CN2446293Y

CN2446293Y - 一种汽车尾气催化净化装置

Info

Publication number: CN2446293Y
Application number: CN00239168U
Authority: CN
Inventors: 王黎明; 孙树典
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-06-16
Filing date: 2000-06-16
Publication date: 2001-09-05
Anticipated expiration: 2010-06-16

Abstract

本实用新型一种汽车尾气催化净化装置,属环境保护类控制和治理汽车尾气污染物的车载装置,是在汽车发动机化油器前端供油管上,先扣合安装上一组由金属钕制成的圆柱体强磁性燃油净化器;然后再在发动机的尾气对接口处,通过对接法兰安装上催化净化器,最后再将催化净化器的排气管与原车上的尾气导管、中极消声器和终极消声器实现对接,可直接对机动车尾气中的CO、HC、NOx、烃类等有害污染物,进行催化净化处理,同时将尾气中的噪音、火种等有害污染物的排放,减少到最低的限度。

Description

一种汽车尾气催化净化装置

本实用新型一种汽车尾气催化净化装置，属环境保护类控制和治理汽车尾气污染物的车载装置，特别是针对汽车尾气中CO、HC、NOx等空气污染物进行催化净化的产品。

我们知道，机动车在工作时会产生CO、HC、NOx、烃类化合物、烟尘、噪音、火种等许多有害污染物。早在1946年发生在美国洛杉矶的光化学烟雾事件和1962年12月5日发生在英国伦敦的烟雾事件，其罪魁祸首就是汽车所排放出的高污染浓度尾气。目前全世界每年因空气污染而引发的各种人体疾病，已夺去上千万人的生命，另有上亿人的身心健康，正遭受到极大的威胁。为了保护我们人类赖以生存的自然大气环境和自然生态环境，全世界各国的科学家们都在为彻底消除各种人为因素，对自然生态环境所造成的严重污染和破坏，而纷纷采取积极有效的解救措施和果断行动。目前，西方发达国家如美国、英国、日本、德国、法国等，都在对控制机动车尾气中CO、HC、NOx等污染物的排放，采取了许多强制性的措施，现已取得了效好的控制效果。要获得高质量的控制和治理机动车尾气污染物排放的效果，就必须首先做到禁止生产、销售、使用“含铅”汽油，积极推广生产、使用“无铅”汽油和其它低污染性燃料；积极推广汽油机动车发动机配置燃油电子喷射装置，强制机动车辆必须安装尾气净化装置，强制执行机动车报废制度等强制性措施。只有确保上述强制性措施都能够落到实处，控制和治理机动车尾气污染才会大见成效。参考文献《内燃机的排气净化装置》发明专利公开号CN1184523A，《利用整体换热的改进型催化剂结构件》发明专利公开号CN1147287A和《排气净化装置》发明专利公开号CN1140481A。然而，上述专利公开文献中所述的技术在实际应用中，存在以下缺陷：一、上述汽车尾气净化装置其结构都比较复杂，制造、安装、使用、维修、更换都不方便，实用性较差。二、上述汽车尾气净化器，均为贵金属催化净化器，使用时均对汽车自身条件有严格的要求，除了不能使用“含铅”汽油以外，还必须配置昂贵的氧传感器和燃油电子喷射装置。这些先决条件对我国的在用汽车的安装使用，都是不切合实际的。三、现有汽车尾气催化净化器，由于是采用贵重金属钯Pd、铂Pt、铑Rh等做主催化剂的活性组份物质，因此在使用时非常容易发生“铅中毒”现象，严重的制约了催化剂的使用寿命和净化尾气的效果。四、现有汽车尾气催化净化器中的贵金属催化剂，均是通过浸镀或刷镀而附着在蜂窝陶瓷载体或金属载体上的，因此在较大震动环境、高温强气流冲击环境和大幅度温差环境中，容易出现贵金属催化剂剥落现象，从而失去催化净化尾气的功能。五、现有汽车尾气催化净化器均为蜂窝陶瓷结构，虽然气阻较小，但使用时客易出现烧毁载体的现象，使催化净化器的使用寿命受到严重的威胁。

本实用新型的目的是在汽车发动机化油器前端供油铜管上，先扣合安装上一组由金属钕制成的强磁性燃油净化器；然后再在汽车发动的尾气对接口处，通过对接法兰安装上催化净化器，最后再将催化净化器的排气管与原车上的尾气导管、中极消声器和终极消声器实现对接，即组成一个完整的汽车尾气催化净化装置。该净化装置结构简单，抗铅中毒，气阻较小，节约燃油，可直接对机动车尾气中的CO、HC、NOx、烃类等有害污染物，进行催化净化处理，同时将尾气中的噪音、火种等有害污染物的排放，减少到最低的限度。

本实用新型一种汽车尾气催化净化装置的目的是这样实现的：先是在汽车油箱8的供油铜管6的前端；靠近发动机化油器1进油口的部位上，扣合安装上由金属钕制成的圆柱体强磁性燃油净化器4；燃油净化器4，是将半圆柱体的三组共六块体积相同并由金属钕制成的凹形强磁体14，按照每120度一组凹形磁体15S极和凹形磁体16N极，配对后分别扣合在靠近化油器的供油管6上，然后在已扣合好的磁体上，再分别扣合上两块半圆筒形的凹型金属铝制外壳13，并用设置在固定外壳两端的固定卡座12和固定镙栓17，将整个燃油净化器4，固定在靠近化油器1的供油管6上即可。然后再在汽车发动机2的尾气对接口3上，通过对接法兰安装上催化净化器5；催化净化器5，是先用不锈钢板材，制成一圆筒形净化器外壳22，并在圆筒形外壳的一端，先焊接上中间开有一圆孔的不锈钢圆形堵板；之后将可活动对接法兰盘20，先套置在一端设置有对接嗽叭口19的进气管21上，然后再将进气管21上设置有多个圆形透气孔的圆锥形透气管23的部分，套插在圆形堵板上的圆孔中并焊接牢固，即组成催化净化器外壳22的主壳体部分；而催化净化器5的另一壳体部分，则是先将排气管31上一端设置有多个圆形透气孔的圆锥形透气管部分，套插在圆形堵板29下部设有圆孔的部位上，并焊接牢固即成。安装催化剂24时，是先将由两层不锈钢网制成的圆锥形滤网30，套置固定在进气管21进入催化净化室25内的圆锥形透气管上，然后将催化净化器圆筒形外壳22开口的一端垂直立起，并将圆球形颗粒状催化剂24，装入催化净化室25，当催化剂装至净化室25的中间部位时，开始设置安装气流缓冲室26，即先在已装好的催化剂平面上，安装上圆形不锈钢网28，然后将不锈钢圆环27，安放在不锈钢网28上，之后再将圆形不锈钢网28，安放在不锈钢圆环27上，并再装入催化剂24；当整个净化室25内将要装满催化剂时，再先将组成催化净化器排气管31上；同样设置有多个圆形透气孔的圆锥形透气管部分，套置固定上由不锈钢网制成的圆锥形滤网30，然后将圆锥体部分插入装有催化剂的净化室25内，当确认整个净化室内装满催化剂并压实后，就可将焊接在排气管31上的圆形堵板29，再与圆筒形净化器外壳22焊接在一起，即组成一个完整的催化净化器5。最后再将催化净化器的排气管与原车上的尾气导管7和中极消声器9、终极消声器10实现相对接，即构成一套完整的汽车尾气催化净化装置。安装使用时，只要将催化净化器进气管21上的对接嗽叭口19，与汽车发动机2上的尾气对接口3实现对接，并通过分别设置发动机排气管上的活动对接法兰盘和设置在催化净化器进气管21上的活动对接法兰盘19，用螺栓将催化净化器与发动机排气管固定在一起，最后再将催化净化器排气管31末端的排气口，插入原车尾气导管7的前端套口部位上，并用管卡固定即可。催化净化器5中的催化剂为非贵金属催化剂，其催化剂的活性组份单质元素为：Cr、Ti、Fe、Co、Ni、Al、La、Ce、Mg等，其制备方法是将上述单质元素按比例与载体材料混合后，加入胶连剂制成圆球状颗粒物，然后经过烘干，长时间的高温活化烧结，最后即得到具有高效催化转化性能的催化剂。

本实用新型一种汽车尾气催化净化装置与现在技术相比较，具有如下优点：①该汽车尾气催化净化装置，能够在没有安装昂贵的氧传感器和燃油电子喷射装置的汽车上安装使用后，对汽车尾气中的CO、HC、NOx等污染物的催化转化效果明显，尾气催化净化率一般在85％以上。②该汽车尾气催化净化装置中的燃油净化器，具有非常明显的提高燃油燃烧值、节约燃油和净化尾气的作用，燃油净化器的节油率一般在8-15％。③该汽车尾气催化净化装置中的催化净化器，具有非常好的抗“铅中毒”性能和时高温性能，催化转化性能非常稳定。④该汽车尾气催化净化器内的排气管，由于采取了低位落差设计和净化室内气流缓冲室的设计，从而使催化净化室内不仅透气性能较好，而且没有死角，也不会存积水，因此气阻较小，不影响发动机的净功率。⑤该汽车尾气催化净化器中的催化剂，为非贵金属催化剂制品，因此明显的降低了催化剂的生产成本，而且该催化剂使用期满更换后还可再生利用，实用性很强。⑥由于该汽车尾气催化净化器中的催化剂，为高强度半金属陶瓷质地，因此不仅耐高温、耐大温差，而且耐冲击耐磨擦，使用寿命比较长，是一种高效率的汽车尾气净化产品。

以下结合说明书附图和实施例，对本实用新型一种汽车尾气催化净化装置，作进一步的详细说明。

说明书附图1是本实用新型一种汽车尾气催化净化装置的工作原理示意图。

说明书附图2是本实用新型一种汽车尾气催化净化装置中，燃油净化器4的剖面结构示意图。

说明书附图3是本实用新型一种汽车尾气催化净化装置中，催化净化器5的剖面结构示意图。

说明书附图1中的1是化油器，2是发动机，3是尾气对接口，4是燃油净化器，5是催化净化器，6是供油管，7是尾气导管，8是燃油油箱，9是中极消声器，10是终极消声器。

说明书附图2中的6是供油管，12是固定卡座，13是铝制外壳，14是磁体，15是凹形磁体S极，16是凹形磁体N极，17是固定螺栓。

说明书附图3中的19是对接嗽叭口，20是对接法兰盘，21是进气管，22是净化器的外壳，23是圆锥形透气管，24是催化剂，25是净化室，26是气流缓冲室，27是不锈钢环，28是不锈钢网，29是圆形堵板，30是圆锥形不锈钢滤网，31是排气管。

由说明书附图1、2、3可知，整个汽车尾气催化净化装置的组成；首先是在汽车燃油油箱8的供油管6的前端；靠近发动机化油器1进油口的部位上，先扣合安装上由金属钕制成的半圆柱体的强磁性燃油净化器4；而燃油净化器4的组成，则是将半圆柱体的三组共六块体积相同并由金属钕制成的凹形强磁体14，按照每120度一组凹形磁体15S极和凹形磁体16N极，配对后分别扣合在靠近化油器的供油管6上，然后在已扣合好的磁体上，再分别扣合上两块半圆筒形的凹形金属铝制外壳13，并用设置在固定外壳两端的固定卡座12和固定镙栓17，将整个燃油净化器4，固定在靠近化油器1的供油管6上即可。然后再在汽车发动机2的尾气对接口3上，通过对接法兰安装上催化净化器5；催化净化器5，是先用不锈钢板材，制成一圆筒形净化器外壳22，并在圆筒形外壳的一端，先焊接上中间开有一圆孔的不锈钢圆形堵板；之后将可活动对接法兰盘20，先套置在一端设置有对接嗽叭口19的进气管21上，然后再将进气管21上设置有多个圆形透气孔的圆锥形透气管23的部分，套插在圆形堵板上的圆孔中并焊接牢固，即组成催化净化器外壳22的主壳体部分；而催化净化器5的另一壳体部分，则是先将排气管31上一端设置有多个圆形透气孔的圆锥形透气管部分，套插在圆形堵板29下部设有圆孔的部位上，并焊接牢固即成。安装催化剂24时，是先将由两层不锈钢网制成的圆锥形滤网30，套置固定在进气管21进入催化净化室25内的圆锥形透气管上，然后将催化净化器圆筒形外壳22开口的一端垂直立起，并将圆球形颗粒状催化剂24，装入催化净化室25，当催化剂装至净化室25的中间部位时，开始设置安装气流缓冲室26，即先在已装好的催化剂平面上，安装上圆形不锈钢网28，然后将不锈钢圆环27，安放在不锈钢网28上，之后再将圆形不锈钢网28，安放在不锈钢圆环27上，并再装入催化剂24；当整个净化室25内将要装满催化剂时，再先将组成催化净化器排气管31上；同样设置有多个圆形透气孔的圆锥形透气管部分，套置固定上由不锈钢网制成的圆锥形滤网30，然后将圆锥体部分插入装有催化剂的净化室25内，当确认整个净化室内装满催化剂并压实后，就可将焊接在排气管31上的圆形堵板29，再与圆筒形净化器外壳22焊接在一起，即组成一个完整的催化净化器5。最后再将催化净化器的排气管与原车上的尾气导管7和中极消声器9、终极消声器10实现相对接，即构成一套完整的汽车尾气催化净化装置。安装使用时，只要将催化净化器进气管21上的对接嗽叭口19，与汽车发动机2上的尾气对接口3实现对接，并通过分别设置发动机排气管上的活动对接法兰盘和设置在催化净化器进气管21上的活动对接法兰盘19，用螺栓将催化净化器与发动机排气管固定在一起，最后再将催化净化器排气管31末端的排气口，插入原车尾气导管7的前端套口部位上，并用管卡固定即可。

实施例：

首先选择两辆具有一定代表性的不同类型的在用汽车，来对本实用新型一种汽车尾气催化净化装置进行实用性检验。最终选上一辆九五年上海制造的桑塔纳牌轻型轿车，一辆九四年湖北二汽制造的东风牌重型汽油货运车。在进行检验前，先将上述两种汽车，分别开上专业尾气检测线，对未安装本实用新型尾气催化净化装置前的该车尾气，进行一氧化碳CO、碳氢化合物HC、氮氧化合物NOx、尾气噪声的检测，并记录在案。实测结果为：桑塔纳轻型轿车尾气排放中，一氧化碳CO的测定值为5.8％，碳氢化合物HC的测定值为3200PPm，氮氧化合物NOx的测定值为2800PPm，尾气噪声的测定值为65.4分贝。而东风牌重型汽车尾气排放中，一氧化碳CO的测定值为8.8％，碳氢化合物HC的测定值为7800PPm，氮氧化合物Nox的测定值为8000PPm，尾气噪声的测定值为87分贝。由上述尾气检测结果可以看到，两种受检车辆的尾气排放，均属严重超标排放的重污染类车辆，因此必须进行强制性治理。当拆卸掉两辆汽车原车上的前端消声器，再分别安装上本实用新型，一种汽车尾气催化净化装置中的燃油净化器和催化净化器后，重新起动发动机，并再次开始对两辆安装了本实用新型汽车尾气催化净化装置以后的汽车尾气，一一进行详细的检测，其实测结果是：桑塔纳轻型轿车尾气排放中，一氧化碳CO的测定值为0.5％，碳氢化合物HC的测定值为80PPm，氮氧化合物NOx的测定值为110PPm，尾气噪声的测定值为53分贝。而东风牌重型汽车尾气排放中，一氧化碳CO的测定值为0.9％，碳氢化合物HC的测定值为120PPm，氮氧化合物NOx的测定值为180PPm，尾气噪声的测定值为71分贝。由上述检测结果可以看出，本实用新型汽车尾气催化净化装置，净化尾气的效果是非常显著的，特别是对CO、HO、NOx的催化转化率均高达80-90％以上，并且明显的降低了尾气中的噪音污染和彻底熄灭了尾气中的火种隐患。为了更进一步证明本实用新型的实用性，自99年8月开始，分别对上述两辆受检汽车，进行了5-8万公里的上路实际运行实验，到2000年4月底为止，桑塔纳轿车已行驶了6.3万公里，东风牌重型货车也已行驶了近5万公里。在对上

述车辆进行上线检测时，其检测结果是：桑塔纳轻型轿车尾气排放中，一氧化碳CO的最终测定值为0.67％，碳氢化合物HC的最终测定值为110PPm，氮氧化合物NOx的最终测定值为180PPm，尾气噪声的最终测定值为55分贝。而东风牌重型汽车尾气排放中，一氧化碳CO的最终测定值为0.1.3％，碳氢化合物HC的最终测定值为195PPm，氮氧化合物NOx的最终测定值为230PPm，尾气噪声的测定值为73分贝。现场观察没有发现本净化装置中的燃油净化器有松动和破损现象，打开燃油净化器铝制外壳，也没有发现磁体移位和破损情况。再观察本净化装置中的催化净化器外观时，也没有发现催化净化器外壳有断裂和焊口开焊的现象。当拆卸下催化净化器解剖后，没有发现催化剂有严重磨损、破裂和结焦现象，所有不锈钢滤网均展现出良好的透气性，而套插焊接在催化净化器内部两端的圆锥形透气管，也没有发现透气孔被堵塞现象。为了证实检测结果的真实性，又当场将分别安装在两辆受检汽车上的；本实用新型汽车尾气催化净化装置中的燃油净化器和催化净化器都拆卸下来，然后再分别将从原车拆卸下来的前端消声器，再安装就位并起动发动机，继续上线进行尾气的检测，结果显呆示：桑塔纳轻型轿车尾气排放中，一氧化碳CO的测定值为又升至6.1％，比最初的测定值还多了0.3％；碳氢化合物HC的测定值又升至为3500PPm，比最初的测定值多了300PPm；氮氧化合物NOx的测定值最终也升至为3450PPm，同样比最初的测定值又增加了650PPm；而尾气噪声的测定值也快速回升到最初的65.4分贝左右。而东风牌重型汽车尾气排放中，一氧化碳CO的测定值已经升至为9％，碳氢化合物HC的测定值升至为8000PPm以上，氮氧化合物NOx的测定值也已超过最初的测定值8000PPm，而尾气噪声的测定值没有太大的变化，基本上维持在87分贝左右。因此可以非常明显的看到，本实用新型一种汽车尾气催化净化装置，对净化汽车尾气的效果是非常突出的。目前上述受检汽车还在继续进行车载抗老化实验，相信本实用新型一种汽车尾气催化净化装置产品，最终能够达到8万公里以上的使用寿命。

Claims

1．一种汽车尾气催化净化装置的特征在于：是在靠近汽车发动机化油器1进油口的供油管6的前端部位上，扣合安装上由金属钕制成的圆柱形强磁性燃油净化器4；再在汽车发动机2的尾气对接口3上，通过对接法兰安装上催化净化器5；最后再将催化净化器的排气管与原车上的尾气导管7和中极消声器9、终极消声器10实现相对接，即构成一套完整的汽车尾气催化净化装置。

2．根据权利要求书1中所述的一种汽车尾气催化净化装置的特征在于：燃油净化器4是将半圆柱体的三组共六块体积相同；并由金属钕制成的凹形强磁体14，按照每120度一组凹形磁体15S极和凹形磁体16N极，配对后分别扣合在靠近化油器进油管的供油铜管6上，并在已扣合好的磁体上，再分别扣合上两块半圆筒形的凹型金属铝制外壳13，并用设置在固定外壳两端的固定卡座12和固定镙栓17，将整个燃油净化器4，固定在靠近化油器1的供油管6上。

3．根据权利要求书1.2中所述的一种汽车尾气催化净化装置的特征在于：催化净化器5，是用不锈钢板材，制成一圆筒形净化器外壳22，并在圆筒形外壳的一端，焊接上中间开有一圆孔的不锈钢圆形堵板；之后将可活动对接法兰盘20，先套置在一端设置有对接嗽叭口19的进气管21上，然后再将进气管21上设置有多个圆形透气孔的圆锥形透气管23的部分，套插在圆形堵板上的圆孔中并焊接牢固；设置有多个圆形透气孔的圆锥形透气管23和设置有多个圆形透气孔的圆锥形透气管31的圆锥部分上，都套置有圆锥形不锈钢滤网30，而催化净化器5的另一壳体部分，则是先将排气管31上的一端设置有多个圆形透气孔的圆锥形透气管部分，套插在圆形堵板29下部设有圆孔的部位上，并焊接牢固，催化净化室25内设置有气流缓冲室26，并分别装有圆球形颗粒催化剂24、不锈钢环27、不锈钢网28；当整个净化室25内装满催化剂后，将焊接在排气管31上的圆形堵板29，再与圆筒形净化器外壳22焊接在一起，最后再将催化净化器的排气管31未端的排气口，插入原车上的尾气导管7的前端套口部位上，并用管卡固定。