一种发动机尾气净化及消音装置的制造方法
【技术领域】
[0001]伴随汽车的大规模普及，在给人们生活带来很大便利的同时，汽车尾气对大气环境的污染日益严重，并且汽车引起的噪音污染也不断增加，给人们的身心健康带来了严重的损害，如何减少尾气污染及噪音污染已成为人们面临的一个严重的问题和挑战。
【背景技术】
[0002]对于汽油发动机来说，传统的发动机尾气净化及消音方法是通过在发动机排气管安装三元催化装置及消音器的方法。三元催化装置通过滤芯表面的催化剂涂层分解发动机尾气中的氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳等污染物，消音器是通过隔板改变尾气方向、设置缓冲腔体的方式来降低噪音。
[0003]对于柴油发动机来说，由于污染问题更为严重，一种技术是采用EGR(废气再循环技术)及DPF (柴油污染物颗粒过滤)技术来控制污染物排放；另一种技术是采用尿素溶液喷洒技术，利用氨加热分解为氮气和氢气，利用氢气的还原特性来控制氮氧化物的排放，消音器则和汽油发动机采用相同的结构。
[0004]对于对于汽油发动机，三元催化装置对于汽油的品质要求比较高，很容易受到污染而降低效能或失效，对于油品中的重金属等有害物质的净化效果并不显著，尤其对于PM(颗粒物)污染，净化效果很差。消音器内金属隔板与消音器金属外壳采用焊接工艺形成刚性连接，并不能有效消除发动机尾气冲击而产生的震动，因而，消音效果并不显著，另一种发动机排气管消音器结构是在排气管一段长度上径向加工多个小孔，小孔外部包裹吸音棉，吸音棉外部用金属薄板腔体封闭，此种结构能吸收一定量的尾气冲击和震动，但由于排气管中间是畅通的，排气阻力最小，因此，消音效果很有限。
[0005]对于柴油发动机，由于EGR系统向燃烧室排入部分尾气降低燃烧温度以实现氮氧化物的减排，直接导致燃料的不完全燃烧，不仅降低燃油效率，而且会释放出大量碳粉颗粒，利用DPF系统过滤这些碳粉颗粒时，会导致碳粉颗粒积聚，因而需要额外的燃油喷射及点火系统来烧掉这些碳粉，不仅成本高，同样也造成燃料浪费，对于PM污染物控制收效甚微。对于尿素溶液喷洒技术，由于需要增加尿素溶液贮存装置，并且要定期补充尿素溶液，不仅增加用车成本，也带来很多不便，对于PM污染物控制几乎没有效果。
[0006]综上所述，现有尾气净化技术不仅成本高，可靠性差，燃油经济性低，而且对于PM污染物及噪音控制，效果都非常有限。
【发明内容】
[0007]本发明专利即是为了解决上述问题而提出的一种解决方案。
[0008]本发明专利安装于发动机排气管前段三元催化器的位置，由一端带活套法兰、另一端带固定法兰的前、后腔体、顺序装入腔体的前海绵铜、滤罐、后海绵铜组成，前、后腔体通过配对法兰法兰孔中的螺栓和螺母连接，配对法兰之间有密封垫圈实现密封，通过前、后腔体两端的活套法兰与发动机排气管体的配对的固定法兰利用螺栓和螺母紧固，实现与发动机排气管体的连接。滤罐由罐体、罐盖及装在罐体内的交替叠加排列的岩棉层及活性炭层组成，罐体底部及罐盖分布有多个通气孔，海绵铜表面涂覆有三元催化剂涂层，尾气通过海绵铜的空隙时，三元催化剂会分解尾气中氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳等污染气体，起到三元催化器的作用，同时具有将尾气气流通过细小空隙转化为微气体紊流，起到降低噪音、散热、吸收发动机尾气冲击引发的震动的效果；后海绵铜不仅具有和前海绵铜同样的作用，还具有将由发动机震动导致的活性炭破碎产生的颗粒拦截在其中的功能，防止二次污染；滤芯罐体及滤芯罐盖及与活性炭层交错排列的岩棉层是为了保护中间的活性炭颗粒免受发动机震动的冲击而破损，同时，方便滤罐更换。通过活性炭优良的过滤及吸附性能，过滤及吸附发动机尾气中有害的重金属氧化物、硫化物、燃料不完全燃烧导致的碳粉颗粒、燃油残余等；由于活性炭巨大的表面积，可有效分散和吸收尾气气流的冲击，因此，也有显著的消音效果。更重要的是，尾气的高温、缺氧环境会激发活性炭的还原化学性能，尾气中的氮氧化物可直接与活性炭中的碳元素反应，生成无害的氮气和二氧化碳，而尾气中的高温水蒸气和二氧化碳气体及少量氧气会持续不断地活化活性炭颗粒，使其保持良好的性能，碳颗粒活化过程中会释放氢气和一氧化碳，对于尾气中的氮氧化物同样具有良好的还原效果，在此过程中消耗的碳也会得到尾气中碳颗粒被活性炭吸附后形成的持续补充，形成了良好的正反馈机制，有效延长了滤罐的寿命，提高了尾气净化效果。通过对活性炭颗粒进行锌盐浸泡处理，可有效提高其分解氮氧化物的能力，通过对活性炭颗粒加工过程中添加硅藻土或氧化铝成分，可有效提高其强度及燃点。当使用一定时间后，滤罐活性炭净化及吸附能力达到极限，可通过拆卸前、后腔体连接法兰孔中的螺栓和螺母，更换成新滤罐，同时，可清洗、检查前、后海绵铜，使其保持良好的状态。滤罐可回收，经专业处理后用作其他用途。
【附图说明】
[0009]附图1:整体结构图
[0010](I)、前活套法兰，材质为碳钢或不锈钢；(2)连接螺栓及螺母，材质为碳钢或不锈钢；(3)前腔体，材质为碳钢或不锈钢；(4)前海绵铜，材质为铜；(5)滤罐，详细说明见附图2 ;(6)后腔体，材质为碳钢或不锈钢；(7)后活套法兰，材质为碳钢或不锈钢；(8)连接螺栓及螺母，材质为碳钢或不锈钢；(9)后海绵铜，材质为铜；(10)连接螺栓及螺母，材质为碳钢或不锈钢；(11)密封垫圈，材质为岩棉。
[0011]附图2:滤罐结构图
[0012](I)、滤罐罐盖，材质为碳钢或不锈钢；分布有多个小通气孔；(2)滤罐罐体，材质为碳钢或不锈钢，底部分布有多个小通气孔；(3)岩棉层，材质为岩棉；(4)活性炭颗粒层，材质为活性炭。
【具体实施方式】
[0013]下面结合说明书附图及实施例进行详细说明。
[0014]参照说明书附图1及附图2，本发明专利由前活套法兰(附图1(1))安装在前腔体(附图1(3))左端，在前腔体(附图1(3))与后腔体(附图1(6))之间组合成的空腔内，依次安装有前海绵铜(附图1 (4))、滤罐(附图1 (5))、后海绵铜(附图1(9));前腔体(附图1(3))与后腔体(附图1(6))通过连接螺栓及螺母(附图1(10))实现紧固及连接，并且通过密封垫圈(附图1 (11))实现密封，后活套法兰(附图1 (7))安装在后腔体(附图1 (6))右端，前活套法兰(附图1 (I))及后活套法兰(附图1 (7))通过连接螺栓及螺母(附图1 (2))及连接螺栓及螺母(附图1 (8))实现与发动机排气管体配对法兰的连接。参照附图2，滤罐(附图1(5))由向滤罐罐体(附图2(2))中交替叠加装入多层岩棉层(附图2(3))、活性炭颗粒层(附图2 (4))，通过滤罐罐盖(附图2 (I))固定；在滤罐罐盖(附图2(1))及滤罐罐体(附图2(2))底部加工多个通气孔，以保障尾气排放通畅。前海绵铜(附图1(4))及后海绵铜(附图1 (9))表面涂覆有三元催化剂涂层，以实现对于尾气中氮氧化物、碳氢化合物及一氧化碳等污染物的净化；活性炭颗粒层(附图2(4))中的活性炭颗粒经过锌盐浸泡处理，以提高其分解氮氧化物性能，并且在活性炭颗粒制造过程中添加硅藻土或氧化铝成分，以提高其强度及燃点。当发动机运行一定时间或车辆行驶一定里程后，滤罐(附图1 (5))的尾气净化及吸附能力达到极限，可通过拆卸前腔体(附图1(3))与后腔体(附图1(6))之间的连接螺栓及螺母(附图1(10))，更换新滤罐(附图1(5))，同时，可以对前海绵铜(附图1 (4))及后海绵铜(附图1 (9))进行清洗，以保持其良好性能；被更换的失效滤罐(附图1(5))可由专业机构回收处理。
【主权项】
1.一种发动机尾气净化及消音装置，其特征是:由一端带活套法兰、另一端带固定法兰的前腔体、后腔体、顺序装入腔体的前海绵铜、滤罐、后海绵铜组成，前腔体、后腔体通过配对法兰法兰孔中的螺栓和螺母连接，配对法兰之间有密封垫圈实现密封，通过前腔体、后腔体两端的活套法兰与发动机排气管体的配对的固定法兰利用螺栓和螺母紧固，实现与发动机排气管体的连接，滤罐由罐体、罐盖及装在罐体内的交替叠加排列的岩棉层及活性炭层组成，罐体底部及罐盖分布有多个通气孔。2.如权利要求1所述的一种发动机尾气净化及消音装置，其特征是:前海绵铜、后海绵铜表面涂覆有三元催化剂涂层。3.如权利要求1所述的一种发动机尾气净化及消音装置，其特征是:对活性炭颗粒进行锌盐浸泡处理。4.如权利要求1所述的一种发动机尾气净化及消音装置，其特征是:在活性炭颗粒加工过程中添加硅藻土或氧化铝成分。
【专利摘要】一种发动机尾气净化及消音装置，本发明由一端带活套法兰、另一端带固定法兰的前、后腔体、顺序装入腔体的前海绵铜、滤罐、后海绵铜组成，前、后腔体通过配对法兰螺栓孔中的螺栓和螺母连接，配对法兰之间有密封垫圈实现密封，通过前、后腔体两端的活套法兰与排气管体的配对的固定法兰利用螺栓和螺母紧固，实现与排气管体的连接。滤罐由罐体、罐盖及装在罐体内的交替叠加排列的岩棉层及活性炭层组成，罐体底部及罐盖分布有多个通气孔，海绵铜表面涂覆有三元催化剂涂层，使其发挥三元催化器的作用，同时起到降低噪音效果；通过活性炭优良的过滤、吸附及高温还原化学性能，可有效吸附发动机尾气中PM污染物、燃油残余等，有效分解氮氧化物，吸收尾气气流冲击，有显著的消音效果。
【IPC分类】F01N3/08, F01N3/035
【公开号】CN105587381
【申请号】CN201510679053
【发明人】李建坤
【申请人】李建坤
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年10月11日