環保的機動車尾氣淨化消聲器的製作方法
2023-06-01 07:58:11
專利名稱：環保的機動車尾氣淨化消聲器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及發動機尾氣的淨化和消聲技術，更具體地講，本實用新型涉及一種環保的機動車尾氣淨化消聲器。
背景技術：
目前國內汽車、摩託車數量與日俱增，發動機排出的尾氣和噪聲嚴重汙染了環境和影響了市民寧靜的生活。為了解決這種問題，現有技術一般採用了尾氣淨化消聲裝置，它包括相互連通的排氣管和消聲筒，在排氣管內設有裝填著催化劑的催化轉化器，因此當機動車的發動機排放的尾氣經過排氣管內的催化轉化器時，會再次燃燒從而將尾氣中的HC、NOx、CO催化轉化成CO2、H2O和N2，然後通過消聲筒消除噪聲後才排放到大氣中。
中國專利86103205公開了一種裡面裝有消聲淨化劑的圓筒形金屬外殼，該外殼可安裝在機動車的排氣管上，可使機動車在功率、油耗和排氣阻力基本不變的情況下，噪音降低9分貝，尾氣中有害成分的轉化率得以提高，但這種技術一來使用不方便，二來尾氣仍不能令人滿意。
中國專利97112254.7公開了一種機動車尾氣淨化裝置，其主要結構是在筒狀金屬外殼內裝有氣體過濾罩，在過濾罩的前面裝有阻燃網，在阻燃網的前面裝有與機動車發動機排氣管聯接的接口。在過濾罩的後面裝有過濾網，並固定在外殼上。這種裝置可使機動車尾氣的淨化效率有一定提高，但也不能令人滿意。
中國專利00118208.0公開了一種機動車尾氣過濾的環保裝置，其由進氣管、排氣管、殼體和抽風器等組成，殼體內裝有水，使有害氣體通過水過濾後排出。這種裝置可以直接安裝在機動車排氣管的尾部或消聲器的前面，也可以與三元催化器組合在一起，延長催化器的使用壽命，提高催化效果和排氣質量。但這種裝置的主要缺點是需要另外連接其它裝置，導致使用不便，從而導致其基本沒有實用性。
中國專利00239517.7公開了一種包括一消音淨化筒及一儲水箱和水位控制器的裝置，消音淨化筒的兩端分別有一進氣管與排氣管，進氣管在消音淨化筒內設有上下兩支進氣分流管，排氣管的排氣口設於消音淨化筒內上方，用管道將儲水箱與消音淨化筒連通，用水位控制器控制消音淨化筒內的水位大約處於中位線位置。使用時可將消音淨化筒的進氣管連接到機動車的排氣管上，從而使排出的廢氣得到淨化處理。但這種裝置的結構過於複雜，基本上不可能被市場所接受。
中國專利200420070834.1公開了一種具有隔熱效果的機動車排氣管，該排氣管的管體分為內管和外管，在外管內側塗有反熱輻射的反射塗層，內管和外管之間的空隙為真空。當排氣管排出燃燒後的高溫尾氣時，尾氣會將熱量傳導給排氣管的內管，由於內管和外管之間為真空，它們之間不會有空氣對流的熱傳導，而且外管內例塗有反熱輻射的反射塗層，可有效反射內管散射到外管內側的輻射熱，從而使排氣管達到很好的隔熱效果。但這種排氣管不能改進尾氣的淨化效率。
中國專利200420003375.5公開了一種在機動車尾氣排氣管上聯接的排氣導管，該排氣導管的另一端由箍套與淨化器導管聯接固定在一起，淨化器導管一部分設置在淨化器外，另一部分設置在淨化器內，淨化器為矩形或管狀形或橢圓形的空腔體，空腔體內灌裝尾氣淨化介質；其所選用的淨化介質可溶解尾氣中的金屬元素，尾氣在介質淨化後通過自身的壓力、再經活性炭過濾條過濾後排出，從而可減少了對人類和自然環境的危害。同樣，這種技術仍然是需要另外連接其它的裝置，不方便，不實用。
實際上，尾氣淨化效率的提高除了與所使用的催化劑有關之外，還與排氣管的結構有關。例如，由於尾氣在催化反應過程中缺少足夠量的氧氣參與而降低了廢氣中各有害成分的轉化率。儘管在現有技術中，特別是在一些高級轎車或高級機動車中，可以通過化油器或者電噴嘴進行對補氧，但這種技術涉及的不僅僅是排氣管，還涉及引擎等結構，不適合於對現有機動車的改造，也不適合於一些簡單的機動車如摩託車，而且這種技術的補氣量仍嫌不足，仍存在催化效果不佳的問題。
由上可見，完全有必要提供一種結構簡單、不需另外連接其它裝置的淨化消聲裝置，該裝置可以提供充分的補充氧氣，而且適合於包括摩託車在內的各種機動車。
發明內容
針對現有技術的缺點，本實用新型的主要目的是提供一種環保的機動車尾氣淨化消聲器，該機動車尾氣淨化消聲器可以充分地氧化燃燒發動機排氣中的各種有害物質。
為了實現上述目的，本實用新型提供了一種環保的機動車尾氣淨化消聲器，該機動車尾氣淨化消聲器包括相互連通的排氣管和消聲筒，在排氣管內設置有裝填著催化劑的第一催化轉化器；該機動車尾氣淨化消聲器還進一步包括用於補氣的第一補氣裝置，該第一補氣裝置在第一催化轉化器之前或之後的位置處而與排氣管相連通，優選地，第一補氣裝置與位於第一催化轉化器之前的排氣管相連通，即與位於更接近發動機氣缸處的排氣管相連通。本實用新型的機動車尾氣淨化消聲器不僅具有淨化功能，還具有降低噪音的功能除消聲筒之外，第一催化轉化器也可以起到降低噪音的作用。
本實用新型的補氣裝置一端連接排氣管，另一端則直接與外部的大氣相通，從而可充分保證補入的氧氣量，也大大簡化了補氣裝置的結構。這種補氣裝置可以是氣泵如空氣泵，一般來說，這種氣泵帶有自身的動力裝置如電池等；或者這種補氣裝置可以是不帶任何動力裝置的單向閥，這種單向閥可以利用發動機汽缸往復運動所產生的尾氣壓力變化而不斷地進行開、合運動，其中，當該單向閥打開時，從外部吸入空氣。
優選地，在本實用新型的機動車尾氣淨化消聲器中，其排氣管內還設置有裝填著催化劑的第二催化轉化器，其中，第一催化轉化器位於接近機動車發動機的氣缸處，而第二催化轉化器則位於消聲筒與第一催化轉化器之間。
一般來說，可在第一催化轉化器內裝填耐高溫的催化劑，而在第二催化轉化器內裝填低溫催化劑。第一催化轉化器內和/或第二催化轉化器內所裝填的催化劑可以為三元催化劑(或稱三效催化劑)，即該催化劑對CO、HC、Nox均具有良好的催化活性和壽命。
當本實用新型的機動車尾氣淨化消聲器中還包括第二催化轉化器時，第一補氣裝置既可以在第一催化轉化器之前與排氣管相連通，也可以在第一催化轉化器與第二催化轉化器之間的位置處與排氣管相連通。
更優選地，本實用新型的機動車尾氣淨化消聲器還包括用於補氣的第二補氣裝置，其中，第一補氣裝置在第一催化轉化器之前的位置處與排氣管相連通，第二補氣裝置在第一催化轉化器與第二催化轉化器之間的位置處與排氣管相連通。第二補氣裝置也可以氣泵或單向閥。
第一補氣裝置和第二補氣裝置可以分別擁有各自獨立的氣泵或單向閥，或者第一補氣裝置和第二補氣裝置具有相同的氣泵或單向閥，但具有各自獨立的氣路。
更優選地，在本實用新型的機動車尾氣淨化消聲器中，設置有第二催化轉化器的排氣管處，其管道的內徑大於排氣管其它部分管道的內徑；而且第一催化轉化器和/或第二催化轉化器優選具有蜂窩狀的孔道結構，以便於裝填三元催化劑，更好地發揮其催化作用，降低阻力和噪音。消聲器的外殼可以為雙層結構。
與現有技術相比，本實用新型的機動車尾氣淨化消聲器使排氣管和消聲筒仍保持一體結構，而不需要另外連接其它裝置，結構相對簡單，便於安裝，既可用於新的機動車生產，也可用於舊機動車的改造，而且可用於摩託車等低端機動車中。由於本實用新型中採用了氣泵或單向閥作為補氣(或稱補氧)裝置，能夠使催化劑對應著一最佳的補氣範圍，在這個範圍裡，催化劑能起到最佳效果，從而在催化轉化器中能夠充分的氧化燃燒機動車如摩託車等發動機排氣中沒有燃燒完的汽油等物質，實現了較佳的環保效果；而且，催化劑分兩級安放，前級催化劑主要用於起燃，前級未淨化的部分由後級催化劑進一步淨化，使排放的尾氣完全達到了國家標準。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明，但這些實施方式並非是對本實用新型的限制；任何在這些實施方式上的改進或改變，仍屬於本實用新型的精神和其保護範圍。
圖1是第一補氣裝置和第二補氣裝置具有共同氣泵或單向閥、但氣路連接不同的結構示意圖。
圖2是第一補氣裝置和第二補氣裝置具有各自的氣泵或單向閥的結構示意圖。
圖3是只有第一補氣裝置的結構示意圖。
具體實施方式
請參閱圖1，本實施例的環保機動車尾氣淨化消聲器包括相互連通的排氣管1和消聲筒2，排氣管1與機動車發動機的氣缸5相連通，在排氣管1內靠近機動車發動機的氣缸5處設有裝填著高溫催化劑的催化轉化器3，在消聲筒2與催化轉化器3之間的排氣管內還設有裝填著低溫催化劑的催化轉化器6，排氣管1與用於補氣的補氣裝置4(可以為氣泵或單向閥)在催化轉化器3之前的位置處通過彎頭補氧管7相連通，在催化轉化器3與催化轉化器6之間的排氣管與用於補氣的氧氣泵4通過彎頭補氧管8相連通。催化轉化器6是由排氣管1中內徑較大的一段管道形成，催化轉化器3和6都具有蜂窩孔道結構。此外，本實用新型的環保機動車尾氣淨化消聲器的外殼為雙層結構。其中，補氣裝置4包括第一補氣裝置和第二補氣裝置，這兩個補氣裝置具有共同的氣泵或單向閥，但具有不同的氣路連接。
影響淨化效果因素除了催化劑本身的優劣之外，補氣量的多少也起很大作。大量實驗表明，任一種車型對某一催化劑都對應著一個最佳的補氣範圍，只有在這個範圍裡，催化劑才能起到最佳效果。如WY-125摩託車補氣量在4.0％～4.5％之間時，則達到它的最佳補氣範圍。過量空氣係數值(實際空燃比與理論空燃比的比值)是一個直接反映催化劑能否起到最佳效果的參數。實驗數據表明過量定氣係數在1.00±0.05時，催化劑達到最佳效果。本實用新型採用了通過設置氧氣泵來補氣，能夠有效的控制補氣範圍以達到最佳的效果。
發動機的排氣管結構空間有限，如果集中一處安裝催化劑，將增加排氣管的阻力，使發動機的功率下降。因此，提出了「分級淨化，逐級推動」的思想，即將催化劑分兩級安放，前級催化劑主要用於起燃，前級未淨化的部分由後級催化劑進一步淨化。一級結構從理論上分析，催化劑位置靠近發動機，可以獲得最高的排氣溫度，催化轉化器起燃快。實驗證明冷起動怠速條件下短時就可起燃，HC、CO、NOx轉化率很高。因此，採用第一級裝置可充分的氧化燃燒機動車發動機排氣中沒有燃燒完的汽油等物質。二級結構在一級結構充分的燃燒了汽油的前提下，利用摩託車發動機排氣中的溫度，完全可以達到二級催化劑的起燃溫度，從而將排氣中的HC、NOx、CO充分的催化轉化成CO2、H2O和N2，完全達到歐II標準。因此本實用新型採用了前後分置的催化轉化器以實現上述的二級結構。
由於排氣溫度的提高，要求消聲器的材質能耐高溫腐蝕。由於催化轉化器載體的蜂窩孔道結構，其本身也是一種消聲結構，可降低高頻噪聲。而摩託車消聲器以抗性結構為主，在中低頻消聲效果好。此外要合理調整淨化消聲器的裝配生產工藝，以避免酸洗、電鍍等環節對催化劑的損壞，確保催化轉化器的質量。可採用催化轉化器的組合裝配或雙層消聲器外殼等辦法，應對電鍍問題。在焊裝催化轉化器時，還要注意消聲器結構的密封，防止排氣的洩漏，保證催化效果。
參閱圖2，該圖所示的結構與工作原理與圖1所示的結構與工作原理基本相同，只是第一補氣裝置和第二補氣裝置具有各自的氣泵或單向閥。
參閱圖3，該圖所示的結構與工作原理與圖1所示的結構與工作原理基本相同，只是該結構只有第一補氣裝置，而且第一補氣裝置與位於第一催化轉化器之前的排氣管相連通。
權利要求1.一種環保的機動車尾氣淨化消聲器，其包括相互連通的排氣管和消聲筒，在所述的排氣管內設置有裝填著催化劑的第一催化轉化器，其特徵在於，該機動車尾氣淨化消聲器還包括用於補氣的第一補氣裝置，該第一補氣裝置在所述第一催化轉化器之前或之後的位置處與所述的排氣管相連通。
2.如權利要求1所述的環保的機動車尾氣淨化消聲器，其特徵在於，在所述的排氣管內還設置有裝填著催化劑的第二催化轉化器，其中，所述的第一催化轉化器位於接近機動車發動機的氣缸處，而所述的第二催化轉化器則位於所述的消聲筒與所述的第一催化轉化器之間。
3.如權利要求2所述的環保的機動車尾氣淨化消聲器，其特徵在於，所述的第一補氣裝置在所述的第一催化轉化器與所述的第二催化轉化器之間的位置處與所述的排氣管相連通。
4.如權利要求2所述的環保的機動車尾氣淨化消聲器，其特徵在於，該機動車尾氣淨化消聲器還包括用於補氣的第二補氣裝置，其中，所述的第一補氣裝置在所述第一催化轉化器之前的位置處與所述的排氣管相連通，所述的第二補氣裝置在所述的第一催化轉化器與所述的第二催化轉化器之間的位置處與所述的排氣管相連通。
5.如權利要求1或4所述的環保的機動車尾氣淨化消聲器，其特徵在於，所述的第一補氣裝置和/或所述的第二補氣裝置是氣泵或單向閥。
6.如權利要求5所述的環保的機動車尾氣淨化消聲器，其特徵在於，所述的第一補氣裝置和所述的第二補氣裝置不僅各自具有分別獨立的氣路連接，也各自具有分別獨立的氣泵或單向閥。
7.如權利要求5所述的環保的機動車尾氣淨化消聲器，其特徵在於，所述的第一補氣裝置和所述的第二補氣裝置各自具有分別獨立的氣路連接，但具有共同的氣泵或單向閥。
8.如權利要求2所述的環保的機動車尾氣淨化消聲器，其特徵在於，在所述的排氣管中，設置有所述第二催化轉化器的排氣管的管道內徑大於該排氣管其它部分的管道內徑。
9.如權利要求1或2所述的環保的機動車尾氣淨化消聲器，其特徵在於，所述的第一催化轉化器和/或所述的第二催化轉化器具有蜂窩狀的孔道結構，以用於裝填三元催化劑。
專利摘要本實用新型公開了一種環保的機動車尾氣淨化消聲器，其包括相互連通的排氣管和消聲筒，在排氣管內設置有裝填著催化劑的催化轉化器，該機動車尾氣淨化消聲器還包括用於補氣的補氣裝置。本實用新型採用了氣泵或單向閥作為補氣裝置，能夠使催化劑對應著一最佳的補氣範圍，在這個範圍裡，催化劑能起到最佳效果，從而在催化轉化器中能夠充分的氧化燃燒機動車發動機排氣中沒有燃燒完全的有害物質，實現了較佳的環保效果。
文檔編號F01N3/22GK2849176SQ20052006461
公開日2006年12月20日 申請日期2005年9月19日 優先權日2005年9月19日
發明者徐楠 申請人:徐楠