催化转化装置及其废气空气混合器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种催化转化装置的废气空气混合气。本发明还涉及一种催化转化装置。
【背景技术】
[0002]内燃机的出现为人类文明和生产力的发展起到巨大的推动作用，在其出现的短短100多年时间里，内燃机和汽车工业先后经历了三次革命，每一次革命的发生都为其技术和社会发展产生了深远的影响。但由于其数量的大规模增长，造成了汽车尾气排放量的急速攀升，致使人类的生存环境遭受严峻的考验，能否解决内燃式发动机的尾气污染已成为该工业生存与否的决定条件。
[0003]在传统技术条件下，引入以汽油机的催化转化器为代表的后处理系统可以对内燃机排放起到有效的控制和改善。汽油发动机在混合燃烧时，产生一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)和水(H2O)。氧气和氮气在高温下生成氮氧化物(NOx)。此外，燃油不可能全部燃烧，因此排放物中还包括碳氢化合物(HC)。CO、HC是主要的污染物，会对人体和环境产生严重的危害。催化转化器可以将HC、CO、^,有害物质转化为CO 2、队和H 20等无害物质。
[0004]但受化学反应条件的影响，常温下催化转化器不具备催化能力，其催化剂必须加热到一定温度才具有氧化或还原的能力，通常催化转化器的起燃温度在250°C?350°C，正常工作温度一般在350°C?700°C。此外，催化转化器对废气中氧气浓度的高低也有适应性要求。为了满足后处理系统对尾气中氧浓度的最佳含量要求，在内燃机排气系统中引入了尾气氧浓度监测和调节技术，旨在通过对排气管中氧气浓度的连续监测，再通过外部装置的辅助，将确定体积的空气添加到排气管中，防止内燃机燃烧废气中氧气浓度的失衡，改善流经催化转化器的废气品质，最终实现转化效率的提升和有害排放物的降低。同时，添加的空气也可以起到对排气温度的调节，保证催化转化器的最佳工作温度。
[0005]要实现外部空气与排气管中废气的混合，该装置在结构上要存在三个独立的接口，分别实现废气和空气的流入以及混合气的流出，按照如上要求，三通管是能够实现以上物理过程的基本结构。将三通管的三个管口分别与相对应的管道连接，在发动机开始工作后，废气流和空气流沿着管道腔进入，两股气流在相遇后汇集并在管道内快速混合。在这一过程中，废气中的热量被空气吸收，空气中的氧气被废气稀释，热量和氧浓度趋于平衡。由于惯性和气体动力学的特性，气流在流出后依然能够保持扰动和混合，直至热量和浓度的完全平衡。
[0006]发动机工作时，排气管中气流的流速可以达到10m/s-50m/s，催化转化器前的管路长度一般为20mm?50mm范围内，由此可见，留给废气与空气的混合时间很短，导致采用如上所述的三通管后，废气与空气的混合效率较低，常常无法满足实际的工作要求。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种催化转化装置的废气空气混合器，该废气空气混合器能够提高废气与空气的混合效率。本发明的另一目的是提供一种催化转化装置。
[0008]为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0009]一种催化转化装置的废气空气混合器，包括:
[0010]壳体，所述壳体包括外壁和内壁，所述外壁与所述内壁之间形成空气容纳腔，所述外壁的相对两端分别具有废气入口和混合气出口，所述外壁的侧壁上具有空气入口，所述废气入口与所述混合气出口通过所述内壁内侧的混合腔相连通，所述空气入口与所述空气容纳腔相连通；
[0011]导流管束，所述导流管束包括多根导流管，所述导流管的相对两端分别固定于所述内壁的相对两侧，所述导流管上具有空气喷射口，所述导流管的内腔与所述空气容纳腔相连通，所述空气喷射口与所述混合腔连通。
[0012]优选的，上述废气空气混合器中，所述导流管束为多排，各排所述导流管束沿着自所述废气入口指向所述混合气出口的方向间隔排布，各排所述导流管束中的所述导流管互相平行，且相邻的两排所述导流管束中的导流管的延伸方向互不相同。
[0013]优选的，上述废气空气混合器中，相邻的两排所述导流管束中的导流管的延伸方向相互垂直。
[0014]优选的，上述废气空气混合器中，所述内壁上靠近所述废气入口的一侧为收口段，自所述废气入口指向所述混合气出口的方向上，所述收口段的横截面面积逐渐减小。
[0015]优选的，上述废气空气混合器中，至少一排所述导流管束设置于所述收口段上。
[0016]优选的，上述废气空气混合器中，所述内壁上靠近所述混合气出口的一侧为扩口段，自所述废气入口指向所述混合气出口的方向上，所述扩口段的横截面面积逐渐增大。
[0017]优选的，上述废气空气混合器中，至少一排所述导流管束设置于所述扩口段上。
[0018]优选的，上述废气空气混合器中:
[0019]所述空气喷射口设置于所述导流管的背风侧，所述背风侧为所述导流管上靠近所述混合气出口的一侧；
[0020]和/或，所述导流管为椭圆管，且所述导流管的长轴方向为自所述废气入口指向所述混合气出口的方向。
[0021]优选的，上述废气空气混合器中，所述空气喷射口设置于所述导流管的长轴方向上。
[0022]一种催化转化装置，包括上述任一项所述的废气空气混合器。
[0023]在上述技术方案中，本发明提供的废气空气混合器包括壳体和导流管束，该导流管束中的导流管固定于壳体的内壁的相对两侧，当废气由废气入口进入混合腔时，由于导流管的截断作用，废气流将被分割，继而形成扰动，当废气与空气混合后，两者能够更加充分地混合在一起。显然，相比于【背景技术】中所介绍的内容，本发明提供的废气空气混合器使得废气与空气的混合效率有所提升。
[0024]由于上述废气空气混合器具有上述技术效果，包含该废气空气混合器的催化转化装置也应具有相应的技术效果。
【附图说明】
[0025]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本发明实施例提供的废气空气混合器的结构示意图；
[0027]图2为图1所示结构的侧视图；
[0028]图3为图1所示结构的剖面图。
[0029]附图标记说明:
[0030]11-外壁、111-废气入口、112-混合气出口、113-空气入口、12-内壁、13-导流管、131-空气喷射口。
【具体实施方式】
[0031]为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
[0032]如图1-3所示，本发明实施例提供一种催化转化装置的废气空气混合器，其包括壳体和导流管束，其中:
[0033]壳体包括外壁11和内壁12，外壁11与内壁12之间形成空气容纳腔，外壁11的相对两端分别具有废气入口 111和混合气出口 112，外壁11的侧壁上具有空气入口 113，废气入口 111与混合气出口 112通过内壁12内侧的混合腔相连通，空气入口 113则与空气容纳腔相连通。
[0034]废气入口 111与内燃机的排气管相连接，发动机中燃烧完的废气经由排气管从废气入口 111流入混合腔中。空气入口 113与空气输送管相连接，经增压装置压缩的空气从空气入口 113进入空气容纳腔。混合气出口 112与催化转化器相连接，废气与空气混合均匀后经由混合气出口 112流入催化转化器。
[0035]壳体上设置废气入口 111和混合气出口 112的位置均布置有法兰连接盘，该法兰连接盘上具有多个螺栓连接孔，该螺栓连接孔用于与发动机上的管路进行安装和固定。空气入口 113处可以设置法兰结构，也可以用焊接等形式与空气输送管连接。
[0036]导流管束包括多根导流管13，该导流管13的相对两端分别固定于内壁12的相对两侧，导流管13上具有空气喷射口 131，导流管13的内腔与空气容纳腔相连通，空气喷射口 131与混合腔连通。空气喷射口 131可设置为多个，其在导流管13上的位置可以灵活选择。另外，导流管13的数量也可根据需求选择，而各导流管13的延伸方向可互不相同，其在内壁12上的固定位置可以是无规则形式。
[0037]采用上述废气空气混合气后，发动机中生成的废气流经排气管，布置在排气管中的传感器对废气状态和参数进行测量，并将信号传至电子控制系统进行处理和计算，用以确定需要添加和混入的空气流量。通过辅助的控制机构，空气入口 113上游的阀门打开，使得空气流