CN113775392B - 适用于天然气发动机的后处理结构及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于天然气发动机的后处理结构及系统，包括相互连接的第一端盖、第一隔板、整流板、第二隔板、三元催化器、进气管、第三隔板、第四隔板、出气管、第二端盖以及后处理器尾管；第二隔板上具有第一穿孔以及第二穿孔，第三隔板上具有第三穿孔以及第四穿孔，第四隔板上具有第五穿孔，第二端盖上具有第六穿孔；出气管的第一端顺次穿过第六穿孔、第五穿孔、第三穿孔以及第一穿孔；三元催化器的第一端顺次穿过第四穿孔以及第二穿孔。该发动机后处理系统，包括如上适用于天然气发动机的后处理结构。本发明提供的后处理结构及系统，实现了降低发动机的气流排气噪声，提高了用户的驾驶体验感。

Description

适用于天然气发动机的后处理结构及系统

技术领域

本发明属于商用车后处理器消声技术领域，具体涉及一种适用于天然气发动机的后处理结构及系统。

背景技术

随着国六阶段商用车气体发动机的应用成为行业关注焦点，天然气重卡市场保有量将会持续增加，作为行业节能减排和绿色制造的中坚力量。

目前，由于商用车天然气发动机本身较柴油发动机的排气流量和排温高，最高转速也较柴油发动机高很多，导致天然气发动机的后处理器中产生较大的气流噪声，且用常规的后处理器结构解决不了此气流噪声，用户主观体验感较差同时无法满足国家噪声法规要求。

相关技术中适用于国六柴油发动机的常规后处理器难以解决天然气发动机的高速气流噪声，且商用车后处理器的空间基本被催化剂结构使用，可用于优化噪声的消声结构单元受空间限制，可调整的余地较小。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种适用于天然气发动机的后处理结构及系统，所要解决的技术问题是如何实现在有限的空间内基于商用车后处理器的总成，适配商用车气体发动机，同时降低发动机的气流排气噪声，提高用户的驾驶体验感。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一方面，本发明提供了一种适用于天然气发动机的后处理结构，所述适用于天然气发动机的后处理结构包括第一端盖、第一隔板、整流板、第二隔板、三元催化器、进气管、第三隔板、第四隔板、出气管、第二端盖以及后处理器尾管；

所述第一端盖与所述第二端盖相对设置，所述第一端盖相对所述第二端盖的一侧邻接有所述第一隔板，所述第二端盖相对所述第一端盖的一侧邻接有所述第四隔板；

所述第二隔板以及所述第三隔板位于所述第一隔板与所述第四隔板之间，所述第二隔板通过所述整流板与所述第一隔板固连，所述第三隔板位于所述第二隔板远离所述第一隔板的一侧；

所述进气管位于所述第三隔板与所述第四隔板之间，所述进气管呈一端开口另一端封闭的管体，所述进气管封闭的一端通过转接板与所述第四隔板固连；

所述第二隔板上具有第一穿孔以及第二穿孔，所述第三隔板上具有第三穿孔以及第四穿孔，所述第四隔板上具有第五穿孔，所述第二端盖上具有第六穿孔；

所述出气管呈两端开口的管体，所述出气管的第一端顺次穿过所述第六穿孔、所述第五穿孔、所述第三穿孔以及第一穿孔并凸出于所述第二隔板靠近所述第一隔板的侧壁，所述出气管的第二端与所述后处理器尾管固连，所述后处理器尾管位于所述第二端盖远离所述第四隔板的一侧；

所述三元催化器呈两端开口的管体，所述三元催化器的第一端顺次穿过所述第四穿孔以及所述第二穿孔并凸出于所述第二隔板靠近所述第一隔板的侧壁，所述三元催化器的第二端凸出于所述第三隔板靠近所述第四隔板的侧壁；

所述进气管的周壁上具有若干第五通孔，所述进气管的周壁与所述三元催化器的第二端的位置相对应；

所述出气管的第一端、所述三元催化器的第一端以及所述整流板对应设置，所述出气管的第一端以及所述三元催化器的第一端分别位于所述整流板的两侧，所述整流板上具有若干均匀间隔分布的第二通孔；

所述适用于天然气发动机的后处理结构还包括第一整流套管、第二整流套管，所述第一整流套管以及所述第二整流套管均套设于所述进气管的外周，所述第一整流套管位于所述第二整流套管靠近所述转接板的一侧；

所述第一整流套管的周壁上具有若干均匀间隔分布的第三通孔，所述第二整流套管的周壁上具有若干均匀间隔分布的第四通孔，所述第五通孔与所述第三通孔以及所述第四通孔的位置相对应；

所述适用于天然气发动机的后处理结构还包括第一高频消声管以及第二高频消声管，所述第一高频消声管以及第二高频消声管均套设于所述出气管的外周，所述出气管的周壁上具有若干均匀间隔分布的第六通孔，所述第六通孔与所述第一高频消声管以及所述第二高频消声管的位置相对应；

所述第一高频消声管位于所述第二隔板与所述第三隔板之间，所述第二高频消声管位于所述第三隔板与所述第四隔板之间。

可选地，所述第三通孔的直径小于所述第四通孔的直径。

可选地，所述第一高频消声管以及所述第二高频消声管的内周壁上具有吸声材料。

可选地，所述第一隔板上具有若干均匀间隔分布的第一通孔。

可选地，所述第一穿孔、所述第三穿孔、所述第五穿孔以及所述第六穿孔均同轴，所述第二穿孔与所述第四穿孔同轴；

所述第一端盖、所述第一隔板、所述第二隔板、所述第三隔板、所述第四隔板以及所述第二端盖相互平行。

可选地，所述三元催化器的中轴线与所述出气管的中轴线相互平行；所述三元催化器的中轴线与所述进气管的中轴线相互垂直。

可选地，所述整流板与所述第一隔板以及所述第二隔板均相互垂直。

另一方面，本发明还提供了一种发动机后处理系统，包括如上任一所述的适用于天然气发动机的后处理结构。

有益效果：与现有技术相比，本发明提供的一种适用于天然气发动机的后处理结构及系统，实现了在有限的空间内基于商用车后处理器的总成，适配商用车的气体发动机，同时降低了发动机的气流排气噪声，提高了用户的驾驶体验感。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明一个示例性实施例提供的一种适用于天然气发动机的后处理结构的结构示意图；

图2为本发明一个示例性实施例提供的一种适用于天然气发动机的后处理结构的结构示意图；

图3为本发明一个示例性实施例提供的一种适用于天然气发动机的后处理结构的局部视图；

图4为本发明一个示例性实施例提供的一种适用于天然气发动机的后处理结构的局部视图；

图中：1、第一端盖；2、第一隔板；3、整流板；4、第二隔板；5、三元催化器；6、第一整流套管；7、第二整流套管；8、进气管；9、第三隔板；10、第四隔板；11、出气管；12、第一高频消声管；13、第二高频消声管；14、第二端盖；15、后处理器尾管；16、转接板；

201、第一通孔；301、第二通孔；401、第一穿孔；402、第二穿孔；601、第三通孔；701、第四通孔；801、第五通孔；901、第三穿孔；902、第四穿孔；

1001、第五穿孔；1101、第六通孔；1401、第六穿孔。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

下面结合附图和实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1所示为一种适用于天然气发动机的后处理结构的结构示意图，该适用于天然气发动机的后处理结构包括第一端盖1、第一隔板2、整流板3、第二隔板4、三元催化器5、进气管8、第三隔板9、第四隔板10、出气管11、第二端盖14以及后处理器尾管15；第一端盖1与第二端盖14相对设置，第一端盖1相对第二端盖14的一侧邻接有第一隔板2，可选地，该第一端盖1与第一隔板2的连接方式包括但不限于焊接、螺栓固定、卡扣连接、一体成型的其中一种；第二端盖14相对第一端盖1的一侧邻接有第四隔板10，可选地，该第二端盖14与第四隔板10的连接方式包括但不限于焊接、螺栓固定、卡扣连接、一体成型的其中一种。

第二隔板4以及第三隔板9位于第一隔板2与第四隔板10之间，第二隔板4通过整流板3与第一隔板2固连，可选地，该整流板3与第二隔板4以及第一隔板2的连接方式包括但不限于焊接、螺栓固定、卡扣连接、一体成型的其中一种；第三隔板9位于第二隔板4远离第一隔板2的一侧；进气管8位于第三隔板9与第四隔板10之间，进气管8呈一端开口另一端封闭的管体，进气管8封闭的一端通过转接板16与第四隔板10固连，可选地，该转接板16与进气管8以及第四隔板10的连接方式包括但不限于焊接、螺栓固定、卡扣连接、一体成型的其中一种。

如图2所示为一种适用于天然气发动机的后处理结构的结构示意图，第二隔板4上具有第一穿孔401以及第二穿孔402，第三隔板9上具有第三穿孔901以及第四穿孔902，第四隔板10上具有第五穿孔1001，第二端盖14上具有第六穿孔1401；出气管11呈两端开口的管体，出气管11的第一端顺次穿过第六穿孔1401、第五穿孔1001、第三穿孔901以及第一穿孔401并凸出于第二隔板4靠近第一隔板2的侧壁，在本示例中，该出气管11的外周壁与第六穿孔1401、第五穿孔1001、第三穿孔901以及第一穿孔401通过焊接密封连接；出气管11的第二端与后处理器尾管15固连，可选地，该出气管11与后处理器尾管15的连接方式包括但不限于焊接、螺栓固定、卡扣连接、一体成型的其中一种；后处理器尾管15位于第二端盖14远离第四隔板10的一侧。

三元催化器5呈两端开口的管体，三元催化器5的第一端顺次穿过第四穿孔902以及第二穿孔402并凸出于第二隔板4靠近第一隔板2的侧壁，三元催化器5的第二端凸出于第三隔板9靠近第四隔板10的侧壁，在本示例中，该三元催化器5的外周壁与第四穿孔902以及第二穿孔402通过焊接密封连接；进气管8的周壁上具有若干第五通孔801，进气管8的周壁与三元催化器5的第二端的位置相对应，使从进气管8的第五通孔801流出的气体可以顺利流入三元催化器5内；出气管11的第一端、三元催化器5的第一端以及整流板3对应设置，出气管11的第一端以及三元催化器5的第一端分别位于整流板3的两侧，整流板3上具有若干均匀间隔分布的第二通孔301。

在本申请实施例中，三元催化器5是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，它可将汽车尾气排出的一氧化碳CO、碳氢化合物HC和氮氧化物NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气，由于这种催化器可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质，故称三元。三元催化器5的外面用双层不锈薄钢板制成筒形，在双层薄板夹层中装有绝热材料，例如石棉纤维毡，内部在网状隔板中间装有净化剂，净化剂由载体和催化剂组成。载体一般由三氧化二铝制成，其形状有球形、多棱体形和网状隔板等，净化剂实际上是起催化作用的，也称为催化剂，催化剂用的是金属铂、铑、钯，将其中一种喷涂在载体上，就构成了净化剂。

在本申请实施例中，首先，进气气流及发动机的废气通过进气管8进入，再通过进气管8周壁上的第五通孔801流出后气流弱化且趋于平稳，经过进气管8周壁上的第五通孔801削弱后接着进入三元催化器5中进行催化反应；然后，气流通过整流板3，通过整流板3上的第二通孔301进一步削弱气流噪声，弱化后的气流最后经过出气管11后通过后处理器尾管15排出。

作为一种可选实施方式，如图3所示为本发明一个示例性实施例提供的一种适用于天然气发动机的后处理结构的局部视图，该适用于天然气发动机的后处理结构还包括第一整流套管6、第二整流套管7，第一整流套管6以及第二整流套管7均套设于进气管8的外周，第一整流套管6位于第二整流套管7靠近转接板16的一侧，可选地，该第一整流套管6以及第二整流套管7与该进气管8的外周壁的连接方式包括但不限于焊接、卡扣连接、螺栓固定的其中一种；第一整流套管6的周壁上具有若干均匀间隔分布的第三通孔601，第二整流套管7的周壁上具有若干均匀间隔分布的第四通孔701，第五通孔801与第三通孔601以及第四通孔701的位置相对应，在本示例中，该第五通孔801的开设位置与第三通孔601以及第四通孔701的开设位置一一对应，使气流可以从第三通孔601以及第四通孔701中排出。

在本申请实施例中，首先，进气气流及发动机的废气通过进气管8进入，通过进气管8周壁上的第五通孔801流出后再经过该第一整流套管6以及第二整流套管7，通过第三通孔601以及第四通孔701的设置使气流弱化且趋于平稳；接着，进入三元催化器5中进行催化反应；然后，气流通过整流板3，通过整流板3上的第二通孔301进一步削弱气流噪声，弱化后的气流最后经过出气管11后通过后处理器尾管15排出。

作为一种可选实施方式，如图3所示为本发明一个示例性实施例提供的一种适用于天然气发动机的后处理结构的局部视图，该第三通孔601的直径小于第四通孔701的直径。

在本申请实施例中，该第三通孔601的直径小于第四通孔701的直径的设置进一步提升了气流噪声的弱化效果。

作为一种可选实施方式，如图4所示为本发明一个示例性实施例提供的一种适用于天然气发动机的后处理结构的局部视图，该适用于天然气发动机的后处理结构还包括第一高频消声管12以及第二高频消声管13，第一高频消声管12以及第二高频消声管13均套设于出气管11的外周，可选地，该第一高频消声管12以及第二高频消声管13与该出气管11的外周壁的连接方式包括但不限于焊接、卡扣连接、螺栓固定的其中一种；出气管11的周壁上具有若干均匀间隔分布的第六通孔1101，第六通孔1101与第一高频消声管12以及第二高频消声管13的位置相对应，在本示例中，该第一高频消声管12以及第二高频消声管13的内周壁上具有吸声材料；第一高频消声管12位于第二隔板4与第三隔板9之间，第二高频消声管13位于第三隔板9与第四隔板10之间。

在本申请实施例中，首先，进气气流及发动机的废气通过进气管8进入，通过进气管8周壁上的第五通孔801流出后再经过该第一整流套管6以及第二整流套管7，通过第三通孔601以及第四通孔701的设置使气流弱化且趋于平稳；接着，进入三元催化器5中进行催化反应；然后，气流通过整流板3，通过整流板3上的第二通孔301进一步削弱气流噪声；弱化后的气流经过出气管11时，通过该第六通孔1101排入第一高频消声管12以及第二高频消声管13内；最后，通过第一高频消声管12以及第二高频消声管13内周壁上的吸声材料更进一步地降噪之后，从后处理器尾管15排出。

作为一种可选实施方式，如图1所示为一种适用于天然气发动机的后处理结构的结构示意图，该第一隔板2上具有若干均匀间隔分布的第一通孔201。

在本申请实施例中，该第一通孔201的设置进一步提升了气流噪声的弱化效果。

作为一种可选实施方式，如图1所示为一种适用于天然气发动机的后处理结构的结构示意图，该第一穿孔401、第三穿孔901、第五穿孔1001以及第六穿孔1401均同轴，第二穿孔402与第四穿孔902同轴；第一端盖1、第一隔板2、第二隔板4、第三隔板9、第四隔板10以及第二端盖14相互平行。

作为一种可选实施方式，如图1所示为一种适用于天然气发动机的后处理结构的结构示意图，该三元催化器5的中轴线与出气管11的中轴线相互平行；三元催化器5的中轴线与进气管8的中轴线相互垂直。

作为一种可选实施方式，如图1所示为一种适用于天然气发动机的后处理结构的结构示意图，该整流板3与第一隔板2以及第二隔板4均相互垂直。

本发明还提供了一种发动机后处理系统，该系统包括如上任一所述的适用于天然气发动机的后处理结构。

在本申请实施例中，该发动机后处理系统通过该适用于天然气发动机的后处理结构的设置，实现了降低发动机的气流排气噪声，提高了用户的驾驶体验感。

为了更好的理解本发明，下面结合附图和一个具体实施例对本发明作更进一步的说明。需要说明的是，该具体实施例所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，不限定本发明保护的范围。

本实施例中，为了解决如何实现在有限的空间内基于商用车后处理器的总成，适配商用车气体发动机，同时降低发动机的气流排气噪声，提高用户的驾驶体验感的问题，使用上述任一实施例中记载的适用于天然气发动机的后处理结构，该适用于天然气发动机的后处理结构的工作方法，包括以下步骤：

首先，进气气流及发动机的废气通过进气管8进入，通过进气管8周壁上的第五通孔801流出；

再经过该第一整流套管6以及第二整流套管7，通过第三通孔601以及第四通孔701的设置使气流弱化且趋于平稳；

接着，进入三元催化器5中进行催化反应；

然后，气流通过整流板3，通过整流板3上的第二通孔301进一步削弱气流噪声；

随后，弱化后的气流经过出气管11时，通过该第六通孔1101排入第一高频消声管12以及第二高频消声管13内；

最后，通过第一高频消声管12以及第二高频消声管13内周壁上的吸声材料更进一步地降噪之后，从后处理器尾管15排出。

综上所述，本发明提供的一种适用于天然气发动机的后处理结构及系统，实现了在有限的空间内基于商用车后处理器的总成，适配商用车的气体发动机，同时降低了发动机的气流排气噪声，提高了用户的驾驶体验感。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种适用于天然气发动机的后处理结构，其特征在于，所述适用于天然气发动机的后处理结构包括第一端盖（1）、第一隔板（2）、整流板（3）、第二隔板（4）、三元催化器（5）、进气管（8）、第三隔板（9）、第四隔板（10）、出气管（11）、第二端盖（14）以及后处理器尾管（15）；

所述第一端盖（1）与所述第二端盖（14）相对设置，所述第一端盖（1）相对所述第二端盖（14）的一侧邻接有所述第一隔板（2），所述第二端盖（14）相对所述第一端盖（1）的一侧邻接有所述第四隔板（10）；

所述第二隔板（4）以及所述第三隔板（9）位于所述第一隔板（2）与所述第四隔板（10）之间，所述第二隔板（4）通过所述整流板（3）与所述第一隔板（2）固连，所述第三隔板（9）位于所述第二隔板（4）远离所述第一隔板（2）的一侧；

所述进气管（8）位于所述第三隔板（9）与所述第四隔板（10）之间，所述进气管（8）呈一端开口另一端封闭的管体，所述进气管（8）封闭的一端通过转接板（16）与所述第四隔板（10）固连；

所述第二隔板（4）上具有第一穿孔（401）以及第二穿孔（402），所述第三隔板（9）上具有第三穿孔（901）以及第四穿孔（902），所述第四隔板（10）上具有第五穿孔（1001），所述第二端盖（14）上具有第六穿孔（1401）；

所述出气管（11）呈两端开口的管体，所述出气管（11）的第一端顺次穿过所述第六穿孔（1401）、所述第五穿孔（1001）、所述第三穿孔（901）以及第一穿孔（401）并凸出于所述第二隔板（4）靠近所述第一隔板（2）的侧壁，所述出气管（11）的第二端与所述后处理器尾管（15）固连，所述后处理器尾管（15）位于所述第二端盖（14）远离所述第四隔板（10）的一侧；

所述三元催化器（5）呈两端开口的管体，所述三元催化器（5）的第一端顺次穿过所述第四穿孔（902）以及所述第二穿孔（402）并凸出于所述第二隔板（4）靠近所述第一隔板（2）的侧壁，所述三元催化器（5）的第二端凸出于所述第三隔板（9）靠近所述第四隔板（10）的侧壁；

所述进气管（8）的周壁上具有若干第五通孔（801），所述进气管（8）的周壁与所述三元催化器（5）的第二端的位置相对应；

所述出气管（11）的第一端、所述三元催化器（5）的第一端以及所述整流板（3）对应设置，所述出气管（11）的第一端以及所述三元催化器（5）的第一端分别位于所述整流板（3）的两侧，所述整流板（3）上具有若干均匀间隔分布的第二通孔（301）；

所述适用于天然气发动机的后处理结构还包括第一整流套管（6）、第二整流套管（7），所述第一整流套管（6）以及所述第二整流套管（7）均套设于所述进气管（8）的外周，所述第一整流套管（6）位于所述第二整流套管（7）靠近所述转接板（16）的一侧；

所述第一整流套管（6）的周壁上具有若干均匀间隔分布的第三通孔（601），所述第二整流套管（7）的周壁上具有若干均匀间隔分布的第四通孔（701），所述第五通孔（801）与所述第三通孔（601）以及所述第四通孔（701）的位置相对应；

所述适用于天然气发动机的后处理结构还包括第一高频消声管（12）以及第二高频消声管（13），所述第一高频消声管（12）以及第二高频消声管（13）均套设于所述出气管（11）的外周，所述出气管（11）的周壁上具有若干均匀间隔分布的第六通孔（1101），所述第六通孔（1101）与所述第一高频消声管（12）以及所述第二高频消声管（13）的位置相对应；

所述第一高频消声管（12）位于所述第二隔板（4）与所述第三隔板（9）之间，所述第二高频消声管（13）位于所述第三隔板（9）与所述第四隔板（10）之间。

2.根据权利要求1所述的适用于天然气发动机的后处理结构，其特征在于，所述第三通孔（601）的直径小于所述第四通孔（701）的直径。

3.根据权利要求1所述的适用于天然气发动机的后处理结构，其特征在于，所述第一高频消声管（12）以及所述第二高频消声管（13）的内周壁上具有吸声材料。

4.根据权利要求1所述的适用于天然气发动机的后处理结构，其特征在于，所述第一隔板（2）上具有若干均匀间隔分布的第一通孔（201）。

5.根据权利要求1所述的适用于天然气发动机的后处理结构，其特征在于，所述第一穿孔（401）、所述第三穿孔（901）、所述第五穿孔（1001）以及所述第六穿孔（1401）均同轴，所述第二穿孔（402）与所述第四穿孔（902）同轴；

所述第一端盖（1）、所述第一隔板（2）、所述第二隔板（4）、所述第三隔板（9）、所述第四隔板（10）以及所述第二端盖（14）相互平行。

6.根据权利要求1所述的适用于天然气发动机的后处理结构，其特征在于，所述三元催化器（5）的中轴线与所述出气管（11）的中轴线相互平行；所述三元催化器（5）的中轴线与所述进气管（8）的中轴线相互垂直。

7.根据权利要求1所述的适用于天然气发动机的后处理结构，其特征在于，所述整流板（3）与所述第一隔板（2）以及所述第二隔板（4）均相互垂直。

8.一种发动机后处理系统，其特征在于，包括如权利要求1至7任一所述的适用于天然气发动机的后处理结构。

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