CN210013734U - 一种废气净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种废气净化装置，属于汽车技术领域。它解决了现有汽车废气无法及时排出且燃油消耗大的问题。本废气净化装置包括颗粒捕集器和电加热器，颗粒捕集器前侧设有进气管，所述进气管与颗粒捕集器的内部连通，进气管上设有旁通管，旁通管两端均与进气管连通，电加热器设于旁通管上。本废气净化装置具有保证废气净化的及时性，同时降低燃油消耗的优点。

Description

一种废气净化装置

技术领域

本实用新型属于汽车技术领域，涉及一种废气净化装置。

背景技术

面对日益恶化的环境，国家《2017汽车产业中长期发展规划》中提出要加大汽车节能环保技术的研发及推广，重点控制尾气后处理排放。对于目前的国五标准而言，该规划无论在试验工况还是在各项排放物限值上，都有了跳跃式的提高，对汽油机更是增加了颗粒物的要求，因此颗粒物排放评价指标中的微粒排放物质PM成为“国六”排放标准中重点关注的对象之一。

针对现有汽车排放存在的问题，汽车生产厂家对汽车的排气系统进行改进，在汽车排气系统中增设净化微粒排放物质的净化装置。该净化装置包括颗粒捕集器，颗粒捕集器的前侧与三元催化器之间通过进气管相连，颗粒捕集器的后侧与消声器之间通过排气管相连，通过增设颗粒捕集器捕集废气中的微粒排放物质，然后再对捕集的微粒排放物质进行燃烧氧化成二氧化碳，使得颗粒捕集器再生，二氧化碳随过滤后的废气排出。

通过增设净化装置使得汽车排放的尾气符合“国六”排放标准。现有颗粒捕集器内部的起燃温度通常为550℃，该起燃温度是通过发动机排气管排出的废气的累加得到，当汽车处于低速行驶工况下，颗粒捕集器内部温度长时间无法达到起燃温度，此时微粒排放物质会在较短的时间内在颗粒捕集器内堆积，导致发动机排气不畅，该情况下，发动机会加大喷油量，使得排气温度上升，但该废气升温方式导致发动机燃油不充分，导致恶性循环，造成燃油消耗持续升高。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种废气净化装置，解决的技术问题是如何保证废气净化的及时性，同时降低燃油消耗。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种废气净化装置，包括颗粒捕集器和电加热器，所述颗粒捕集器前侧设有进气管，所述进气管与颗粒捕集器的内部连通，其特征在于，进气管上设有旁通管，所述旁通管两端均与进气管连通，所述电加热器设于旁通管上。

本申请的废气净化装置可应用在汽车排气系统上，将本申请的颗粒捕集器设于三元催化器与消声器之间，即颗粒捕集器的前侧与三元催化器之间通过进气管相连，颗粒捕集器的后侧与消声器之间通过排气管相连。本废气净化装置的原理是：当废气进入进气管后，废气因进气管的结构被划分为两部分，一部分废气进入旁通管一端且沿旁通管朝颗粒捕集器的方向流动，另一部分废气沿进气管朝颗粒捕集器的方向流动，因旁通管两端均与进气管连通，故由旁通管一端进入的废气从另一端流回进气管，继而一同流向颗粒捕集器，当废气流至颗粒捕集器后，由颗粒捕集器捕捉废气中的微粒排放物质，使得微粒排放物质滞留在颗粒捕集器的内部，过滤后的气体经排气管流向消声器，滞留的微粒排放物质会通过颗粒捕集器内部的氧化燃烧变成对人体无害的二氧化碳再排出颗粒捕集器，本申请以颗粒捕集器的起燃温度550℃为例，当颗粒捕集器中的温度达到550℃时，沉积在颗粒捕集器内的微粒排放物质才会氧化燃烧，避免微粒排放物质堵塞颗粒捕集器。

但是，当颗粒捕集器中的温度未达到550℃时，控制电加热器工作，即电加热器会对从旁通管一端进入颗粒捕集器的废气进行加热，加热至颗粒捕集器的起燃温度以上，当废气排出旁通管时，旁通管内的废气会与进气管内的废气发生强制对流，即温度较高的废气与温度较低的废气之间循环流动，相互掺和，最终使得温度趋于均匀，由此使得进气管内的废气温度快速升高，以达到颗粒捕集器的起燃温度，使得沉积在颗粒捕集器内的微粒排放物质发生氧化燃烧，避免微粒排放物质堵塞颗粒捕集器，同时，旁通管的设置使得进气管供废气流通的面积增大，在合理范围内加快气体流向颗粒捕集器的速度。避免现有技术中颗粒捕集器内部温度无法达到550℃时，需通过加大发动机喷油使得排气温度上升，但该废气升温方式导致发动机燃油不充分，进而恶性循环，造成燃油消耗持续升高。由此本申请通过废气强制对流和提高废气进入颗粒捕集器的速度，以保证废气净化的及时性，同时降低燃油消耗。

在上述的一种废气净化装置中，所述旁通管包括流入段、加热段以及流出段，所述流入段通过加热段与流出段相连，所述流入段与进气管连通且两者之间形成有供废气进入的入口，所述流出段与进气管连通且两者之间形成有供废气排出的出口，所述电加热器设于加热段上。当废气进入旁通管时，废气从入口进入流入段，最后经流出段从出口排出，因加热段位于流入段与流出段之间，使得加热段时废气必经之地，将电加热器设于加热段上，以保证电加热器能够对进入旁通管的废气进行加热，同时，流入段和流出段能在短时间内存储有废气，以延长电加热器对废气的加热时长，加快颗粒捕集器内部达到起燃温度的速度，从而保证废气净化的及时性，同时降低燃油消耗。

在上述的一种废气净化装置中，所述流出段位于流入段与颗粒捕集器之间。该种布置方式使得旁通管的出口更靠近颗粒捕集器，由此降低废气沿进气管流动时的能量损失，从而保证废气净化的及时性，同时降低燃油消耗。

在上述的一种废气净化装置中，所述加热段的管径、流入段的管径以及流出段的管径一致。该结构一方面降低旁通管的加工难度，另一方面保证废气在旁通管内的流动平稳性，从而保证废气净化的及时性，同时降低燃油消耗。

在上述的一种废气净化装置中，所述旁通管呈U形，所述旁通管的管径小于进气管的管径。U形的旁通管一方面降低加工难度，另一方面延长废气在旁通管内的停留时间，进而延长电加热器对废气的加热时长，加快颗粒捕集器内部达到起燃温度的速度，由此保证废气净化的及时性，旁通管的管径小于进气管的管径，使得进气管供废气流通的面积在合理范围内，即保证颗粒捕集器前后压差在合理区间内，从而保证废气净化的及时性，同时降低燃油消耗。

在上述的一种废气净化装置中，所述旁通管与进气管为一体式结构。该结构一方面使得进气管制造方便，另一方面降低废气发生泄露的可能性，由此保证废气净化的稳定性。

在上述的一种废气净化装置中，所述流入段内壁上设有开启入口或者关闭入口的主动阀门。当颗粒捕集器的内部温度能够达到起燃温度时，此时电加热器处于停止工作的状态，主动阀门关闭，阻挡废气进入旁通管，减少废气不必要的流动，从而保证废气净化的及时性，同时降低燃油消耗。

在上述的一种废气净化装置中，废气净化装置还包括用于信息整合并发出指令的控制器和向控制器实时传递颗粒捕集器内部温度信息的测温模块，当测温模块检测到颗粒捕集器的内部温度低于预设温度时，所述控制器控制电加热器工作并控制主动阀门开启入口，当测温模块检测到颗粒捕集器的内部温度高于预设温度时，所述控制器控制电加热器停止工作并控制主动阀门关闭入口。因控制器是对测温模块传递的颗粒捕集器内部温度信息、测压模块传递的颗粒捕集器前后压差信息进行整合，整合后，控制器在基于信息对电加热器和主动阀门进行控制，通过实时数据控制保证废气净化的及时性，同时降低燃油消耗。

在上述的一种废气净化装置中，所述测温模块为温度传感器，所述温度传感器设于颗粒捕集器的内部，所述温度传感器与控制器电连接。因颗粒捕集器内部的温度是燃烧的必要条件，通过温度传感器对颗粒捕集器内部的温度进行实时监测，由此保证废气净化的及时性，同时降低燃油消耗。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种废气净化装置具有以下优点：

1、当颗粒捕集器中的温度未达到550℃时，电加热器工作，即电加热器会对从旁通管一端进入颗粒捕集器的废气进行加热，加热至颗粒捕集器的起燃温度以上，当废气排出旁通管时，旁通管内的废气会与进气管内的废气发生强制对流，即温度较高的废气与温度较低的废气之间循环流动，相互掺和，最终使得温度趋于均匀，由此使得进气管内的废气温度快速升高，以达到颗粒捕集器的起燃温度，使得沉积在颗粒捕集器内的微粒排放物质发生氧化燃烧，避免微粒排放物质堵塞颗粒捕集器，由此保证废气净化的及时性，同时降低燃油消耗。

2、当颗粒捕集器的内部温度能够达到起燃温度时，此时电加热器处于停止工作的状态，主动阀门关闭，阻挡废气进入旁通管，减少废气不必要的流动，从而保证废气净化的及时性，同时降低燃油消耗。

附图说明

图1是本废气净化装置在加热器工作时的整体结构示意图。

图2是本废气净化装置在加热器停止工作时的整体结构示意图。

图3是本实用新型的控制结构示意图。

图中，1、颗粒捕集器；2、电加热器；3、进气管；4、旁通管；41、流入段；42、加热段；43、流出段；44、入口；45、出口；5、主动阀门；6、控制器；7、测温模块；8、测压模块。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1、图2所示，本废气净化装置包括颗粒捕集器1和电加热器2。

颗粒捕集器1前侧设有供废气进入的进气管3，颗粒捕集器1后侧设有供废气排出的排气管，废气净化装置还包括三元催化器和消声器，颗粒捕集器1的前侧与三元催化器之间通过进气管3相连，颗粒捕集器1的后侧与消声器之间通过排气管相连，进气管3和排气管均与颗粒捕集器1的内部连通。

进气管3上设有呈U形的旁通管4，旁通管4包括流入段41、加热段42以及流出段43，流入段41通过加热段42与流出段43相连，加热段42的管径、流入段41的管径以及流出段43的管径一致，流入段41与进气管3连通且两者之间形成有供废气进入的入口44，流入段41内壁上设有开启入口44或者关闭入口44的主动阀门5，流出段43与进气管3连通且两者之间形成有供废气排出的出口45，电加热器2设于加热段42上，流出段43位于流入段41与颗粒捕集器1之间，旁通管4的管径小于进气管3的管径，旁通管4与进气管3为一体式结构。

如图3所示，废气净化装置还包括控制器6、向控制器6实时传递颗粒捕集器1内部温度信息的测温模块7和向控制器6实时传递颗粒捕集器1前后压差信息的测压模块8，控制器6直接选用现有汽车中的排气控制器即可，控制器6对测温模块7和测压模块8传递信息进行整合，当测温模块7检测到颗粒捕集器1的内部温度低于预设温度时，控制器6控制电加热器2工作并控制主动阀门5开启入口44，当测温模块7检测到颗粒捕集器1的内部温度高于预设温度时，所述控制器6控制电加热器2停止工作并控制主动阀门5关闭入口44，若测温模块7失灵，当测压模块8检测到颗粒捕集器1前后两侧的压差大于预设压差时，控制器6控制电加热器2工作并控制主动阀门5开启入口44，当测压模块8检测到颗粒捕集器1前后两侧的压差小于预设压差时，控制器6控制电加热器2停止工作并控制主动阀门5关闭入口44，其中，测温模块7为温度传感器，温度传感器设于颗粒捕集器1的内部，温度传感器与控制器6电连接，测压模块8为压力传感器，压力传感器设于颗粒捕集器1的前后两侧，压力传感器与控制器6电连接。

本申请的废气净化装置应用在汽车排气系统上，当发动机排气管排气后，废气从三元催化器进入进气管3，如图3所示，温度传感器对颗粒捕集器1内部的温度进行实时监测并反馈至控制器6，压力传感器对颗粒捕集器1前后压差进行实时监测并反馈至控制器6，控制器6对上述两个传感器反馈的信息进行整合，整合后控制器6根据汽车排放的实际情况做出判断。当控制器6判断颗粒捕集器1中的温度能达到550℃时，如图2所示，此时主动阀门5关闭入口44，以阻挡废气进入旁通管4，废气通过进气管3直接进入颗粒捕集器1，当废气流至颗粒捕集器1后，由颗粒捕集器1捕捉废气中的微粒排放物质，使得微粒排放物质滞留在颗粒捕集器1的内部，过滤后的气体经排气管流向消声器，滞留的微粒排放物质会通过颗粒捕集器1内部的氧化燃烧变成对人体无害的二氧化碳再排出颗粒捕集器1，当控制器6判断颗粒捕集器1的内部温度未能达到550℃时，如图1所示，此时控制器6控制主动阀门5开启入口44，电加热器2工作，当废气进入进气管3后，废气因进气管3的结构被划分为两部分，一部分废气由入口44进入流入段41，另一部分废气继续沿进气管3朝颗粒捕集器1的方向流动，当进入旁通管4的废气流动至加热段42时，电加热器2将废气加热至颗粒捕集器1的起燃温度以上，加热后的废气流向流出段43，当废气从出口45排出旁通管4时，旁通管4内的废气会与进气管3内的废气发生强制对流，即温度较高的废气与温度较低的废气之间循环流动，相互掺和，最终使得温度趋于均匀，由此使得进气管3内的废气温度快速升高，以达到颗粒捕集器1的起燃温度，使得沉积在颗粒捕集器1内的微粒排放物质发生氧化燃烧，避免微粒排放物质堵塞颗粒捕集器1，由此保证废气净化的及时性，同时降低燃油消耗。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了颗粒捕集器1、电加热器2、进气管3、旁通管4、流入段41、加热段42、流出段43、入口44、出口45、主动阀门5、控制器6、测温模块7、测压模块8等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (9)

1.一种废气净化装置，包括颗粒捕集器(1)和电加热器(2)，所述颗粒捕集器(1)前侧设有进气管(3)，所述进气管(3)与颗粒捕集器(1)的内部连通，其特征在于，进气管(3)上设有旁通管(4)，所述旁通管(4)两端均与进气管(3)连通，所述电加热器(2)设于旁通管(4)上。

2.根据权利要求1所述的一种废气净化装置，其特征在于，所述旁通管(4)包括流入段(41)、加热段(42)以及流出段(43)，所述流入段(41)通过加热段(42)与流出段(43)相连，所述流入段(41)与进气管(3)连通且两者之间形成有供废气进入的入口(44)，所述流出段(43)与进气管(3)连通且两者之间形成有供废气排出的出口(45)，所述电加热器(2)设于加热段(42)上。

3.根据权利要求2所述的一种废气净化装置，其特征在于，所述流出段(43)位于流入段(41)与颗粒捕集器(1)之间。

4.根据权利要求3所述的一种废气净化装置，其特征在于，所述加热段(42)的管径、流入段(41)的管径以及流出段(43)的管径一致。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种废气净化装置，其特征在于，所述旁通管(4)呈U形，所述旁通管(4)的管径小于进气管(3)的管径。

6.根据权利要求1至4任一项所述的一种废气净化装置，其特征在于，所述旁通管(4)与进气管(3)为一体式结构。

7.根据权利要求2至4任一项所述的一种废气净化装置，其特征在于，所述流入段(41)的内壁上设有开启入口(44)或者关闭入口(44)的主动阀门(5)。

8.根据权利要求7所述的一种废气净化装置，其特征在于，废气净化装置还包括用于信息整合并发出指令的控制器(6)和向控制器(6)实时传递颗粒捕集器(1)内部温度信息的测温模块(7)，当测温模块(7)检测到颗粒捕集器(1)的内部温度低于预设温度时，所述控制器(6)控制电加热器(2)工作并控制主动阀门(5)开启入口(44)，当测温模块(7)检测到颗粒捕集器(1)的内部温度高于预设温度时，所述控制器(6)控制电加热器(2)停止工作并控制主动阀门(5)关闭入口(44)。

9.根据权利要求8所述的一种废气净化装置，其特征在于，所述测温模块(7)为温度传感器，所述温度传感器设于颗粒捕集器(1)的内部，所述温度传感器与控制器(6)电连接。

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