術相比較，氧化催化器和顆粒捕集器組成的連續(xù)再生系統(tǒng)更具有技術優(yōu)勢。

發(fā)明內容

本發(fā)明是克服現(xiàn)有發(fā)動機排氣后處理系統(tǒng)中尾氣凈化與降噪裝置單獨設置，造成系統(tǒng)結構復雜、且微粒捕集和再生存在較多技術障礙的缺陷，通過本發(fā)明所設計的結構，將尾氣的催化轉化、排氣的消聲降噪和微粒物的捕集與再生等功能進行有效組合，且能實現(xiàn)連續(xù)再生的技術效果。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種柴油機排氣凈化處理裝置與方法，用于柴油機排氣系統(tǒng)中，安裝在廢氣流過包括排氣系統(tǒng)和環(huán)境之間的開口的排氣系統(tǒng)對應的尾管之前。優(yōu)選地，該裝置是裝配狀態(tài)下水平排列設置，包括排氣進口管、過渡連接管、催化轉化段殼體、催化氧化劑載體、凈化消聲段殼體、微粒過濾芯、共振腔、穿孔進氣管、排氣匯集管、ECU控制系統(tǒng)、進口壓力傳感器、出口壓力傳感器、燃油噴射器。

進一步地，裝置左側連接有橫截面為圓形的排氣進口管，排氣進口管與過渡連接管的左端相連接；過渡連接管為橫截面面積自左向右逐漸增大的錐形結構，過渡連接管的右端與催化轉化段殼體的進口段連接，所述催化轉化段殼體內部固定有圓柱狀的催化氧化劑載體，載體以堇青石為材質，內部組成為一種網(wǎng)狀結構并含有若干全通式孔道，全通式孔道均為并列布置，且各孔道橫截面均為正方形，形狀和大小均相同；孔道內部涂覆著催化劑。

所述凈化消聲段殼體的進口通過連接法蘭與催化轉化段殼體的出口相連接，凈化消聲段殼體內部分別安裝有具有顆粒捕集功能的微粒過濾芯和穿孔進氣管，所述微粒過濾芯為圓環(huán)狀結構，微粒過濾芯安裝在圓柱形支撐架上，所述圓柱形支撐架兩端分別與凈化器左側端板和凈化器右側端板固定連接，凈化器左側端板和凈化器右側端板又分別與凈化消聲段殼體固定連接；所述圓柱形支撐架上均勻分布支撐架小孔以便于氣流通過；所述微粒過濾芯采用蜂窩狀陶瓷材料用做過濾材料。

所述穿孔進氣管位于微粒過濾芯內部空間的中間，所述穿孔進氣管的左端與喇叭形進口連接，喇叭形進口大端朝向催化轉化段殼體出口，穿孔進氣管的右端與共振腔相通；穿孔進氣管兩端分別與凈化器左側端板和凈化器右側端板固定連接。穿孔進氣管在過濾芯內部這部分管段上，均勻開有穿孔進氣管小孔，小孔直徑為8mm。