CN205315076U - 双燃料发动机尾气处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双燃料发动机尾气处理装置。该双燃料发动机尾气处理装置包括卧式壳体，所述卧式壳体的两端分别设有进气口和出气口，所述卧式壳体的中部为第一半圆柱筒和第二半圆柱筒组成的圆柱筒体，所述圆柱筒体内沿轴向固定设有水平隔板。本实用新型通过在圆柱筒体内设置水平隔板，将圆柱筒体分隔为第一腔体和第二腔体，并通过改变导流板在气流截面的角度控制尾气通过两个腔体的气体量，不仅能针对性地处理不同工作模式下的尾气，使得资源利用合理化，而且有效避免了颗粒物堵塞尾气处理装置。

Description

双燃料发动机尾气处理装置

技术领域

本实用新型涉及发动机尾气处理装置，具体地指一种双燃料发动机尾气处理装置。

背景技术

在传统能源匮乏以及节能减排呼声日益高涨的情形下，各国都在努力寻找清洁能源。相比柴油，天然气具有储量丰富、热值高、安全、成本低、液化后易于运输等优点，是作为内燃机替代燃料的理想选择。双燃料发动机改装简单，可在不改变原柴油机结构的基础上，通过加装液化天然气的供给系统，将其改变成液化天然气/柴油双燃料发动机。双燃料发动机可以实现较高的燃油替代率，并且显著改善PM(颗粒物)的排放，具有较高的经济性。

双燃料发动机主要采用进气道喷射天然气的供气方式，该供气方式对柴油机改动小，可以实现纯柴油模式与双燃料模式运行，两种模式可自由切换。但是，存在气门重叠角期间天然气泄露和缸内燃烧不完全产生未燃碳氢现象，导致双燃料模式下尾气碳氢排放过高，造成环境污染严重。

目前，双燃料发动机针对尾气中HC(碳氢化合物)和CO(一氧化碳)排放过高的问题，采用氧化型催化装置来处理尾气。现有的氧化型催化器装置安装在发动机排气管路中，其通过氧化反应将发动机排气中HC和CO转化成无害的水和二氧化碳。在双燃料工作模式下，尾气中含有较高的HC和CO，通过氧化型催化器装置来处理尾气可以有效降低有害气体的排放。然而，在纯柴油工作模式下，尾气中产生的HC和CO很少，发动机尾气仍然经由氧化型催化器装置处理再排放，一方面氧化型催化器的作用很小，造成资源的浪费，另一方面尾气的颗粒物较多，容易堵塞氧化型催化器装置，造成背压过大影响发动机性能。

发明内容

本实用新型的目的就是要提供一种双燃料发动机尾气处理装置。该双燃料发动机尾气处理装置能针对性地处理不同工作模式下的尾气，使得资源利用合理化，有效避免了颗粒物堵塞尾气处理装置。

为实现上述目的，本实用新型所设计的双燃料发动机尾气处理装置，包括卧式壳体，所述卧式壳体的两端分别设有进气口和出气口，所述卧式壳体的中部为第一半圆柱筒和第二半圆柱筒组成的圆柱筒体，所述圆柱筒体内沿轴向固定设有水平隔板，所述第一半圆柱筒与所述水平隔板形成第一空腔，所述第二半圆柱筒与所述水平隔板形成第二空腔，所述第二空腔内设有可拆卸的半圆柱状催化剂载体，所述催化剂载体的表面涂覆有催化剂层；

还包括设置在所述第一半圆柱筒顶部的步进电机、设置在所述第一空腔内的第一传动轴和第二传动轴、以及设置在所述圆柱筒体进口端与所述水平隔板垂直的半圆形导流板，所述步进电机的输出轴与第一传动轴的一端传动连接，所述第一传动轴的另一端通过锥形齿轮与第二传动轴的一端传动连接，所述第二传动轴的另一端与导流板固定连接。

进一步的，所述第一半圆柱筒的一侧通过合页与第二半圆柱筒的一侧铰接，所述第一半圆柱筒的另一侧通过锁扣装置与第二半圆柱筒的另一侧卡接。

进一步地，还包括发动机电控单元，所述圆柱筒体的顶部还设有控制盒，所述控制盒内设有电子控制器，所述发动机电控单元的信号输出端连接电子控制器的第一信号输入端，所述电子控制器的第一信号输出端连接步进电机的信号输入端。

进一步地，所述卧式壳体的进气口处设有用于监测卧式壳体内尾气背压的压力传感器，所述控制盒内还设有报警器、蓄电池，所述压力传感器的信号输出端连接电子控制器的第二信号输入端，所述电子控制器的第二信号输出端连接报警器的信号输入端，所述蓄电池的输出端分别与电子控制器、报警器电连接。当压力传感器监测到尾气背压超过设定值时，报警器发出警报提示更换催化剂载体，避免了尾气处理装置发生堵塞。

进一步地，所述卧式壳体的进气口和出气口处均设有连接法兰，用于与双燃料发动机排气管连接。

进一步地，所述第一半圆柱筒和第二半圆柱筒的接触处设有密封条，可以用于保证卧式壳体内的密封性。

进一步地，所述第二半圆柱筒内腔两端设有用于固定催化剂载体的弧形挡板，催化剂载体可以镶嵌固定在两个弧形挡板之间，便于更换时可以拆卸。

进一步地，所述催化剂载体为蜂窝陶瓷或者金属氧化物载体，蜂窝陶瓷具有多孔薄壁的特点，大大增加了载体的几何表面积，提高了净化能力。

再进一步地，所述催化剂层为氧化型催化剂层，通过催化氧化反应将发动机排气中HC和CO转化成无害的水和二氧化碳。

更进一步地，所述导流板为半圆形的金属板，耐高温、抗腐蚀性强、使用寿命长。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

其一，通过在圆柱筒体内设置水平隔板，将圆柱筒体分隔为第一腔体和第二腔体，并通过改变导流板在气流截面的角度控制尾气通过两个腔体的气体量，能针对性地处理不同工作模式下的尾气，使得资源利用合理化。

其二，本实用新型采用可拆卸的催化剂载体，当装置内背压过大时报警提示可快速更换催化剂载体，有利于提高工作效率。

其三，本实用新型设有报警系统，当压力传感器监测到尾气背压超过设定值时，报警器发出警报提示更换催化剂载体，避免了尾气处理装置发生堵塞。

其四，本实用新型不仅设计合理、结构简单，而且占地体积小、造价成本低，具有较强的实用性。

附图说明

图1为一种双燃料发动机尾气处理装置的结构示意图；

图2为图1中圆柱筒体的结构示意图；

图3为图1中第二半圆柱筒的结构示意图；

图4为图1中导流板的结构示意图；

图5为图1的电路系统图；

其中：卧式壳体1、进气口2、出气口3、第一半圆柱筒4、第二半圆柱筒5、圆柱筒体6、合页7、锁扣装置8、水平隔板9、第一空腔10、第二空腔11、催化剂载体12、催化剂层13、步进电机14、第一传动轴15、第二传动轴16、半圆形导流板17、发动机电控单元18、控制盒19、电子控制器20、压力传感器21、报警器22、蓄电池23、弧形挡板24。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图中所示的双燃料发动机尾气处理装置，包括卧式壳体1，卧式壳体1的两端分别设有进气口2和出气口3，卧式壳体1的中部为第一半圆柱筒4和第二半圆柱筒5组成的圆柱筒体6，圆柱筒体6内沿轴向固定设有水平隔板9，第一半圆柱筒4与水平隔板9形成第一空腔10，第二半圆柱筒5与水平隔板9形成第二空腔11，第二空腔11内设有可拆卸的半圆柱状催化剂载体12，催化剂载体12可采用蜂窝陶瓷或者金属氧化物载体。催化剂载体12的表面涂覆有催化剂层13，催化剂层13采用氧化型催化剂层，通过催化氧化反应将发动机排气中HC和CO转化成无害的水和二氧化碳。

上述技术方案中，还包括设置在第一半圆柱筒4顶部的步进电机14、设置在第一空腔10内的第一传动轴15和第二传动轴16、以及设置在圆柱筒体6进口端与水平隔板9垂直的半圆形导流板17，步进电机14的输出轴与第一传动轴15的一端传动连接，第一传动轴15的另一端通过锥形齿轮与第二传动轴16的一端传动连接，第二传动轴16的另一端与导流板17固定连接，导流板17采用半圆形的金属板。在步进电机14的作用下，驱动第一传动轴15和第二传动轴16转动，进而带动导流板17随第二传动轴16转动，改变导流板17在气流截面的角度控制尾气通过第一腔体10和第二腔体11的气体量。

上述技术方案中，第一半圆柱筒4的一侧通过合页7与第二半圆柱筒5的一侧铰接，第一半圆柱筒4的另一侧通过锁扣装置8与第二半圆柱筒5的另一侧卡接。

上述技术方案中，还包括发动机电控单元18，圆柱筒体6的顶部还设有控制盒19，控制盒19内设有电子控制器20，发动机电控单元18的信号输出端连接电子控制器20的第一信号输入端，电子控制器20的第一信号输出端连接步进电机14的信号输入端。

上述技术方案中，卧式壳体1的进气口2处设有用于监测卧式壳体1内尾气背压的压力传感器21，控制盒19内还设有报警器22、蓄电池23，压力传感器21的信号输出端连接电子控制器20的第二信号输入端，电子控制器20的第二信号输出端连接报警器22的信号输入端，蓄电池23的输出端分别与电子控制器20、报警器22电连接。当压力传感器21监测到尾气背压超过设定值时，将压力信号传递至电子控制器20，从而判断第二腔室11内催化剂载体12发生堵塞，报警器22发出警报提示更换催化剂载体12。

上述技术方案中，卧式壳体1的进气口2和出气口3处均设有连接法兰，用于与双燃料发动机排气管连接。

上述技术方案中，第一半圆柱筒4和第二半圆柱筒5的接触处设有密封条，可以用于保证卧式壳体1内的密封性。第二半圆柱筒5内腔两端设有用于固定催化剂载体12的弧形挡板24，催化剂载体12可以镶嵌固定在两个弧形挡板24之间，需要更换时可以拆卸下来。

本实用新型的工作过程：将本装置安装在双燃料发动机排气管末端，电子控制器20接收发动机电控单元18输出的信号判断出发动机工作模式。当发动机在双燃料高负荷工作模式下，电子控制器20控制步进电机14改变导流板17的位置，使导流板17封闭第一腔室10的通道，让尾气全部进入第二腔室11，经过催化氧化处理后排出；当发动机在双燃料低负荷工作模式下，电子控制器20控制步进电机14改变导流板17的位置，使尾气一部分通过第一腔室10，另外一部分通过第二腔室11；当发动机在纯柴油工作模式下，电子控制器20控制步进电机14改变导流板17的位置，使导流板17封闭第二腔室11的通道，让尾气直接通过第一腔室10排出。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双燃料发动机尾气处理装置，包括卧式壳体(1)，所述卧式壳体(1)的两端分别设有进气口(2)和出气口(3)，其特征在于：所述卧式壳体(1)的中部为第一半圆柱筒(4)和第二半圆柱筒(5)组成的圆柱筒体(6)，所述圆柱筒体(6)内沿轴向固定设有水平隔板(9)，所述第一半圆柱筒(4)与所述水平隔板(9)形成第一空腔(10)，所述第二半圆柱筒(5)与所述水平隔板(9)形成第二空腔(11)，所述第二空腔(11)内设有可拆卸的半圆柱状催化剂载体(12)，所述催化剂载体(12)的表面涂覆有催化剂层(13)；

还包括设置在所述第一半圆柱筒(4)顶部的步进电机(14)、设置在所述第一空腔(10)内的第一传动轴(15)和第二传动轴(16)、以及设置在所述圆柱筒体(6)进口端与所述水平隔板(9)垂直的半圆形导流板(17)，所述步进电机(14)的输出轴与第一传动轴(15)的一端传动连接，所述第一传动轴(15)的另一端通过锥形齿轮与第二传动轴(16)的一端传动连接，所述第二传动轴(16)的另一端与导流板(17)固定连接。

2.根据权利要求1所述的双燃料发动机尾气处理装置，其特征在于：所述第一半圆柱筒(4)的一侧通过合页(7)与第二半圆柱筒(5)的一侧铰接，所述第一半圆柱筒(4)的另一侧通过锁扣装置(8)与第二半圆柱筒(5)的另一侧卡接。

3.根据权利要求1或2所述的双燃料发动机尾气处理装置，其特征在于：还包括发动机电控单元(18)，所述圆柱筒体(6)的顶部还设有控制盒(19)，所述控制盒(19)内设有电子控制器(20)，所述发动机电控单元(18)的信号输出端连接电子控制器(20)的第一信号输入端，所述电子控制器(20)的第一信号输出端连接步进电机(14)的信号输入端。

4.根据权利要求3所述的双燃料发动机尾气处理装置，其特征在于：所述卧式壳体(1)的进气口(2)处设有用于监测卧式壳体(1)内尾气背压的压力传感器(21)，所述控制盒(19)内还设有报警器(22)、蓄电池(23)，所述压力传感器(21)的信号输出端连接电子控制器(20)的第二信号输入端，所述电子控制器(20)的第二信号输出端连接报警器(22)的信号输入端，所述蓄电池(23)的输出端分别与电子控制器(20)、报警器(22)电连接。

5.根据权利要求1或2所述的双燃料发动机尾气处理装置，其特征在于：所述卧式壳体(1)的进气口(2)和出气口(3)处均设有连接法兰。

6.根据权利要求1或2所述的双燃料发动机尾气处理装置，其特征在于：所述第一半圆柱筒(4)和第二半圆柱筒(5)的接触处设有密封条。

7.根据权利要求1或2所述的双燃料发动机尾气处理装置，其特征在于，所述第二半圆柱筒(5)内腔两端设有用于固定催化剂载体(12)的弧形挡板(24)。

8.根据权利要求1或2所述的双燃料发动机尾气处理装置，其特征在于：所述催化剂载体(12)为蜂窝陶瓷或者金属氧化物载体。

9.根据权利要求1或2所述的双燃料发动机尾气处理装置，其特征在于：所述催化剂层(13)为氧化型催化剂层。

10.根据权利要求1或2所述的双燃料发动机尾气处理装置，其特征在于：所述导流板(17)为半圆形的金属板。