CN111878196A - 一种内燃机车排气*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内燃机车排气***，包括：用于将尿素溶液与尾气混合的混合器，混合器连接有尿素喷射装置，尿素喷射装置由控制器控制，并由机车气源驱动；用于降低发动机排气噪音、并使尿素溶液与尾气中氮氧化物在其中发生反应的消音器；用于处理尾气中颗粒物的过滤器；混合器、消音器和过滤器依次与排气管路连接，尿素喷射装置将尿素溶液喷射至混合器内，内燃机排出的尾气在混合器中与尿素溶液混合、反应，并依次通过消音器和过滤器。本发明公开的内燃机车排气***，通过尿素溶液与尾气混合，使尿素与尾气中氮氧化物发生反应，减少氮氧化物对大气的污染，同时过滤尾气中的颗粒污染物，使排放的尾气达到更高的环保要求。

Description

一种内燃机车排气***
技术领域
本发明涉及内燃机车尾气处理领域，尤其涉及一种内燃机车排气***。
背景技术
随着人们对环保认识的逐渐提高，内燃机排放标准也随之提高。国内外专家普遍认为，仅仅通过优化燃烧等机内控制措施很难满足欧ⅢB、欧V排放标准的要求，如何减少尾气排放中的氮氧化物，以及减少固体颗粒物，成为业内需要面对的问题。
发明内容
本发明提供一种内燃机车排气***，以克服上述问题。
一种内燃机车排气***，包括：
用于将尿素溶液与尾气混合的混合器，所述混合器连接有尿素喷射装置，所述尿素喷射装置由控制器控制，并由机车气源驱动；
用于降低内燃机排气噪音、并使尿素溶液与尾气中氮氧化物在其中发生反应的消音器；
用于过滤尾气中颗粒物的过滤器；
用于固定所述混合器和消音器的安装支架；
所述内燃机侧面具有排气口，所述混合器与所述排气口相连，所述安装支架包括设于所述内燃机两侧的立柱和设于所述立柱顶部的横梁，所述横梁将所述消音器固定在所述内燃机上方，所述立柱上设有托板，所述托板将所述混合器固定在所述内燃机的侧面，所述混合器和所述消音器通过连接管连接，所述连接管改变尾气的排气方向；
所述尿素喷射装置将尿素溶液喷射至所述混合器内，尾气从所述内燃机排出，进入所述混合器中与尿素溶液混合，并依次通过所述消音器和过滤器。
进一步地，所述立柱包括两个第一立柱和两个第二立柱，两个所述第一立柱之间的距离大于两个所述第二立柱之间的距离，所述托板包括第一托板和第二托板，所述第一立柱包括两个第一支撑件，所述第一支撑件之间设有所述第一托板，所述第二立柱包括一个第二支撑件，所述第二支撑件外侧设有所述第二托板，所述第一托板靠近所述内燃机的排气口。
进一步地，所述连接管包括两个弯曲部，每个弯曲部使尾气的排气方向改变90°。
进一步地，所述过滤器包括主动再生***，所述主动再生***包括压差传感器、第一温度传感器和电加热器，所述压差传感器用于检测所述过滤器前后压力差，所述电加热器使所述过滤器内形成高温，所述第一温度传感器用于检测所述过滤器内的温度，所述压差传感器、第一温度传感器和电加热器均与机车控制模块相连；
进一步地，所述尿素喷射装置包括计量单元，所述计量单元控制所述尿素喷射装置的喷射量。
进一步地，所述尿素喷射装置通过尿素溶液管路与尿素溶液罐相连，所述尿素溶液管路外设有冷却水管，所述冷却水管上设有水暖电磁阀，所述水暖电磁阀与机车控制模块相连。
进一步地，还包括钢丝减震器，所述钢丝减震器设于所述横梁和立柱之间。
进一步地，所述混合器中设有第二温度传感器。
进一步地，所述过滤器后依次设有风箱、烟囱和防雨帽。
本发明公开的内燃机车排气***，通过尿素溶液与尾气混合，使尿素与尾气中氮氧化物发生反应，减少氮氧化物对大气的污染，同时处理尾气中的颗粒污染物，使排放的尾气达到更高的环保要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的内燃机车排气***结构示意图；
图2为本发明实施例公开的内燃机车排气***正视结构示意图；
图3为本发明实施例公开的内燃机车排气***中消音器和混合器结构示意图；
图4为本发明实施例公开的内燃机车排气***侧视结构示意图。
图中：1、控制器支架；2、控制器；3、水暖电磁阀；4、过渡体；5、波纹管；6、安装支架；611、第一立柱；612、第二立柱；62、横梁；631、第一托板；632、第二托板；7、混合器；8、计量单元；9、连接管；91、弯曲部；10、钢丝减震器；11、消音器；12、过滤器；13、排气管；14、风箱；15、烟囱；16、防雨帽；17、排气***安装支架；18、内燃机。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-4所示，一种内燃机车排气***，包括：
用于将尿素溶液与尾气混合的混合器7，所述混合器7连接有尿素喷射装置，所述尿素喷射装置由控制器2控制，并由机车气源驱动；
用于降低内燃机18排气噪音、并使尿素溶液与尾气中氮氧化物混合的消音器11；
用于过滤尾气中颗粒物的过滤器12；
用于固定所述混合器7和消音器11的安装支架6；
所述内燃机18两侧均具有排气口，所述混合器7共有两个，分别与两个所述排气口相连，所述安装支架6包括设于所述内燃机两侧的立柱和设于所述立柱顶部的横梁62，所述横梁62将所述消音器11固定在所述内燃机18上方，所述立柱上设有托板，所述托板将所述混合器7固定在所述内燃机18的侧面，所述混合器7和所述消音器11通过连接管9连接，所述连接管9改变尾气的排气方向；
所述尿素喷射装置将尿素溶液喷射至所述混合器内，尾气从所述内燃机排出，进入所述混合器中与尿素溶液混合，并依次通过所述消音器和过滤器。
尿素溶液储存在尿素罐中，通过尿素管路、尿素喷射装置喷射到混合器7中，机车上有压力空气作为机车气源，驱动尿素喷射装置喷射尿素溶液喷雾；尾气从内燃机经过过渡体4和波纹管5，进入混合器7，在混合器7中与尿素溶液喷雾充分混合，混合后的气体通过连接管9，进入消音器11，在消音器11中发生催化还原反应，减少尾气中的氮氧化物。采用波纹管连接，可以弥补安装误差，并降低各个零部件在工作过程中产生的振动和冲击。
经过催化还原反应的混合气体进入过滤器12，过滤器12把混合气体中的颗粒物过滤下来，经过过滤的混合气体通过排气管13，进入风箱14，风箱14用来将大功率内燃机的两套排气***尾气进行汇集，最后经过烟囱15排放到大气中。烟囱15的出口处设有防雨帽16，防止外界环境中的雨、雪、杂物等进入。
立柱包括第一立柱611和第二立柱612，两个第一立柱之间的距离大于两个第二立柱之间的距离，第一立柱611处于内燃机18中部，两个第一立柱611之间距离较大，方便内燃机的布设，托板包括第一托板631和第二托板632，第一立柱611包括两个第一支撑件，第一支撑件之间设有第一托板，第二立柱包括一个第二支撑件，第二支撑件外侧设有第二托板，第一托板靠近内燃机的排气口。两个第一支撑件固定第一托板，结构稳固，强度高，而且两个第一支撑件之间的空间可以布设其他管线，第二立柱采用一个第二支撑件，一方面由于第二托板所承受的重力稍低于第一托板，另一方面，减少外侧的支撑件，可以留出更多的检修空间，方便检修作业。连接管包括两个弯曲部，每个弯曲部使尾气的排气方向改变90°。两个90°的弯曲部使整个连接管的弯曲度达到180°，即使尾气的排放方向相反，形成一个折回的路径，两个90°的弯曲所占空间小于一个180°的弯曲所占空间，这种尾气排放路径的设置，可以在有限的空间内，完成所有部件的设置，达到尾气排放要求。
连接管9采用软管，改变了尾气的排放方向，由图1可知，混合器之前的尾气排放方向为从左向右，经过软管，尾气与尿素溶液的混合气向上进入消音器，然后从右向左流动。这种布设方式，将混合器设于消音器下方，并且软管上仅进行两次方向改变，满足排气***背压要求，不影响内燃机正常工作的同时，占用最小空间，最终在有限的空间内完成了全部部件的布设。采用软管连接，还可以弥补安装误差，并降低各个零部件在工作过程中产生的振动和冲击。
所述尿素喷射装置包括计量单元8，所述计量单元8控制所述尿素喷射装置的喷射量。计量单元8与机车控制模块相连，机车控制模块根据柴油机的转速和输出功率来要求尿素溶液的喷射量，不同工况下排气量是变化的，不同的尿素溶液喷射量与不同的排气量相对应，使尿素溶液与尾气始终达到最佳混合比。
所述过滤器12包括主动再生***，所述主动再生***用于去除过滤器12中的碳烟颗粒物。所述主动再生***包括压差传感器、第一温度传感器和电加热器，所述压差传感器用于检测所述过滤器12前后压力差，所述电加热器使所述过滤器12内形成高温，所述第一温度传感器用于检测所述过滤器12内的温度，所述压差传感器、第一温度传感器和电加热器均与机车控制模块相连。随着过滤器12的工作，碳烟颗粒物越来越多，使过滤器12被堵塞，造成过滤器12前后压差较大，压差传感器检测到过滤器12前后压差较大，机车控制模块根据压差传感器检测结果，判断需要启动电加热器，使过滤器12内形成高温，将过滤器12内过滤到的颗粒物燃烧掉，降低过滤背压，第一温度传感器检测过滤器12内温度，当过滤器12内温度大于400℃时，机车控制模块关闭电加热器。
所述尿素喷射装置通过尿素溶液管路与尿素溶液罐相连，所述尿素溶液管路外设有冷却水管，冷却水管用于冷却机车内燃机，其中的冷却水的温度随着机车的运行升高，所述冷却水管上设有水暖电磁阀3，所述水暖电磁阀3与机车控制模块相连。尿素溶液在较低温度下会出现结晶的现象，为了防止尿素溶液结晶，当环境温度低于7℃时，机车控制模块打开水暖电磁阀3，使内燃机冷却水循环进入尿素溶液管路外的冷却水管，加热尿素溶液。
进一步地，还包括钢丝减震器10，所述钢丝减震器10设于所述消音器11和消音器支架6之间。机车运转工况存在较大震动，钢丝减震器10可以吸收消音器11在工作时产生的高频振动，降低噪音。
混合器中设有第二温度传感器，用于检测尾气排放温度，第二温度传感器与机车控制模块连接。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种内燃机车排气***，其特征在于：包括：
用于将尿素溶液与尾气混合的混合器，所述混合器连接有尿素喷射装置，所述尿素喷射装置由控制器控制，并由机车气源驱动；
用于降低内燃机排气噪音、并使尿素溶液与尾气中氮氧化物在其中发生反应的消音器；
用于过滤尾气中颗粒物的过滤器；
用于固定所述混合器和消音器的安装支架；
所述内燃机侧面具有排气口，所述混合器与所述排气口相连，所述安装支架包括设于所述内燃机两侧的立柱和设于所述立柱顶部的横梁，所述横梁将所述消音器固定在所述内燃机上方，所述立柱上设有托板，所述托板将所述混合器固定在所述内燃机的侧面，所述混合器和所述消音器通过连接管连接，所述连接管改变尾气的排气方向；
所述尿素喷射装置将尿素溶液喷射至所述混合器内，尾气从所述内燃机排出，进入所述混合器中与尿素溶液混合，并依次通过所述消音器和过滤器。
2.根据权利要求1所述的一种内燃机车排气***，其特征在于：所述立柱包括两个第一立柱和两个第二立柱，两个所述第一立柱之间的距离大于两个所述第二立柱之间的距离，所述托板包括第一托板和第二托板，所述第一立柱包括两个第一支撑件，所述第一支撑件之间设有所述第一托板，所述第二立柱包括一个第二支撑件，所述第二支撑件外侧设有所述第二托板，所述第一托板靠近所述内燃机的排气口。
3.根据权利要求1所述的一种内燃机车排气***，其特征在于：所述连接管包括两个弯曲部，每个弯曲部使尾气的排气方向改变90°。
4.根据权利要求1所述的一种内燃机车排气***，其特征在于：所述过滤器包括主动再生***，所述主动再生***包括压差传感器、第一温度传感器和电加热器，所述压差传感器用于检测所述过滤器前后压力差，所述电加热器使所述过滤器内形成高温，所述第一温度传感器用于检测所述过滤器内的温度，所述压差传感器、第一温度传感器和电加热器均与机车控制模块相连。
5.根据权利要求1所述的一种内燃机车排气***，其特征在于：所述尿素喷射装置包括计量单元，所述计量单元控制所述尿素喷射装置的喷射量。
6.根据权利要求1所述的一种内燃机车排气***，其特征在于：所述尿素喷射装置通过尿素溶液管路与尿素溶液罐相连，所述尿素溶液管路外设有冷却水管，所述冷却水管上设有水暖电磁阀，所述水暖电磁阀与机车控制模块相连。
7.根据权利要求1所述的一种内燃机车排气***，其特征在于：还包括钢丝减震器，所述钢丝减震器设于所述横梁和立柱之间。
8.根据权利要求1所述的一种内燃机车排气***，其特征在于：所述混合器中设有第二温度传感器。
9.根据权利要求1所述的一种内燃机车排气***，其特征在于：所述过滤器后依次设有风箱、烟囱和防雨帽。
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