催化轉(zhuǎn)化裝置及其廢氣空氣混合器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種催化轉(zhuǎn)化裝置的廢氣空氣混合氣。本發(fā)明還涉及一種催化轉(zhuǎn)化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃機(jī)的出現(xiàn)為人類文明和生產(chǎn)力的發(fā)展起到巨大的推動(dòng)作用，在其出現(xiàn)的短短100多年時(shí)間里，內(nèi)燃機(jī)和汽車工業(yè)先后經(jīng)歷了三次革命，每一次革命的發(fā)生都為其技術(shù)和社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。但由于其數(shù)量的大規(guī)模增長(zhǎng)，造成了汽車尾氣排放量的急速攀升，致使人類的生存環(huán)境遭受嚴(yán)峻的考驗(yàn)，能否解決內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣污染已成為該工業(yè)生存與否的決定條件。
[0003]在傳統(tǒng)技術(shù)條件下，引入以汽油機(jī)的催化轉(zhuǎn)化器為代表的后處理系統(tǒng)可以對(duì)內(nèi)燃機(jī)排放起到有效的控制和改善。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)在混合燃燒時(shí)，產(chǎn)生一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)和水(H2O)。氧氣和氮?dú)庠诟邷叵律傻趸?NOx)。此外，燃油不可能全部燃燒，因此排放物中還包括碳?xì)浠衔?HC)。CO、HC是主要的污染物，會(huì)對(duì)人體和環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。催化轉(zhuǎn)化器可以將HC、CO、^,有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為CO 2、隊(duì)和H 20等無(wú)害物質(zhì)。
[0004]但受化學(xué)反應(yīng)條件的影響，常溫下催化轉(zhuǎn)化器不具備催化能力，其催化劑必須加熱到一定溫度才具有氧化或還原的能力，通常催化轉(zhuǎn)化器的起燃溫度在250°C?350°C，正常工作溫度一般在350°C?700°C。此外，催化轉(zhuǎn)化器對(duì)廢氣中氧氣濃度的高低也有適應(yīng)性要求。為了滿足后處理系統(tǒng)對(duì)尾氣中氧濃度的最佳含量要求，在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中引入了尾氣氧濃度監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)技術(shù)，旨在通過(guò)對(duì)排氣管中氧氣濃度的連續(xù)監(jiān)測(cè)，再通過(guò)外部裝置的輔助，將確定體積的空氣添加到排氣管中，防止內(nèi)燃機(jī)燃燒廢氣中氧氣濃度的失衡，改善流經(jīng)催化轉(zhuǎn)化器的廢氣品質(zhì)，最終實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化效率的提升和有害排放物的降低。同時(shí)，添加的空氣也可以起到對(duì)排氣溫度的調(diào)節(jié)，保證催化轉(zhuǎn)化器的最佳工作溫度。
[0005]要實(shí)現(xiàn)外部空氣與排氣管中廢氣的混合，該裝置在結(jié)構(gòu)上要存在三個(gè)獨(dú)立的接口，分別實(shí)現(xiàn)廢氣和空氣的流入以及混合氣的流出，按照如上要求，三通管是能夠?qū)崿F(xiàn)以上物理過(guò)程的基本結(jié)構(gòu)。將三通管的三個(gè)管口分別與相對(duì)應(yīng)的管道連接，在發(fā)動(dòng)機(jī)開始工作后，廢氣流和空氣流沿著管道腔進(jìn)入，兩股氣流在相遇后匯集并在管道內(nèi)快速混合。在這一過(guò)程中，廢氣中的熱量被空氣吸收，空氣中的氧氣被廢氣稀釋，熱量和氧濃度趨于平衡。由于慣性和氣體動(dòng)力學(xué)的特性，氣流在流出后依然能夠保持?jǐn)_動(dòng)和混合，直至熱量和濃度的完全平衡。
[0006]發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，排氣管中氣流的流速可以達(dá)到10m/s-50m/s，催化轉(zhuǎn)化器前的管路長(zhǎng)度一般為20mm?50mm范圍內(nèi)，由此可見，留給廢氣與空氣的混合時(shí)間很短，導(dǎo)致采用如上所述的三通管后，廢氣與空氣的混合效率較低，常常無(wú)法滿足實(shí)際的工作要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種催化轉(zhuǎn)化裝置的廢氣空氣混合器，該廢氣空氣混合器能夠提高廢氣與空氣的混合效率。本發(fā)明的另一目的是提供一種催化轉(zhuǎn)化裝置。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0009]一種催化轉(zhuǎn)化裝置的廢氣空氣混合器，包括:
[0010]殼體，所述殼體包括外壁和內(nèi)壁，所述外壁與所述內(nèi)壁之間形成空氣容納腔，所述外壁的相對(duì)兩端分別具有廢氣入口和混合氣出口，所述外壁的側(cè)壁上具有空氣入口，所述廢氣入口與所述混合氣出口通過(guò)所述內(nèi)壁內(nèi)側(cè)的混合腔相連通，所述空氣入口與所述空氣容納腔相連通；
[0011]導(dǎo)流管束，所述導(dǎo)流管束包括多根導(dǎo)流管，所述導(dǎo)流管的相對(duì)兩端分別固定于所述內(nèi)壁的相對(duì)兩側(cè)，所述導(dǎo)流管上具有空氣噴射口，所述導(dǎo)流管的內(nèi)腔與所述空氣容納腔相連通，所述空氣噴射口與所述混合腔連通。
[0012]優(yōu)選的，上述廢氣空氣混合器中，所述導(dǎo)流管束為多排，各排所述導(dǎo)流管束沿著自所述廢氣入口指向所述混合氣出口的方向間隔排布，各排所述導(dǎo)流管束中的所述導(dǎo)流管互相平行，且相鄰的兩排所述導(dǎo)流管束中的導(dǎo)流管的延伸方向互不相同。
[0013]優(yōu)選的，上述廢氣空氣混合器中，相鄰的兩排所述導(dǎo)流管束中的導(dǎo)流管的延伸方向相互垂直。
[0014]優(yōu)選的，上述廢氣空氣混合器中，所述內(nèi)壁上靠近所述廢氣入口的一側(cè)為收口段，自所述廢氣入口指向所述混合氣出口的方向上，所述收口段的橫截面面積逐漸減小。
[0015]優(yōu)選的，上述廢氣空氣混合器中，至少一排所述導(dǎo)流管束設(shè)置于所述收口段上。
[0016]優(yōu)選的，上述廢氣空氣混合器中，所述內(nèi)壁上靠近所述混合氣出口的一側(cè)為擴(kuò)口段，自所述廢氣入口指向所述混合氣出口的方向上，所述擴(kuò)口段的橫截面面積逐漸增大。
[0017]優(yōu)選的，上述廢氣空氣混合器中，至少一排所述導(dǎo)流管束設(shè)置于所述擴(kuò)口段上。
[0018]優(yōu)選的，上述廢氣空氣混合器中:
[0019]所述空氣噴射口設(shè)置于所述導(dǎo)流管的背風(fēng)側(cè)，所述背風(fēng)側(cè)為所述導(dǎo)流管上靠近所述混合氣出口的一側(cè)；
[0020]和/或，所述導(dǎo)流管為橢圓管，且所述導(dǎo)流管的長(zhǎng)軸方向?yàn)樽运鰪U氣入口指向所述混合氣出口的方向。
[0021]優(yōu)選的，上述廢氣空氣混合器中，所述空氣噴射口設(shè)置于所述導(dǎo)流管的長(zhǎng)軸方向上。
[0022]一種催化轉(zhuǎn)化裝置，包括上述任一項(xiàng)所述的廢氣空氣混合器。
[0023]在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明提供的廢氣空氣混合器包括殼體和導(dǎo)流管束，該導(dǎo)流管束中的導(dǎo)流管固定于殼體的內(nèi)壁的相對(duì)兩側(cè)，當(dāng)廢氣由廢氣入口進(jìn)入混合腔時(shí)，由于導(dǎo)流管的截?cái)嘧饔?，廢氣流將被分割，繼而形成擾動(dòng)，當(dāng)廢氣與空氣混合后，兩者能夠更加充分地混合在一起。顯然，相比于【背景技術(shù)】中所介紹的內(nèi)容，本發(fā)明提供的廢氣空氣混合器使得廢氣與空氣的混合效率有所提升。
[0024]由于上述廢氣空氣混合器具有上述技術(shù)效果，包含該廢氣空氣混合器的催化轉(zhuǎn)化裝置也應(yīng)具有相應(yīng)的技術(shù)效果。
【附圖說(shuō)明】
[0025]為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的廢氣空氣混合器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為圖1所示結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；
[0028]圖3為圖1所示結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0029]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0030]11-外壁、111-廢氣入口、112-混合氣出口、113-空氣入口、12-內(nèi)壁、13-導(dǎo)流管、131-空氣噴射口。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)介紹。
[0032]如圖1-3所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種催化轉(zhuǎn)化裝置的廢氣空氣混合器，其包括殼體和導(dǎo)流管束，其中:
[0033]殼體包括外壁11和內(nèi)壁12，外壁11與內(nèi)壁12之間形成空氣容納腔，外壁11的相對(duì)兩端分別具有廢氣入口 111和混合氣出口 112，外壁11的側(cè)壁上具有空氣入口 113，廢氣入口 111與混合氣出口 112通過(guò)內(nèi)壁12內(nèi)側(cè)的混合腔相連通，空氣入口 113則與空氣容納腔相連通。
[0034]廢氣入口 111與內(nèi)燃機(jī)的排氣管相連接，發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒完的廢氣經(jīng)由排氣管從廢氣入口 111流入混合腔中?？諝馊肟?113與空氣輸送管相連接，經(jīng)增壓裝置壓縮的空氣從空氣入口 113進(jìn)入空氣容納腔。混合氣出口 112與催化轉(zhuǎn)化器相連接，廢氣與空氣混合均勻后經(jīng)由混合氣出口 112流入催化轉(zhuǎn)化器。
[0035]殼體上設(shè)置廢氣入口 111和混合氣出口 112的位置均布置有法蘭連接盤，該法蘭連接盤上具有多個(gè)螺栓連接孔，該螺栓連接孔用于與發(fā)動(dòng)機(jī)上的管路進(jìn)行安裝和固定?？諝馊肟?113處可以設(shè)置法蘭結(jié)構(gòu)，也可以用焊接等形式與空氣輸送管連接。
[0036]導(dǎo)流管束包括多根導(dǎo)流管13，該導(dǎo)流管13的相對(duì)兩端分別固定于內(nèi)壁12的相對(duì)兩側(cè)，導(dǎo)流管13上具有空氣噴射口 131，導(dǎo)流管13的內(nèi)腔與空氣容納腔相連通，空氣噴射口 131與混合腔連通。空氣噴射口 131可設(shè)置為多個(gè)，其在導(dǎo)流管13上的位置可以靈活選擇。另外，導(dǎo)流管13的數(shù)量也可根據(jù)需求選擇，而各導(dǎo)流管13的延伸方向可互不相同，其在內(nèi)壁12上的固定位置可以是無(wú)規(guī)則形式。
[0037]采用上述廢氣空氣混合氣后，發(fā)動(dòng)機(jī)中生成的廢氣流經(jīng)排氣管，布置在排氣管中的傳感器對(duì)廢氣狀態(tài)和參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，并將信號(hào)傳至電子控制系統(tǒng)進(jìn)行處理和計(jì)算，用以確定需要添加和混入的空氣流量。通過(guò)輔助的控制機(jī)構(gòu)，空氣入口 113上游的閥門打開，使得空氣流