CN221169713U - 柴油发动机尾气处理装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种柴油发动机尾气处理装置，包括：排气管总成和消声器总成，排气管总成包括管体和催化柱，管体为两端开口的中空管道，中空管道的第一端向下弯折，以通过第一法兰盘与柴油发动机的排气口可拆卸地连接，中空管道的第二端通过第二法兰盘与消声器总成的进气口可拆卸地连接；催化柱嵌套在中空管道中，并且催化柱具有贯穿催化柱本体的蜂窝状结构；消声器总成包括相互连通的第一反射室和第二反射室，第一反射室与消声器总成的进气口连通，第二反射室与消声器总成的出气口连通，第一反射室套设在第二反射室中。本申请的方案可以对柴油发动机测试阶段排出的尾气进行处理。

Description

柴油发动机尾气处理装置

技术领域

本申请涉及发动机尾气处理领域，特别涉及一种柴油发动机尾气处理装置。

背景技术

柴油发动机作为一种重要的动力装置，广泛应用于汽车、工业设备和船舶等领域。由于其燃烧方式和燃料特性的不同，柴油发动机的尾气排放中常含有大量的颗粒物和氮氧化物等有害物质，对环境和人体健康造成危害。针对这一问题，行业规范要求柴油发动机在使用过程中必须安装尾气处理装置以减少尾气排放。这些尾气处理装置可以有效地将颗粒物和氮氧化物转化为无害物质，从而降低其对环境和人体健康的危害。

在实际应用中，柴油发动机在安装前会经历检测、调试、试运行等工序。由于这些工序主要目的是评估发动机性能、燃烧特性等参数，并进行调整，以确保其正常运行和满足相关要求，因此，在检测、调试、试运行等阶段，通常不会对发动机排出的尾气进行处理。这些尾气会大量聚集在测试场地，而测试人员长期暴露在这些有害物质中会对健康产生负面影响。同时，这些尾气中的有害物质会导致空气质量下降，加重大气污染问题，并对生态系统产生不利影响。

然而，现有的柴油发动机尾气处理装置是为已经安装到汽车、轮船等设备上的发动机工况而设计和开发的，其无法应用到发动机的检测、调试、试运行等工作中。因此，针对柴油发动机的检测、调试、试运行等测试阶段排出的尾气，目前亟需一种处理装置。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种柴油发动机尾气处理装置，可以对柴油发动机测试阶段排出的尾气进行处理。

为实现上述目的，本申请一方面提供一种柴油发动机尾气处理装置，包括：排气管总成和消声器总成，其中，所述排气管总成包括管体和催化柱，所述管体为两端开口的中空管道，所述中空管道的第一端向下弯折，以通过第一法兰盘与柴油发动机的排气口可拆卸地连接，所述中空管道的第二端通过第二法兰盘与所述消声器总成的进气口可拆卸地连接；所述催化柱的截面形状与所述中空管道的截面形状相适配，以使得所述催化柱嵌套在所述中空管道中，并且所述催化柱具有贯穿催化柱本体的蜂窝状结构，所述蜂窝状结构用于承载催化剂；所述消声器总成包括相互连通的第一反射室和第二反射室，其中，所述第一反射室与所述消声器总成的进气口连通，所述第二反射室与所述消声器总成的出气口连通，所述第一反射室套设在所述第二反射室中。

进一步的，所述催化柱贴近所述中空管道的第一端设置，并且所述催化柱与所述发动机排气口的距离小于所述催化柱与所述消声器总成进气口的距离。

进一步的，所述管体和所述催化柱皆为圆柱体，并且所述催化柱的直径略小于所述管体的直径。

进一步的，沿所述管体的外表面设置有多个加强筋，所述多个加强筋沿所述管体的轴向延伸。

进一步的，所述管体为不锈钢材质。

进一步的，所述催化柱本体为陶瓷材质。

进一步的，所述第一反射室的外壁包覆有矿棉板，所述第二反射室的外壁与所述消声器总成的外壳体之间留有间隙。

进一步的，所述消声器总成的出气口设置有陶瓷板，所述陶瓷板具有多个孔结构。

进一步的，所述消声器总成的出气口连接有防水排气管。

由此可见，本申请提供的方案，柴油发动机的的排气口连接有尾气处理装置，该尾气处理装置由排气管总成和消声器总成组成，其中，排气管总成包括管体和催化柱，消声器总成包括相互连通的第一反射室和第二反射室。管体为两端开口的中空管道，通过采用中空管道结构，排气管总成能够有效地引导和排放发动机产生的废气。该中空管道的第一端向下弯折并与柴油发动机的排气口连接，而第二端通过第二法兰盘连接到消声器总成的进气口。这样的设计使得排气管总成能够与发动机紧密连接，并实现可拆卸的连接方式，便于安装和维护。排气管总成中的催化柱的截面形状与中空管道相适配，使得催化柱能够完全嵌套在中空管道内。催化柱内部采用了蜂窝状结构，用于承载催化剂。这种结构能够提供大量的表面积，增加催化剂与废气之间的接触面积，从而促进废气中有害物质的催化转化。催化柱的设计使得排气管总成能够有效地净化废气，降低对环境的污染。消声器总成中的第一反射室与消声器总成的进气口连接，而第二反射室与消声器总成的出气口连接。这样的设计可以有效地减少排气管中传播的噪音波动，并通过双反射室的设计进一步降低噪音，进而使得发动机排气过程更加安静。本申请的方案不仅能够有效地对柴油发动机测试阶段排出的尾气进行处理，降低有害物质的排放，还能够减少发动机产生的噪音，提高测试人员的环境舒适度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的一种实施方式中柴油发动机尾气处理装置与发动机连接在一起时的结构示意图；

图2是本申请提供的一种实施方式中柴油发动机尾气处理装置的立体结构示意图；

图3是本申请提供的一种实施方式中管体的局部剖面图；

图4是本申请提供的一种实施方式中催化柱的立体结构示意图；

图5是本申请提供的一种实施方式中消声器总成的剖面图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。本申请使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”、“第一端”、“第二端”、“一端”、“另一端”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“滑动连接”、“固定”、“套接”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

柴油发动机作为一种重要的动力装置，广泛应用于汽车、工业设备和船舶等领域。由于其燃烧方式和燃料特性的不同，柴油发动机的尾气排放中常含有大量的颗粒物和氮氧化物等有害物质，对环境和人体健康造成危害。针对这一问题，行业规范要求柴油发动机在使用过程中必须安装尾气处理装置以减少尾气排放。这些尾气处理装置可以有效地将颗粒物和氮氧化物转化为无害物质，从而降低其对环境和人体健康的危害。

在实际应用中，柴油发动机在安装前会经历检测、调试、试运行等工序。由于这些工序主要目的是评估发动机性能、燃烧特性等参数，并进行调整，以确保其正常运行和满足相关要求，因此，在检测、调试、试运行等阶段，通常不会对发动机排出的尾气进行处理。这些尾气会大量聚集在测试场地，这可能导致测试场地的尾气污染较为严重，而测试人员长期暴露在这些有害物质中会对健康产生不利影响。同时，这些尾气未经处理而直接排放到空气中，会导致空气质量下降，加重大气污染问题，并对生态系统产生不利影响。

然而，现有的柴油发动机尾气处理装置主要是为已安装在汽车、轮船等设备上的发动机在实际运行工况下设计和开发的，而在柴油发动机的检测、调试、试运行等测试工作中，需要对发动机进行全面的性能评估和参数调整。这些测试工作通常在实验室或专门的测试场地进行。在实际运行中，发动机在汽车、轮船等设备上的工作状态、负荷特性和燃烧参数等与测试阶段存在较大差异。因此，现有的发动机尾气处理装置无法直接应用到发动机的检测、调试、试运行等工作中。

因此，如何对柴油发动机的检测、调试、试运行等测试阶段排出的尾气进行处理，便成为本领域亟需解决的课题。

下面将结合附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，本申请所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域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方式，都属于本申请保护的范围。

请一并参考图1至图5。在本实施方式中，柴油发动机尾气处理装置包括排气管总成1和消声器总成2，排气管总成1包括管体11和催化柱12，其中，管体11为两端开口的中空管道，该中空管道大体上沿直线延伸，其第一端111向下弯折，以与柴油发动机3的排气口31对接。具体的，该中空管道的第一端111可以向下弯折90度，并利用第一法兰盘13与柴油发动机3的排气口31可拆卸地连接。当柴油发动机3被放置在测试平台上后，测试人员可以利用第一法兰盘13将管体11的第一端111与柴油发动机3的排气口31连接在一起。进一步的，该中空管道的第二端112可以通过第二法兰盘14与消声器总成2的进气口21可拆卸地连接。如此，柴油发动机3排出的尾气便可以通过管体11的第一端111进入管体11中，并从管体11的第二端112进入消声器总成2的内部。

在本实施方式中，催化柱12设置在管体11中，具体的，催化柱12的截面形状与上述中空管道的截面形状相适配，从而使得催化柱12可以嵌套在该中空管道中。如图3、图4所示，催化柱12具有贯穿催化柱本体的蜂窝状结构，该蜂窝状结构用于承载催化剂。由于上述蜂窝状结构贯穿催化柱12的本体，因此催化柱12并不会阻碍气体在管体11中流动。当柴油发动机3排出的尾气进入管体11后，上述尾气将从催化柱12中穿过，然后在催化剂的作用下被分解。

在实际应用中，可以采用吸附催化剂技术将催化剂集成在催化柱12中。当柴油发动机3排出的尾气流经催化柱12时，NOx首先在贵金属上被催化氧化为NO2，然后与NO吸附剂发生反应形成硝酸盐。随着柴油发动机3不断排出尾气，催化柱12的温度将会升高。当催化柱12的温度升高至一定温度后，硝酸盐的稳定性会被破坏，之后尾气中的CO、HC将和硝酸盐反应生成NOx，然后NOx与尾气中的CO、H2、HC等在贵金属催化剂的作用下发生反应，并最终生成无污染的N2。催化柱12中的蜂窝状结构可以增加尾气与催化剂的接触面积，进而提高尾气处理效率。

为进一步降低尾气排放的噪音，本申请还对消声器总成2的结构进行了改进。具体的，如图5所示，消声器总成2内部设置有两个消声反射室，即第一反射室22和第二反射室23。第一反射室22与消声器总成2的进气口21连通，第二反射室23则与消声器总成2的出气口24连通，第一反射室22套设在第二反射室23中，以减小消声器总成2的体积。当柴油发动机3排出的尾气通过进气口21进入消声器总成2后，上述尾气首先进入第一反射室22，并在第一反射室22中发生反射和干涉。这样，声波会以不同的路径在第一反射室22内来回传播，形成相互干涉的波动，从而抵消或减小尾气的原始噪声。之后，尾气将进入第二反射室23，并在第二反射室23中发生反射和干涉，以进一步减小尾气的噪声。将第一反射室22套设在第二反射室23中，不仅可以减小消声器总成2的体积，并且当声波在第二反射室23中传播时，还可以利用第一反射室22的壳体吸收和散射上述声波，从而进一步提高第二反射室23对声波的反射和干涉效果。

由于催化柱12中的催化剂需要在一定温度下才可以达到最佳的催化效果，因此可以将催化柱12贴近柴油发动机3的排气口31设置，以最大化利用柴油发动机3排出的尾气中的热量。在一种可实现的实施方式中，催化柱12贴近中空管道的第一端111设置，并且催化柱12与柴油发动机3的排气口31的距离小于催化柱12与消声器总成2进气口21的距离。进一步的，催化柱12可以靠近中空管道的第一端111弯折处设置。

在一种可实现的实施方式中，管体11和催化柱12皆为圆柱体，并且催化柱12的直径略小于管体11的直径。将管体11构造为圆柱体可以简化管体11的制作工艺，进而降低制作成本。进一步的，管体11可以由上下两部分壳体拼接而成，上述两部分壳体可以通过螺栓连接在一起。这样，当催化柱12需要进行更换时，技术人员可以将管体11拆开，从而快速对催化柱12进行更换。

管体11的长度可以根据实际需要进行设定，例如可以将管体11的长度设置为2米或者3米。在一种可实现的实施方式中，沿管体11的外表面设置有多个加强筋(未示出)，上述多个加强筋沿管体11的轴向延伸。加强筋可以增强管体11的刚度，以避免管体11发生形变。进一步的，上述多个加强筋均匀分布在管体11的外表面上。

可选的，管体11可以利用不锈钢材料制作而成，以提高管体11的耐高温性，并避免管体11发生锈蚀。

可选的，催化柱12本体可以利用陶瓷材料制作而成，然后将催化剂涂覆到催化柱12本体上，并对涂覆有催化剂的催化柱12本体进行高温烧结处理，使得催化剂颗粒与催化柱12本体紧密结合，从而形成稳定的催化剂层。

为提高消声器总成2的消声效果，在一种可实现的实施方式中，第一反射室22的外壁包覆有矿棉板，该矿棉板可以吸收第二反射室23中的声波，并减小第一反射室22的震动。进一步的，第二反射室23的外壁与消声器总成2的外壳体25之间留有间隙。如此，第二反射室23的外壁与消声器总成2的外壳体25之间将形成一个空腔，该空腔可以起到另一个消声反射室的作用。当尾气从第二反射室23流出后，该尾气可以在上述空腔中发生反射和干涉，从而进一步降低尾气的噪音。

在一种可实现的实施方式中，消声器总成2的出气口24设置有陶瓷板(未示出)，该陶瓷板具有多个孔结构。当尾气流经消声器总成2的出气口24时，尾气中的颗粒物可以被上述孔结构吸附，从而进一步提高对尾气的净化效果。

在一种可实现的实施方式中，消声器总成2的出气口24还连接有防水排气管26。该防水排气管26具有弯折部，该弯折部可以防止雨水流入消声器总成2中，并且通过调整上述弯折部的朝向，还可以对尾气的最终排放方向进行控制，以适应不同的测试场地环境。

由此可见，本申请提供的方案，柴油发动机的的排气口连接有尾气处理装置，该尾气处理装置由排气管总成和消声器总成组成，其中，排气管总成包括管体和催化柱，消声器总成包括相互连通的第一反射室和第二反射室。管体为两端开口的中空管道，通过采用中空管道结构，排气管总成能够有效地引导和排放发动机产生的废气。该中空管道的第一端向下弯折并与柴油发动机的排气口连接，而第二端通过第二法兰盘连接到消声器总成的进气口。这样的设计使得排气管总成能够与发动机紧密连接，并实现可拆卸的连接方式，便于安装和维护。排气管总成中的催化柱的截面形状与中空管道相适配，使得催化柱能够完全嵌套在中空管道内。催化柱内部采用了蜂窝状结构，用于承载催化剂。这种结构能够提供大量的表面积，增加催化剂与废气之间的接触面积，从而促进废气中有害物质的催化转化。催化柱的设计使得排气管总成能够有效地净化废气，降低对环境的污染。消声器总成中的第一反射室与消声器总成的进气口连接，而第二反射室与消声器总成的出气口连接。这样的设计可以有效地减少排气管中传播的噪音波动，并通过双反射室的设计进一步降低噪音，进而使得发动机排气过程更加安静。本申请的方案不仅能够有效地对柴油发动机测试阶段排出的尾气进行处理，降低有害物质的排放，还能够减少发动机产生的噪音，提高测试人员的环境舒适度。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种柴油发动机尾气处理装置，其特征在于，包括：排气管总成和消声器总成，其中，

所述排气管总成包括管体和催化柱，所述管体为两端开口的中空管道，所述中空管道的第一端向下弯折，以通过第一法兰盘与柴油发动机的排气口可拆卸地连接，所述中空管道的第二端通过第二法兰盘与所述消声器总成的进气口可拆卸地连接；

所述催化柱的截面形状与所述中空管道的截面形状相适配，以使得所述催化柱嵌套在所述中空管道中，并且所述催化柱具有贯穿催化柱本体的蜂窝状结构，所述蜂窝状结构用于承载催化剂；

所述消声器总成包括相互连通的第一反射室和第二反射室，其中，所述第一反射室与所述消声器总成的进气口连通，所述第二反射室与所述消声器总成的出气口连通，所述第一反射室套设在所述第二反射室中。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述催化柱贴近所述中空管道的第一端设置，并且所述催化柱与所述发动机排气口的距离小于所述催化柱与所述消声器总成进气口的距离。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述管体和所述催化柱皆为圆柱体，并且所述催化柱的直径略小于所述管体的直径。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，沿所述管体的外表面设置有多个加强筋，所述多个加强筋沿所述管体的轴向延伸。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述管体为不锈钢材质。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述催化柱本体为陶瓷材质。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一反射室的外壁包覆有矿棉板，所述第二反射室的外壁与所述消声器总成的外壳体之间留有间隙。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述消声器总成的出气口设置有陶瓷板，所述陶瓷板具有多个孔结构。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述消声器总成的出气口连接有防水排气管。