CN106499469A - 柴油机尾气过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柴油机尾气过滤器。它包括过滤箱（1），所述过滤箱（1）内沿气流设置有氧化型催化器（2）和陶瓷蜂窝载体（3），过滤箱（1）的内表面涂覆有二氧化硅隔热涂层，氧化型催化器（2）和陶瓷蜂窝载体（3）的外表面均设置有隔热减震层（7），过滤箱（1）内设置有消音管（8），消音管（8）上设置有壁上带孔的支管（9）。本发明一种柴油机尾气过滤器，在陶瓷蜂窝载体和氧化型催化器两级过滤下，将主要成分为CO、HC、NOx的尾气，反应成CO₂、H₂O、N₂和O₂，同时隔壁上的微孔能有效过滤废气中的碳烟颗粒，并在催化剂涂层的作用下碳烟颗粒会被燃烧掉，进一步提高了尾气净化效果；同时此过滤器消音效果好。

Description

柴油机尾气过滤器

技术领域

本发明涉及一种柴油机尾气过滤器，用于汽车尾气净化。属于汽车设备技术领域。

背景技术

目前，普通的汽车柴油机尾气过滤器，其排放的污染物中含有碳烟颗粒物( PM)、烃类(HC)、CO和NO_x 等。因为尾气中O₂含量较高，故HC和CO排放量较少，一般只有汽油机的1/10，NO_x排放量与汽油机大致相同，而PM的排放量约为汽油机的几十倍，因此现有的柴油机尾气过滤器不能有效过滤碳烟颗粒物，这样排放的尾气会有大量黑烟，造成环境污染；现有的尾气消音是通过设置消音片来实现的，但是消音片易松动脱落，不易起到较好的消音效果。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种柴油机尾气过滤器，此柴油机尾气过滤器在过滤汽车尾气中的CO、HC、NO_x有害气体的同时也能过滤碳烟颗粒，并在高温下碳烟颗粒会逐步燃烧而氧化，依靠柴油车自身温度实现陶瓷蜂窝载体的再生；同时消音效果好。

本发明的目的是这样实现的：

一种柴油机尾气过滤器，包括过滤箱，其特点是：所述过滤箱的内表面涂覆有二氧化硅隔热涂层，所述柴油机尾气过滤器还包括氧化型催化器和陶瓷蜂窝载体，所述氧化型催化器和陶瓷蜂窝载体沿气流依次设置在过滤箱内，所述氧化型催化器和陶瓷蜂窝载体的外表面均设置有隔热减震层，所述陶瓷蜂窝载体与过滤箱的内壁相对应，且陶瓷蜂窝载体沿轴线方向密布有气孔，所述气孔的一端为开口，另一端设置有封堵面，所述封堵面和开口间隔布置，所述相邻两个气孔设置有隔壁，隔壁上开有呈蜂窝状的微孔，隔壁上涂覆有催化剂涂层，所述过滤箱的前端与氧化型催化器的进口之间设置有消音管，消音管的出口与氧化型催化器的进口相连，消音管的进口处设置有壁上带孔的支管。

本发明一种柴油机尾气过滤器，其气孔的孔数为600孔/平方英寸。

本发明一种柴油机尾气过滤器，其隔壁的厚度为0.13~0.14mm。

本发明一种柴油机尾气过滤器，其隔热减震层由金属丝网和陶瓷纤维布组成，金属丝网设置在陶瓷纤维布上，金属丝网与过滤箱内壁接触，陶瓷纤维布与氧化型催化器和陶瓷蜂窝载体接触。

本发明一种柴油机尾气过滤器，其金属丝网为不锈钢丝网或纯铜网，丝径0.12mm~0.25mm，孔径0.2mm~0.42mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明一种柴油机尾气过滤器，在氧化型催化器的作用下尾气中的有害成分HC、CO 和碳烟颗粒物（PM）中的有机物进入氧化型催化器进行一级过滤，在催化剂作用下被氧化成CO₂ 和水，NO则被氧化成还原性能更强的NO₂，然后在陶瓷蜂窝载体的作用下，废气中的碳烟颗粒将被过滤捕捉在隔壁上，并在高温条件催化剂涂层的作用下，碳烟颗粒会逐步燃烧而氧化，依靠柴油车自身温度实现陶瓷蜂窝载体的再生，进一步提高了尾气净化效果；过滤箱内设置有消音管，消音管上设置支管，增加尾气与消音管的接触面积，有助于引导气流，起到消音作用。

附图说明

图1为本发明一种柴油机尾气过滤器的结构示意图。

图2为本发明的陶瓷蜂窝载体的截面示意图。

图3为本发明的陶瓷蜂窝载体的部分轴向截面图。

图4为本发明的陶瓷蜂窝载体的隔壁的结构示意图。

图中：

过滤箱1，

氧化型催化器2，

陶瓷蜂窝载体3，

气孔3.1，

封堵面3.2，

隔壁3.3，

微孔3.4，

催化剂涂层3.5

开口3.6，

尾气进口4，

尾气出口5，

尾气6，

隔热减震层7，

消音管8，

支管9。

具体实施方式

参见图1-4，本发明涉及一种柴油机尾气过滤器，它包括过滤箱1、氧化型催化器2和陶瓷蜂窝载体3，过滤箱1的左端为尾气进口4，右端为尾气出口5，所述氧化型催化器2和陶瓷蜂窝载体3设置在过滤箱1内，陶瓷蜂窝载体3靠近尾气进口4处，氧化型催化器2靠近尾气出口5处，所述过滤箱1呈圆管形，所述陶瓷蜂窝载体3与过滤箱1的内壁相对应，且陶瓷蜂窝载体3沿轴线方向密布有气孔3.1，所述气孔3.1的一端为开口3.6，另一端设置有封堵面3.2，所述封堵面3.2和开口3.6间隔布置，所述相邻两个气孔3.1设置有隔壁3.3，隔壁3.3上开有呈蜂窝状的微孔3.4，隔壁3.3上涂覆有催化剂涂层3.5。

所述过滤箱1的前端与氧化型催化器2的进口之间设置有消音管8，消音管8的出口与氧化型催化器2的进口相连，消音管8的进口处设置有两个壁上带孔的支管9。

所述过滤箱1的内表面涂覆有二氧化硅隔热涂层，使柴油过滤器具有隔热作用，可提高柴油过滤器内温度，改善催化剂效果。

所述氧化型催化器2和陶瓷蜂窝载体3的外表面均设置有隔热减震层7，使氧化型催化器2和陶瓷蜂窝载体3与过滤箱1的内壁为弹性接触，可以减少热胀冷缩对氧化型催化器2和陶瓷蜂窝载体3机械性能的影响，隔热减震层7分别在氧化型催化器和微粒过滤器的两端头折边，将隔热减震层7分别固定在氧化型催化器2和陶瓷蜂窝载体3上，隔热减震层7由金属丝网和陶瓷纤维布组成，金属丝网设置在陶瓷纤维布上，金属丝网与过滤箱1内壁接触，陶瓷纤维布与氧化型催化器2和陶瓷蜂窝载体3接触，金属丝网为不锈钢丝网或纯铜网，丝径0.12mm~0.25mm，孔径0.2mm~0.42mm。陶瓷纤维布上涂覆有成分为Al₂O₃:35%~45%，SiO₂:44%~54%，ZrO₂:0%~15%，导热系数：600℃时约0.08W/mk，厚度0.5mm~4mm。

其中，气孔3.1的孔数为600孔/平方英寸，隔壁3.3的厚度为0.13~0.14mm。

工作原理：本柴油机尾气过滤器与排气筒连接，当发动机工作时，发动机排出的尾气通过进入柴油机尾气过滤器，尾气进入氧化型催化器2进行一级过滤，在催化剂作用下被氧化成CO₂ 和水，NO则被氧化成还原性能更强的NO₂，从氧化型催化器2排除的尾气经尾气进口4进入陶瓷蜂窝载体3进行二级过滤，尾气从气孔3.1的开口3.6进入，由于气孔3.1在一端是开口3.6，而在另一端则是封堵面3.2，因此废气会通过带有微孔3.4的隔壁3.3，然后从相邻气孔3.1的开口3.6排出，由于碳烟颗粒的直径较微孔3.4大，因此废气中的碳烟颗粒将被过滤捕捉在隔壁3.3上，气流则从微孔3.4穿过。

所述催化剂涂层3.5含有贵金属的活性稀土，主要成份有Pt、Pd、 Rh、Al₂O₃、Ce、La、Zr、Cu、Mn ，柴油燃烧的废气（主要为CO、HC、NOx等有害气体）穿过微孔3.4时，涂覆在隔壁3.3上的催化剂涂层3.5将增强CO、HC、NO_x三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其中CO在高温下氧化成无色无毒的二氧化碳气体，HC化合物在高温下分解成水（H₂O）和二氧化碳，NO_x还原成氮气和氧气。

当柴油机排气温度达到375 摄氏度时，在催化剂涂层3.5的作用下，隔壁3.3上的碳烟颗粒会逐步燃烧而氧化，碳烟颗粒的净化率约达到85% 以上，当反应温度达到500 摄氏度时催化剂和碳烟颗粒反应从而完全燃烧掉（催化燃烧），此时碳烟颗粒的净化率可达90% 以上。

Claims (5)

1.一种柴油机尾气过滤器，包括过滤箱（1），其特征在于：所述过滤箱（1）的内表面涂覆有二氧化硅隔热涂层，所述柴油机尾气过滤器还包括氧化型催化器（2）和陶瓷蜂窝载体（3），所述氧化型催化器（2）和陶瓷蜂窝载体（3）沿气流依次设置在过滤箱（1）内，所述氧化型催化器（2）和陶瓷蜂窝载体（3）的外表面均设置有隔热减震层（7），所述陶瓷蜂窝载体（3）与过滤箱（1）的内壁相对应，且陶瓷蜂窝载体（3）沿轴线方向密布有气孔（3.1），所述气孔（3.1）的一端为开口（3.6），另一端设置有封堵面（3.2），所述封堵面（3.2）和开口（3.6）间隔布置，所述相邻两个气孔（3.1）设置有隔壁（3.3），隔壁（3.3）上开有呈蜂窝状的微孔（3.4），隔壁（3.3）上涂覆有催化剂涂层（3.5），所述过滤箱（1）的前端与氧化型催化器（2）的进口之间设置有消音管（8），消音管（8）的出口与氧化型催化器（2）的进口相连，消音管（8）的进口处设置有两个壁上带孔的支管（9）。

2.根据权利要求1所述的一种柴油机尾气过滤器，其特征在于：所述气孔（3.1）的孔数为600孔/平方英寸。

3.根据权利要求1或2所述的一种柴油机尾气过滤器，其特征在于：所述隔壁（3.3）的厚度为0.13~0.14mm。

4.根据权利要求1所述的一种柴油机尾气过滤器，其特征在于：所述隔热减震层（7）由金属丝网和陶瓷纤维布组成，金属丝网设置在陶瓷纤维布上，金属丝网与过滤箱（1）内壁接触，陶瓷纤维布与氧化型催化器（2）和陶瓷蜂窝载体（3）接触。

5.根据权利要求4所述的一种柴油机尾气过滤器，其特征在于：所述金属丝网为不锈钢丝网或纯铜网，丝径0.12mm~0.25mm，孔径0.2mm~0.42mm。