CN86202876U - 汽车排气净化*** - Google Patents

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姜鹏明
耿晓音
战家恺
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Abstract

一种汽车净化***涉及汽车发动机或其它内燃机的排气净化消声装置。本装置利用催化净化、阻抗复合宽频消声原理设计的阻抗复合式整体净化***，具有净化效率高、消声效果显著、节油、省功等优点。

Description

本实用新型是关于发动机排气净化***，特别是汽车排气净化***。
发动机的排气和排气噪声所造成的环境污染的严重性是众所周知的。对汽车排气的机外净化与排气噪声的控制，通常是采用净化器与***彼此独立的分体结构，这种分体结构不仅造成发动机功率损失和油耗的增加，还会增加安装费和生产成本，对在用车的改造是难以推广应用的。本发明人参与设计的、申请号为        85202176的双圆筒型汽车排气净化***”实用新型专利申请，是利用简单扩张腔抗性原理达到消声目的，排气从***入口进入经导流锥管、除尘块和催化剂在内筒内转向180°流出，再转向180°排放到大气中。这种净化***，由于中心气流走向转弯过多，造成排气不畅，容易引起气流再生噪声，排气噪声音色因高频成分增加而恶化，同时因净化器内部温度过高容易烧毁内部元件。
本实用新型的目的是提供一种净化消声效果好，且能减少发动机功耗和油耗的阻抗复合型的整体净化***。
本实用新型是对上述现有的双圆筒型汽车排气净化***的改进，包容在圆柱形外壳筒体内与外壳筒体共轴线配置的壁上开有穿孔的并隔开一个距离的前、后内管，前内管前端面与锥形扩散管后端面之间配置有伞形穿孔组合件，前内管内装有彼此隔开的若干个催化剂净化部件，在前内管后端部和相应外壳筒体部位套装有环状催化剂净化部件，并在前内管后端面设有一个内隔板，在后内管内前部置有一个先收缩、平直过渡而后扩张的缩放管，缩放管的平直过渡段和其尾部配置有催化剂净化部件，后内管开有穿孔部位配置有一个内隔板并在其该部位的外表面和相应的外壳筒体部位套装有环状催化剂净化部件，在相应的缩放管平直过渡段的后内管外壁到外壳筒体之间装有用微穿孔板制作的消声构件，在微穿孔板消声构件后面的内管外壁到外壳筒体之间及前内管前部的外壁到外壳筒体之间装有外隔板，并在内管外壁到外壳筒体之间形成多个腔。
本实用新型所述的伞形穿孔组合件是内装有至少由二块用微穿孔板冲压而成并开有互相错开孔的伞形件，将上部的伞形件的顶部平切并固定在套管的内壁上，其微穿孔板的厚度δ为0.6～1.2mm，微孔直径φ为0.6～0.8mm，穿孔率为3～5％，当采用两个开有三个互相错开60°角的三角形孔的伞形件时，伞形件的轴向距离为5～50mm。
本实用新型所述的催化剂净化部件是采用陶瓷催化剂或ABO3之外的合金催化剂或陶瓷与ABO3之外的合金混合催化剂制成。
本实用新型所述的缩放管，其扩张管与平直过渡部分的长度比为2～5，直径比为1.3～2。
本实用新型所述的微穿孔板消声构件，是用厚度δ为0.5～1mm，微孔直径φ为0.5～1mm，穿孔率为1～5％，轴向留有50～200mm空隙的至少两层微穿孔板制成，构件之间形成不同腔室。当采用双层环状微穿孔板消声构件时，板厚δ为0.8mm，微孔直径φ为0.8mm，第一层穿孔率为2.5％，第二层穿孔率为1％。
本实用新型所述的内隔板开有小孔，穿孔率为5～25％。
本实用新型提供的汽车排气净化***，由于排气流是顺同一方向从内管的催化剂净化部件流向内管外的催化剂净化部件，避免了因拐大弯而造成的阻力损失，排气流均匀流径催化剂利于节能省功，由于采用了伞形穿孔组合件、带有平直过渡段的缩放管、微穿孔板消声构件等结构，不仅有利于净化、还实现了吸声、共振吸声、扩张式消声的有机结合、形成了不使用阻性材料，全金属结构的阻抗复合宽频消声结构。由此种种，导至了该净化消声装置具有消声量大（大于30dB（A），声能衰减约1000倍）、消声频率宽（对31.3～8KHZ的宽频带范围内均有很强的消声作用，一般发动机噪声峰值为63～500HZ之间）、节能省功、净化效率高等优点。按照GB3845～83、GB3842－83及国际“内燃机排气***试验方法，将该净化***与国产121、130、美国吉普车即北京213***及GG85202176双园筒型汽车排气净化***，用一类型发动机进行净化、消声、功耗、油耗等技术指标测试，数据如表1所示：
本实用新型的有关特点将结合下列附图和通过一个实施例予以说明。
附图1——汽车排气净化***结构示意图。
附图2－伞形穿孔组合件结构示意图
实施例：
采用***长度与直径比为3.6、外管直径与内管直径比为1.6；合金与陶瓷混合型催化剂净化部件、其装量比为1.2；锥形扩散管与缩放管的扩张角及收缩角均为45°；用2个开有三个互相错开60°角的三角形孔、轴向距离为50mm的伞形穿孔组合件（上部的顶部平切）；用扩张管与平直管段长度比为3：1、直径比为2的缩放管；用两个双层环状微穿孔板消声构件    构成的净化***，结构如图1所示。气流净化消声过程为：气流从进气管1经锥形扩散管2再到伞形穿孔组合件3（此时，气流从互相交错的孔中穿过，类似进入了迷宫，伞形件拦截了未燃烧完全的炭烟，保护催化剂少受污染，声波在伞形件内经历了收缩－扩大－再收缩－再扩大，声阻抗发生了变化，起到了一定的消声作用）然后进入分组置放的催化剂净化部件4、5、6再从前内管7外壁的孔群8进入外环状催化剂净化部件9（此时，由于装有催化剂净化部件的内管内径大于进气管1的内径，气流线速度下降，增加了气流与催化剂的接触时间，携带催化反应热及余热的气流对后面的催化剂起预热和保温的作用，有利于净化效率的提高）经缩放管11的平直过渡段和尾部的催化剂净化部件12和13（由于缩放管内流通面积逐渐收缩与扩张的，在达到消声作用的同时，还具有良好的气动性能，几乎不产生涡流，即减少了阻力，也抑制了再生噪声，由于连续变化的扩张比每一点对应一个距离喉部直管不同的长度，因而展宽了消声频率，由于催化剂净化部件12、13距离较远，根据小孔扩散消声原理，在净化作用的同时有利于消声、把净化和消声有机结合起来）进入后内管26外壁的孔群14经外环状催化剂净化部件15和后内管26外壁的孔群17，进入催化剂净化部件18和锥形收缩19，最后从尾管20排出。由于前腔27和前内管内壁上的孔群21及后腔29和后内管内壁上的孔群14构成了海姆霍滋共振腔，可分别衰减某一中高频带噪声和位于低频的最大峰值噪声，内隔板10阻档了发动机声波的直线传播，当气流流经前内管环状催化剂净化部件9时，除一小部分反射声外，大部分噪声已被衰减在中腔28中，不仅展宽了消声频带，而且对脉动气源和脉动声源起整流作用，降低了排气噪声，改善了排气噪声的音色。
该净化消声装置经跑车实测，对CO净化转化率为93％HC净化转化率为75％，车外最大加速噪声原来为110dB（A），装净化***后为79.5dB（A），车外最大加速噪声降低30.5dB（A）、比装原来的***降低8.5dB（A），经道路实验、节油6.3％，最高车速比装原***提高1.6公里／小时。附图说明：
附图1－汽车排气净化***结构图
1－进气管        2－锥形扩散管        3－固定在套管壁上的伞形穿孔组合件4、5、6、9、12、13、15、18－催化剂净化部件        7－前内管        8、14、17、21－孔群        10、16内隔板        11－缩放管        19－锥形收缩管        20－尾管        22、25外隔板        23、24－微穿孔板消声构件        26－后内管        27－前腔        28－中腔        29－后腔        30－外壳筒体。
附件2－伞形穿孔组合件结构图
31、32－伞形件        33、34－三角形大孔        35－顶孔        36－套管

Claims (9)

1、一种汽车排气净化***，由进气管、锥形扩散管、内装有蜂窝催化剂的内管及与其共轴线的圆柱体外壳筒体、收缩管和尾管组成，本实用新型的特征是，内管由轴向彼此隔开一定距离的前、后内管所组成，前内管前端面与锥形扩散管后端面配置有伞形穿孔组合件，前内管内装有彼此隔开的若干个催化剂净化部件，在前内管后端部和相应外壳筒体部位套装有环状催化剂净化部件，并在前内管后端面设有一个内隔板，在后内管前部置有一个先收缩、平直过渡而后扩张的缩放管，缩放管的平直过渡段和尾部配置有催化剂净化部件，后内管开有穿孔部位配置有一个内隔板并在其该部位的外表面和相应的外壳筒体部位套装有环状催化剂净化部件，在相应的缩放管平直过渡段的后内管外壁到外壳筒体之间装有微穿孔板消声构件，在微穿孔板消声构件后面的内管外壁到外壳筒体之间形成多个腔。
2、根据权利要求1所述的净化消声装置，其特征在于所述的伞形穿孔组合件是内装有至少由二块用微穿孔板冲压而成并开有互相错开孔的伞形件，将上部的伞形件顶部平切并固定在套管的内壁上。
3、根据权利要求1所述的净化消声装置，其特征在于所述的伞形穿孔组合件所用的微穿孔板的厚度δ为0.6～1.2mm，微孔直径φ为0.6～0.8mm穿孔率为3～5％，伞形件上开有互相错开60°角的三角形孔，上部的伞形件顶部平切并固定在套管的内壁上，伞形件的轴向距离为5～50mm。
4、根据权利要求1所述的净化消声装置，其特征在于所述的催化剂净化部件是采用陶瓷催化剂。
5、根据权利要求1所述的净化消声装置，其特征在于所述的催化剂净化部件采用除ABO2之外的合金催化剂。
6、根据权利要求4或5所述的净化消声装置，其特征在于所述的催化剂净化部件采用陶瓷和ABO3之外的合金混合催化剂。
7、根据权利要求1    所述的净化消声装置，其特征在于所述的缩放管，其扩散管与平直过渡段的长度之比为2～5，直径之比为1.3～2。
8、根据权利要求1所述的净化消声装置，其特征在于所述的微穿孔板消声构件是用厚度δ为0.5～1mm，微孔直径φ为0.5～1mm、穿孔率为1～5％、轴向留有50～200空隙的至少两层微穿孔板制成。
9、根据权利要求1所述的净化消声装置，其特征在于所述的内隔板穿有小孔、穿孔率为5～25％。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1317492C (zh) * 2001-12-17 2007-05-23 排放技术有限公司 用于内燃机排气***中消声的装置和方法
CN105863790A (zh) * 2016-03-31 2016-08-17 福建爱迪生科技有限公司 汽车尾气净化装置

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