CN114458423A - 一种自清洁式柴油机排气装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自清洁式柴油机排气装置，包括与发动机排气歧管相连通的排气管路，所述排气管路前段设置有用于对发动机废气进行净化的催化转化器，所述排气管路的中段设置有用于拦截发动机废气中颗粒物的颗粒捕捉器，所述排气管路的末段设置有用于对废气进行消音减震的消音器，所述颗粒捕捉器内交错设置有用于拦截颗粒物的拦截板，每两相邻的所述拦截板之间形成进气通道或排气通道，所述进气通道内均设置有刮板，所述刮板与第一封堵板通过弹簧相连接;本方案极大增加了颗粒捕捉器的维护周期，并且不需要对拦截板进行清理，避免在清洗过程中损坏拦截板，具有优异的效果。

Description

一种自清洁式柴油机排气装置
技术领域
本发明涉及柴油机排气技术领域，尤其涉及一种自清洁式柴油机排气装置。
背景技术
在发动机工作过程中，因燃料的不充分燃烧，会生成碳烟颗粒(PM)，一氧化碳、碳氢化合物(HCs)和氮氧化合物(NOx)等有害成分。为降低机动车有害成分的排放，在发动机的排气系统中都设置有净化催化剂(如汽油车使用三效催化剂，柴油车使用氧化催化剂、NOx存储还原催化剂、四效催化剂等)，用以将排气中有害成分CO、HCs、NOx和PM转化为无害成分。
但是颗粒捕捉器（GPF）是将废气中的颗粒物进行过滤，被过滤的颗粒物会附着在颗粒捕捉器（GPF）内部，久而久之容易造成堵塞，影响排气效果，而这些颗粒物只有在达到550℃才会被燃烧，若发动机长时间低转速运转，颗粒捕捉器（GPF）则很难达到550℃的高温，颗粒捕捉器（GPF）内部的颗粒物未被燃烧造成颗粒捕捉器（GPF）的堵塞，从而堵塞整个排气系统。
综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种能够大幅减少颗粒捕捉器（GPF）内部颗粒物、催化效果更好的自清洁式柴油机排气装置。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种自清洁式柴油机排气装置，包括与发动机排气歧管相连通的排气管路，所述排气管路前段设置有用于对发动机废气进行净化的催化转化器，所述排气管路的中段设置有用于拦截发动机废气中颗粒物的颗粒捕捉器，所述排气管路的末段设置有用于对废气进行消音减震的消音器，所述颗粒捕捉器内交错设置有用于拦截颗粒物的拦截板，每两相邻的所述拦截板之间形成进气通道或排气通道，所述进气通道与排气通道均为间隔设置，所述进气通道靠近排气管路末段的一侧设置有用于封闭进气通道的第一封堵板，所述排气通道远离排气管路末段的一侧设置有用于防止气体回流的第二封堵板；所述进气通道内均设置有刮板，所述刮板与第一封堵板通过弹簧相连接；所述颗粒捕捉器的下方可拆卸安装有用于收集颗粒捕捉器内部颗粒物的收集盒。
以下是本发明对上述技术方案的进一步优化：
所述刮板的形状与进气通道的横截面形状相匹配。
进一步的：所述收集盒设置颗粒捕捉器的前端位置处。
进一步的：所述颗粒捕捉器上呈环形安装有用于对颗粒捕捉器内部颗粒物提供热能的预热组件。
进一步的：所述催化转化器的内部的催化层共设置有多段。
进一步的：多段所述催化层之间均设置有加热机构。
本发明采用上述技术方案，构思巧妙，所述加热机构为安装在多段所述催化层之间的加热丝，由于催化转化器内部的催化层在达到450℃的时候才开始工作，所以在发动机工作期间该加热丝能够快速实现催化转化器的预热，加快发动机废气处理的时效性，本加热机构结构简单且安装简便，因此不对其进行具体的限定，同时发动机排出的废气在进入到催化转化器内部时会因为催化转化器内部空间较小导致压强较高，一定程度上阻碍废气的流动，而多段设置的催化层能够增加催化转化器内部的容积，使废气在经过催化转化器向后流动时更顺畅，且不会影响催化反应效果。
发动机排出的废气经排气歧管汇流后进入到排气管路中，然后在进入到催化转化器内部，由于废气的温度较高，还有加热机构的辅助作用，能够快速对燃油燃烧后的一氧化碳、碳氧化物、碳氢化合物等有害物质转化为氮气、水、二氧化碳等无害物质，在这个转化过程中，催化转化器只是将有害物质催化反应变为无害物质，并不会在其表面产生残留，因此加热丝上也不会附着其它物质，不会影响到加热丝的加热效果。
经催化转化器净化后的废气沿排气管路流入到颗粒捕捉器内部的进气通道，经过拦截板将废气中的颗粒物拦截后，相对纯净的废气会穿过拦截板进入到排气通道内后继续向后流动，由于拦截板具有良好的过滤效果，所以废气在进入到进气通道内部向排气通道流动的时候回受到阻碍，这将导致进气通道内的气压明显大于排气通道内的气压，所以废气在进入到进气通道时气压回将刮板向靠近第一封堵板的位置处推动，然后废气从刮板远离第一封堵板的一侧流至排气通道内，在此期间废气中的颗粒物会残留在拦排气通道内的拦截板上，由于我们用车很多情况是在发动机低速或者怠速情况下，颗粒物残留在拦截板上会造成拦截板堵塞，造成发动机排气不顺畅，导致熄火等情况发生，而这些颗粒物只有在达到550℃才会被燃烧，低速运行下的发动机很难达到这一温度，因此利用预热组件能够快速对颗粒捕捉器进行升温，使其内部的颗粒物快速达到高温燃烧，以保证发动机排气顺畅。
在本实施例中，所述预热组件使用的是加热管，也可以使用其他能够对颗粒捕捉器进行加热的装置进行替代，对此本实施例中不作具体限定，而关于预热组件的安装方式有很多种，本实施例是将加热管绕设在颗粒捕捉器的外围，也可以使用其他的安装方式。
在发动机熄火后，发动机的废气排出停止，位于进气通道内的废气经拦截板缓慢排至排气通道内，此时进气通道与排气通道之间的空压比逐渐趋于等同，弹簧受到的力逐渐减小，将刮板反方向推动至进气通道的前端，在此期间刮板会将附着在拦截板上的未被燃烧的颗粒物推出至进气通道外部，然后落至收集盒内，定期对收集盒进行清理即可，相比较现有的颗粒捕捉器，本方案极大增加了颗粒捕捉器的维护周期，并且不需要对拦截板进行清理，避免在清洗过程中损坏拦截板，具有优异的效果。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图；
图2为催化转化器的内部结构示意图；
图3为颗粒捕捉器内部的拦截板的安装结构示意图；
图4为颗粒捕捉器非工作阶段的结构示意图；
图5为颗粒捕捉器工作阶段的结构示意图。
具体实施方式
实施例：如图1-5所示，一种自清洁式柴油机排气装置，包括与发动机排气歧管1相连通的排气管路，所述排气管路前段设置有用于对发动机废气进行净化的催化转化器2，所述排气管路的中段设置有用于拦截发动机废气中颗粒物的颗粒捕捉器3，所述排气管路的末段设置有用于对废气进行消音减震的消音器4，所述颗粒捕捉器3内交错设置有用于拦截颗粒物的拦截板5，每两相邻的所述拦截板5之间形成进气通道6或排气通道7，所述进气通道6与排气通道7均为间隔设置，所述进气通道6靠近排气管路末段的一侧设置有用于封闭进气通道6的第一封堵板8，所述排气通道7远离排气管路末段的一侧设置有用于防止气体回流的第二封堵板9；所述进气通道6内均设置有刮板10，所述刮板10与第一封堵板8通过弹簧11相连接；所述颗粒捕捉器3的下方可拆卸安装有用于收集颗粒捕捉器3内部颗粒物的收集盒12。
所述刮板10的形状与进气通道6的横截面形状相匹配。
所述收集盒12设置在颗粒捕捉器3的前端位置处。
所述颗粒捕捉器3上呈环形安装有用于对颗粒捕捉器3内部颗粒物提供热能的预热组件13。
所述催化转化器2的内部的催化层共设置有多段。
多段所述催化层之间均设置有加热机构。
在本实施中，所述加热机构为安装在多段所述催化层之间的加热丝，由于催化转化器2内部的催化层在达到450℃的时候才开始工作，所以在发动机工作期间该加热丝能够快速实现催化转化器2的预热，加快发动机废气处理的时效性，本加热机构结构简单且安装简便，因此不对其进行具体的限定，同时发动机排出的废气在进入到催化转化器2内部时会因为催化转化器2内部空间较小导致压强较高，一定程度上阻碍废气的流动，而多段设置的催化层能够增加催化转化器2内部的容积，使废气在经过催化转化器2向后流动时更顺畅，且不会影响催化反应效果。
发动机排出的废气经排气歧管1汇流后进入到排气管路中，然后在进入到催化转化器2内部，由于废气的温度较高，还有加热机构的辅助作用，能够快速对燃油燃烧后的一氧化碳、碳氧化物、碳氢化合物等有害物质转化为氮气、水、二氧化碳等无害物质，在这个转化过程中，催化转化器2只是将有害物质催化反应变为无害物质，并不会在其表面产生残留，因此加热丝上也不会附着其它物质，不会影响到加热丝的加热效果。
经催化转化器2净化后的废气沿排气管路流入到颗粒捕捉器3内部的进气通道6，经过拦截板5将废气中的颗粒物拦截后，相对纯净的废气会穿过拦截板5进入到排气通道7内后继续向后流动，由于拦截板5具有良好的过滤效果，所以废气在进入到进气通道6内部向排气通道7流动的时候回受到阻碍，这将导致进气通道6内的气压明显大于排气通道7内的气压，所以废气在进入到进气通道6时气压回将刮板10向靠近第一封堵板8的位置处推动，然后废气从刮板10远离第一封堵板8的一侧流至排气通道7内，在此期间废气中的颗粒物会残留在拦排气通道7内的拦截板5上，由于我们用车很多情况是在发动机低速或者怠速情况下，颗粒物残留在拦截板5上会造成拦截板5堵塞，造成发动机排气不顺畅，导致熄火等情况发生，而这些颗粒物只有在达到550℃才会被燃烧，低速运行下的发动机很难达到这一温度，因此利用预热组件13能够快速对颗粒捕捉器3进行升温，使其内部的颗粒物快速达到高温燃烧，以保证发动机排气顺畅。
在本实施例中，所述预热组件13使用的是加热管，也可以使用其他能够对颗粒捕捉器3进行加热的装置进行替代，对此本实施例中不作具体限定，而关于预热组件13的安装方式有很多种，本实施例是将加热管绕设在颗粒捕捉器3的外围，也可以使用其他的安装方式。
在发动机熄火后，发动机的废气排出停止，位于进气通道6内的废气经拦截板5缓慢排至排气通道7内，此时进气通道6与排气通道7之间的空压比逐渐趋于等同，弹簧11受到的力逐渐减小，将刮板10反方向推动至进气通道6的前端，在此期间刮板10会将附着在拦截板5上的未被燃烧的颗粒物推出至进气通道6外部，然后落至收集盒12内，定期对收集盒12进行清理即可，相比较现有的颗粒捕捉器3，本方案极大增加了颗粒捕捉器3的维护周期，并且不需要对拦截板5进行清理，避免在清洗过程中损坏拦截板5，具有优异的效果。
本方案中，所述弹簧的劲度系数需与发动机排气过程中进气通道6内的空压相适配。
本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种自清洁式柴油机排气装置，包括与发动机排气歧管(1)相连通的排气管路，所述排气管路前段设置有用于对发动机废气进行净化的催化转化器(2)，所述排气管路的中段设置有用于拦截发动机废气中颗粒物的颗粒捕捉器(3)，所述排气管路的末段设置有用于对废气进行消音减震的消音器(4)，其特征在于：所述颗粒捕捉器(3)内交错设置有用于拦截颗粒物的拦截板(5)，每两相邻的所述拦截板(5)之间形成进气通道(6)或排气通道(7)，所述进气通道(6)与排气通道(7)均为间隔设置，所述进气通道(6)靠近排气管路末段的一侧设置有用于封闭进气通道(6)的第一封堵板(8)，所述排气通道(7)远离排气管路末段的一侧设置有用于防止气体回流的第二封堵板(9)；
所述进气通道(6)内均设置有刮板(10)，所述刮板(10)与第一封堵板(8)通过弹簧(11)相连接；
所述颗粒捕捉器(3)的下方可拆卸安装有用于收集颗粒捕捉器(3)内部颗粒物的收集盒(12)。
2.根据权利要求1所述的一种自清洁式柴油机排气装置，其特征在于：所述刮板(10)的形状与进气通道(6)的横截面形状相匹配。
3.根据权利要求1所述的一种自清洁式柴油机排气装置，其特征在于：所述收集盒(12)设置颗粒捕捉器(3)的前端位置处。
4.根据权利要求1所述的一种自清洁式柴油机排气装置，其特征在于：所述颗粒捕捉器(3)上呈环形安装有用于对颗粒捕捉器(3)内部颗粒物提供热能的预热组件(13)。
5.根据权利要求1所述的一种自清洁式柴油机排气装置，其特征在于：所述催化转化器(2)的内部的催化层共设置有多段。
6.根据权利要求1所述的一种自清洁式柴油机排气装置，其特征在于：多段所述催化层之间均设置有加热机构。
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CN115075911A (zh) * 2022-08-23 2022-09-20 华丰动力股份有限公司 一种自调节式柴油机排气装置
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