CN206707813U - 一种基于cdpf系统的柴油机尾气处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于CDPF系统的柴油机尾气处理装置，包括EGR系统、DOC系统以及CDPF系统；DOC系统包括第一安装壳以及固定在第一安装壳内的DOC催化器，CDPF系统包括第二安装壳以及固定在第二安装壳内的蜂窝壁流式捕集器；第一安装壳和第二安装壳通过第三金属管连接，DOC催化器的两端均设置有温度传感器，蜂窝壁流式捕集器的两端均设置有压差传感器。本实用新型采用采用EGR废气再循环系统、DOC柴油机催化器、CDPF颗粒捕集器系统协同处理，通过EGR调节降低燃气中氧含量，使氮氧化合物排放合格，再由DOC处理；最后使用氧化性颗粒捕集器有效的捕获PM，使得柴油机尾气处理后可以达到国五排放标准。

Description

一种基于CDPF系统的柴油机尾气处理装置

技术领域

本实用新型涉及柴油机尾气处理技术领域，具体涉及到一种基于CDPF系统的柴油机尾气处理装置。

背景技术

由于目前全国各地雾霾天气频发，相关部门对于治理雾霾的呼声越来越高，而控制作为颗粒物排放主要来源的重型柴油车颗粒物排放也越来越受到关注。目前，部分地区已经出台关于控制重型柴油车颗粒数的地方标准，全国关于重型柴油车颗粒物排放的法规也将越来越严。因此亟需对重型柴油机的降颗粒排放技术进行研究和改进。

目前，我国有约６０％左右的城市空气污染是以机动车污染型为主的大气污染。柴油车所存在的炭烟与颗粒（ＰＭ）包括一些有毒的多环芳烃，排放严重的问题，成为治理大气污染的瓶颈因素。伴随着柴油机数量的增长，油价的日益上升和欧洲的排放法规日趋严格，人们也越来越关注其排放的废气对空气质量的影响。如何有效控制柴油机的有害气体排放，一直是人们普遍关心的问题。

各类发动机如汽油发动机、柴油发动机，及其它燃油燃气内燃机，在排放出的尾气中包括气体污染物和颗粒物污染物，其中颗粒物污染物PM10、PM2.5严重影响人类的健康。颗粒物捕集器的作用是将尾气中所包含的颗粒物捕集下来，从而使进入空气的尾气更洁净。

现有车辆安装的颗粒物捕集器，其核心部件为专用滤芯，一般是多孔陶瓷介质的过滤材料，市面上基本为德国、美国或日本的产品所垄断。目前这种基于陶瓷过滤材料的颗粒物捕集器，其优点是对颗粒物的捕集效率高，但是，使用一段时间后需要对颗粒物捕集器进行清理。清理积累颗粒物的过程称为再生，一般使用燃烧的办法，采用专用的复杂再生系统进行喷油燃烧或电加热燃烧，操作复杂，并且易造成陶瓷滤芯热应力的损害。普遍认为，目前陶瓷滤芯颗粒物捕集器具有两大主要缺点：1、发动机的排气背压高，发动机油耗会增加，效率会降低，特别是使用一段时间后由于被捕获的颗粒物聚集，情况会更加严重。2、再生操作过程复杂，使用、维护成本高。这两大缺点，极大限制了目前颗粒物捕集器的广泛使用，导致在汽车快速增加的情况下，空气中的PM2.5严重超标，雾霾天气增加，严重影响我们的身体健康，特别是处在大城市。

采用颗粒捕捉器是利用碰撞、截留、扩散、重力沉降等原理，将排气中的颗粒收集起来，一个好的颗粒捕捉器，应具备良好的颗粒收集效率、捕捉器入口和出口之间的压降低、使用寿命长的特点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种装置，可以有效处理柴油机排放的尾气，减少尾气中有害物质以及PM颗粒的排放，使柴油机的排放标准可以达到国五标准。

为达上述目的，本实用新型的一个实施例中提供了一种基于CDPF系统的柴油机尾气处理装置，包括通过第一金属管与柴油机排气歧管连接的EGR系统，

通过第二金属管与排气歧管连接的DOC系统以及CDPF系统；

EGR系统的进气端口与第一金属管连接，排气端口与柴油机的进气歧管连接；

第二金属管上设置有NOx传感器、温度传感器以及混合器；DOC系统包括第一安装壳以及固定在第一安装壳内的DOC催化器，CDPF系统包括第二安装壳以及固定在第二安装壳内的蜂窝壁流式捕集器；

第一安装壳和第二安装壳通过第三金属管连接，DOC催化器的两端均设置有温度传感器，蜂窝壁流式捕集器的两端均设置有压差传感器。

优选的，第一安装壳和第二安装壳的结构相同，均包括壳体；壳体包括设置在两端的连接部，容纳DOC催化器或者蜂窝壁流式捕集器的容纳腔以及设置在容纳腔和连接部之间的端盖；端盖与容纳腔连接处设置有保护部。

优选的，DOC催化器或者蜂窝壁流式捕集器与容纳腔之间具有衬垫。

优选的，蜂窝壁流式捕集器上涂覆有钯和铑两种混合组成的贵金属。

优选的，蜂窝壁流式捕集器的捕集效率为PM＜0.0045g/km。

优选的，DOC催化器上涂覆有贵金属。

优选的，EGR系统包括EGR阀门，EGR阀门包括阀体，阀体上具有连通的进气口和出气口，阀体的内部具有电动机容纳腔和齿轮容纳腔；

电动机，嵌入电动机容纳腔内，其输出轴上连接有主动轮；

传动轴，贯穿阀体内部，穿过进气口和出气口的之间的通道，传动轴的一端连接有与主动轮配合的从动轮，另一端与安装在阀体内部的轴承配合；从动轮和主动轮安装在齿轮容纳腔内；

阀门，与固定在进气口和出气口通道内部的座圈配合；阀门径向平行的固定在传动轴上；阀门的端面外周设有环形槽，环形槽内安装有密封环；

端盖，密封电动机容纳腔和齿轮容纳腔。

综上所述，本实用新型具有以下优点：

本实用新型采用采用EGR废气再循环系统、DOC柴油机催化器、CDPF颗粒捕集器系统协同处理的方式，系统可以通过EGR调节，降低燃气中氧含量，使氮氧化合物排放合格，再由DOC处理一氧化碳、碳氢化合物，最后使用具有高捕集效率的氧化性颗粒捕集器有效的捕获PM，使得柴油机尾气处理后可以达到国五排放标准。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的示意图；

图2为本实用新型一个实施例第一壳体或第二壳体的剖视图；

图3为本实用新型一个实施例中EGR阀门的立体图；

图4为本实用新型一个实施例中EGR阀门的俯视图；

图5为本实用新型一个实施例中EGR阀门内部结构剖视图；

图6为本实用新型一个实施例中EGR阀门传动轴的装配图。

其中，1、第一金属管；2、第二金属管；3、第三金属管；4、EGR系统；5、DOC系统；6、CDPF系统；7、排气歧管；8、进气歧管；9、混合器；10、第一壳体；11、DOC催化器；12、第二壳体；13、蜂窝壁流式捕集器；14、温度传感器；15、压差传感器；16、连接部；17、端盖；18、保护部；19、衬垫；21、阀体；22、进气口；23、出气口；24、电动机容纳腔；25、齿轮容纳腔；26、传动轴；27、从动轮；28、轴承；29、阀门；30、座圈；31、环形槽；32、端盖；33、扭转弹簧；34、密封盖；35、连接部；36、进出水口。

具体实施方式

本实用新型提供了一种基于CDPF系统的柴油机尾气处理装置，包括通过第一金属管1与柴油机排气歧管连接的EGR系统4，通过第二金属管2与排气歧管连接的DOC系统5以及CDPF系统6。

EGR系统4的进气端口与第一金属管1连接，排气端口与柴油机的进气歧管8连接。柴油机排放出的气体进入排气歧管7，进入柴油机缸体内的气体需要经过进气歧管8。EGR系统4将排气歧管7内部分未燃烧完全的气体重新引入缸体内进行二次燃烧。排气歧管7有多个接口，其中一个接口接入EGR阀门的进气端口后，另外的接口接入第二金属管2。

第二金属管2上设置有NOx传感器用于检测氮氧化合物的含量、温度传感器用于检测气体温度以及用于将气体混合均匀的混合器9。DOC系统5包括第一安装壳10以及固定在第一安装壳内的DOC催化器11，CDPF系统6包括第二安装壳12以及固定在第二安装壳12内的蜂窝壁流式捕集器13。第二金属管2接入第一安装壳的进气口，第一安装壳的出气口接入第三金属管3进而与第二安装壳连接。

DOC催化器的两端均设置有温度传感器14，蜂窝壁流式捕集器的两端均设置有压差传感器15。DOC催化器包括涂覆有催化剂的载体，载体安装在第一安装壳内，同样蜂窝壁流式捕集器也是将催化剂浆料涂覆在蜂窝陶瓷捕集器上经过烧制后形成氧化型颗粒捕集器。

本实用新型的装置设置在尾气处理区域，柴油机尾气经过DOC系统以及CDPF系统处理后可以达到良好的处理效果。

本实用新型为了解决载体安装在壳体内后容易造成衬垫被腐蚀的技术问题，提出以下解决方案：

第一安装壳和第二安装壳的结构相同，均包括壳体；壳体包括设置在两端的连接部16，容纳DOC催化器或者蜂窝壁流式捕集器的容纳腔以及设置在容纳腔和连接部之间的端盖17；端盖与容纳腔连接处设置有保护部18。DOC催化器或者蜂窝壁流式捕集器与容纳腔之间具有衬垫19，衬垫19的厚度小于保护部18的宽度，使得衬垫在安装后不会暴露在端盖的其他区域，包裹在保护部的内部不会与高温气流直接接触，进而减少了高温气体的侵蚀。

本实用新型的优化实施例之一，蜂窝壁流式捕集器上涂覆有钯和铑两种混合组成的贵金属，蜂窝壁流式捕集器的捕集效率为PM＜0.0045g/km，DOC催化器上涂覆有贵金属，可以提高催化效果。

本实用新型提供了一种电控EGR阀门，包括阀体21，阀体21上具有连通的进气口22和出气口23，阀体21的内部具有电动机容纳腔24和齿轮容纳腔25。电动机嵌入电动机容纳腔24内，其输出轴上连接有主动轮。

传动轴26，贯穿阀体1内部，穿过进气口22和出气口23的之间的通道，传动轴26的一端连接有与主动轮配合的从动轮27，另一端与安装在阀体21内部的轴承28配合；从动轮27和主动轮安装在齿轮容纳腔25内；

阀门29，与固定在进气口22和出气口23通道内部的座圈30配合；阀门29径向平行的固定在传动轴26上；阀门29的端面外周设有环形槽31，环形槽31内安装有密封环；端盖32，密封电动机容纳腔24和齿轮容纳腔25。

阀体21用于装配电动机、传动轴26及其它的部件，作为电控EGR阀门的支撑主体。阀体21的进气口22连接有配套的管道将废气引入，通过阀门29的调节后将适当的废气流入发动机内进行二次燃烧。

本实用新型是通过电动机带动传动轴26，传动轴26转动时带动阀门29旋转，使得阀门29与座圈30之间产生间隙，不同的间隙形成不同的废气流量。在实际过程中，进气口22和出气口23的通道的截面可以为圆形，座圈30安装在该通道内部，也可以为圆环形，阀门9与座圈10配合的部分即密封盖14也为圆环形。在控制开始时，使阀门29与座圈30的径向平行，使得两者之间密封，电控阀门29处于关闭的状态。

为使传动轴26可以贯穿安装在阀体21内部，需要在阀体21内部开设用于容纳传动轴26的空间。阀门固定在传动轴上，传动轴的一端设有从动轮27，从动轮在主动轮的带动下旋转，因此传动轴的另一端也需要可以转动。为解决上述技术问题，在传动轴的另一端安装有轴承28，轴承固定在阀体内，轴承套接在传动轴外周。

阀门在转动时，其最大转动角度为90度，此时废气流量即为最大。当传动轴穿过阀体内部，贯穿进气口和出气口之间的通道时，为了防止传动轴与通道内壁之间的缝隙产生泄露，该泄露是指废气不经过阀门即可进入出气口，从而进入发动机内部；可以将传动轴与阀门的连接位置设置在进气口所在的通道内。具体的，可以使阀门包括一体化连接的密封盖34和连接部35，密封盖34上设有环形槽31，环形槽31内安装的密封环具有调节阀门最小流量功能，也可以将积碳自动清理，防止出现由于积碳的原因造成阀门和传动轴卡死的现象。连接部35与传动轴固定连接，连接部35靠近进气口，密封盖34靠近出气口。

本实用新型的一个实施例中，传动轴靠近从动轮的一端外周设有扭转弹簧33；扭转弹簧33可以用于当电动机停止后，阀门的自动复位。

本实用新型的一个实施例中，阀体具有夹层，夹层内设有循环水流道和进出水口36。夹层内通入循环水后，可以对电动机容纳腔24外壁、阀体进行冷却。

Claims (6)

1.一种基于CDPF系统的柴油机尾气处理装置，其特征在于：

包括通过第一金属管与柴油机排气歧管连接的EGR系统，

通过第二金属管与排气歧管连接的DOC系统以及CDPF系统；

所述EGR系统的进气端口与第一金属管连接，排气端口与柴油机的进气歧管连接；

所述第二金属管上设置有NOx传感器、温度传感器以及混合器；所述DOC系统包括第一安装壳以及固定在第一安装壳内的DOC催化器，所述CDPF系统包括第二安装壳以及固定在第二安装壳内的蜂窝壁流式捕集器；

所述第一安装壳和第二安装壳通过第三金属管连接，DOC催化器的两端均设置有温度传感器，蜂窝壁流式捕集器的两端均设置有压差传感器。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述第一安装壳和第二安装壳的结构相同，均包括壳体；所述壳体包括设置在两端的连接部，容纳DOC催化器或者蜂窝壁流式捕集器的容纳腔以及设置在容纳腔和连接部之间的端盖；所述端盖与容纳腔连接处设置有保护部。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述DOC催化器或者蜂窝壁流式捕集器与容纳腔之间具有衬垫。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述蜂窝壁流式捕集器上涂覆有钯和铑两种混合组成的贵金属。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述蜂窝壁流式捕集器的捕集效率为PM＜0.0045g/km。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述EGR系统包括EGR阀门，所述EGR阀门包括阀体，阀体上具有连通的进气口和出气口，阀体的内部具有电动机容纳腔和齿轮容纳腔；

电动机，嵌入电动机容纳腔内，其输出轴上连接有主动轮；

传动轴，贯穿阀体内部，穿过进气口和出气口的之间的通道，传动轴的一端连接有与主动轮配合的从动轮，另一端与安装在阀体内部的轴承配合；从动轮和主动轮安装在齿轮容纳腔内；

阀门，与固定在进气口和出气口通道内部的座圈配合；阀门径向平行的固定在传动轴上；阀门的端面外周设有环形槽，环形槽内安装有密封环；

端盖，密封电动机容纳腔和齿轮容纳腔。