催化轉(zhuǎn)化裝置及其廢氣空氣混合器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種催化轉(zhuǎn)化裝置的廢氣空氣混合氣。本發(fā)明還涉及一種催化轉(zhuǎn)化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃機的出現(xiàn)為人類文明和生產(chǎn)力的發(fā)展起到巨大的推動作用，在其出現(xiàn)的短短100多年時間里，內(nèi)燃機和汽車工業(yè)先后經(jīng)歷了三次革命，每一次革命的發(fā)生都為其技術(shù)和社會發(fā)展產(chǎn)生了深遠的影響。但由于其數(shù)量的大規(guī)模增長，造成了汽車尾氣排放量的急速攀升，致使人類的生存環(huán)境遭受嚴(yán)峻的考驗，能否解決內(nèi)燃式發(fā)動機的尾氣污染已成為該工業(yè)生存與否的決定條件。
[0003]在傳統(tǒng)技術(shù)條件下，引入以汽油機的催化轉(zhuǎn)化器為代表的后處理系統(tǒng)可以對內(nèi)燃機排放起到有效的控制和改善。汽油發(fā)動機在混合燃燒時，產(chǎn)生一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)和水(H2O)。氧氣和氮氣在高溫下生成氮氧化物(NOx)。此外，燃油不可能全部燃燒，因此排放物中還包括碳氫化合物(HC)。CO、HC是主要的污染物，會對人體和環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。催化轉(zhuǎn)化器可以將HC、CO、^,有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為CO 2、隊和H 20等無害物質(zhì)。
[0004]但受化學(xué)反應(yīng)條件的影響，常溫下催化轉(zhuǎn)化器不具備催化能力，其催化劑必須加熱到一定溫度才具有氧化或還原的能力，通常催化轉(zhuǎn)化器的起燃溫度在250°C?350°C，正常工作溫度一般在350°C?700°C。此外，催化轉(zhuǎn)化器對廢氣中氧氣濃度的高低也有適應(yīng)性要求。為了滿足后處理系統(tǒng)對尾氣中氧濃度的最佳含量要求，在內(nèi)燃機排氣系統(tǒng)中引入了尾氣氧濃度監(jiān)測和調(diào)節(jié)技術(shù)，旨在通過對排氣管中氧氣濃度的連續(xù)監(jiān)測，再通過外部裝置的輔助，將確定體積的空氣添加到排氣管中，防止內(nèi)燃機燃燒廢氣中氧氣濃度的失衡，改善流經(jīng)催化轉(zhuǎn)化器的廢氣品質(zhì)，最終實現(xiàn)轉(zhuǎn)化效率的提升和有害排放物的降低。同時，添加的空氣也可以起到對排氣溫度的調(diào)節(jié)，保證催化轉(zhuǎn)化器的最佳工作溫度。
[0005]要實現(xiàn)外部空氣與排氣管中廢氣的混合，該裝置在結(jié)構(gòu)上要存在三個獨立的接口，分別實現(xiàn)廢氣和空氣的流入以及混合氣的流出，按照如上要求，三通管是能夠?qū)崿F(xiàn)以上物理過程的基本結(jié)構(gòu)。將三通管的三個管口分別與相對應(yīng)的管道連接，在發(fā)動機開始工作后，廢氣流和空氣流沿著管道腔進入，兩股氣流在相遇后匯集并在管道內(nèi)快速混合。在這一過程中，廢氣中的熱量被空氣吸收，空氣中的氧氣被廢氣稀釋，熱量和氧濃度趨于平衡。由于慣性和氣體動力學(xué)的特性，氣流在流出后依然能夠保持?jǐn)_動和混合，直至熱量和濃度的完全平衡。
[0006]發(fā)動機工作時，排氣管中氣流的流速可以達到10m/s-50m/s，催化轉(zhuǎn)化器前的管路長度一般為20mm?50mm范圍內(nèi)，由此可見，留給廢氣與空氣的混合時間很短，導(dǎo)致采用如上所述的三通管后，廢氣與空氣的混合效率較低，常常無法滿足實際的工作要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種催化轉(zhuǎn)化裝置的廢氣空氣混合器，該廢氣空氣混合器能夠提高廢氣與空氣的混合效率。本發(fā)明的另一目的是提供一種催化轉(zhuǎn)化裝置。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0009]一種催化轉(zhuǎn)化裝置的廢氣空氣混合器，包括:
[0010]殼體，所述殼體包括外壁和內(nèi)壁，所述外壁與所述內(nèi)壁之間形成空氣容納腔，所述外壁的相對兩端分別具有廢氣入口和混合氣出口，所述外壁的側(cè)壁上具有空氣入口，所述廢氣入口與所述混合氣出口通過所述內(nèi)壁內(nèi)側(cè)的混合腔相連通，所述空氣入口與所述空氣容納腔相連通；
[0011]導(dǎo)流管束，所述導(dǎo)流管束包括多根導(dǎo)流管，所述導(dǎo)流管的相對兩端分別固定于所述內(nèi)壁的相對兩側(cè)，所述導(dǎo)流管上具有空氣噴射口，所述導(dǎo)流管的內(nèi)腔與所述空氣容納腔相連通，所述空氣噴射口與所述混合腔連通。
[0012]優(yōu)選的，上述廢氣空氣混合器中，所述導(dǎo)流管束為多排，各排所述導(dǎo)流管束沿著自所述廢氣入口指向所述混合氣出口的方向間隔排布，各排所述導(dǎo)流管束中的所述導(dǎo)流管互相平行，且相鄰的兩排所述導(dǎo)流管束中的導(dǎo)流管的延伸方向互不相同。
[0013]優(yōu)選的，上述廢氣空氣混合器中，相鄰的兩排所述導(dǎo)流管束中的導(dǎo)流管的延伸方向相互垂直。
[0014]優(yōu)選的，上述廢氣空氣混合器中，所述內(nèi)壁上靠近所述廢氣入口的一側(cè)為收口段，自所述廢氣入口指向所述混合氣出口的方向上，所述收口段的橫截面面積逐漸減小。
[0015]優(yōu)選的，上述廢氣空氣混合器中，至少一排所述導(dǎo)流管束設(shè)置于所述收口段上。
[0016]優(yōu)選的，上述廢氣空氣混合器中，所述內(nèi)壁上靠近所述混合氣出口的一側(cè)為擴口段，自所述廢氣入口指向所述混合氣出口的方向上，所述擴口段的橫截面面積逐漸增大。
[0017]優(yōu)選的，上述廢氣空氣混合器中，至少一排所述導(dǎo)流管束設(shè)置于所述擴口段上。
[0018]優(yōu)選的，上述廢氣空氣混合器中:
[0019]所述空氣噴射口設(shè)置于所述導(dǎo)流管的背風(fēng)側(cè)，所述背風(fēng)側(cè)為所述導(dǎo)流管上靠近所述混合氣出口的一側(cè)；
[0020]和/或，所述導(dǎo)流管為橢圓管，且所述導(dǎo)流管的長軸方向為自所述廢氣入口指向所述混合氣出口的方向。
[0021]優(yōu)選的，上述廢氣空氣混合器中，所述空氣噴射口設(shè)置于所述導(dǎo)流管的長軸方向上。
[0022]一種催化轉(zhuǎn)化裝置，包括上述任一項所述的廢氣空氣混合器。
[0023]在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明提供的廢氣空氣混合器包括殼體和導(dǎo)流管束，該導(dǎo)流管束中的導(dǎo)流管固定于殼體的內(nèi)壁的相對兩側(cè)，當(dāng)廢氣由廢氣入口進入混合腔時，由于導(dǎo)流管的截斷作用，廢氣流將被分割，繼而形成擾動，當(dāng)廢氣與空氣混合后，兩者能夠更加充分地混合在一起。顯然，相比于【背景技術(shù)】中所介紹的內(nèi)容，本發(fā)明提供的廢氣空氣混合器使得廢氣與空氣的混合效率有所提升。
[0024]由于上述廢氣空氣混合器具有上述技術(shù)效果，包含該廢氣空氣混合器的催化轉(zhuǎn)化裝置也應(yīng)具有相應(yīng)的技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1為本發(fā)明實施例提供的廢氣空氣混合器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為圖1所示結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；
[0028]圖3為圖1所示結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0029]附圖標(biāo)記說明:
[0030]11-外壁、111-廢氣入口、112-混合氣出口、113-空氣入口、12-內(nèi)壁、13-導(dǎo)流管、131-空氣噴射口。
【具體實施方式】
[0031]為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細介紹。
[0032]如圖1-3所示，本發(fā)明實施例提供一種催化轉(zhuǎn)化裝置的廢氣空氣混合器，其包括殼體和導(dǎo)流管束，其中:
[0033]殼體包括外壁11和內(nèi)壁12，外壁11與內(nèi)壁12之間形成空氣容納腔，外壁11的相對兩端分別具有廢氣入口 111和混合氣出口 112，外壁11的側(cè)壁上具有空氣入口 113，廢氣入口 111與混合氣出口 112通過內(nèi)壁12內(nèi)側(cè)的混合腔相連通，空氣入口 113則與空氣容納腔相連通。
[0034]廢氣入口 111與內(nèi)燃機的排氣管相連接，發(fā)動機中燃燒完的廢氣經(jīng)由排氣管從廢氣入口 111流入混合腔中?？諝馊肟?113與空氣輸送管相連接，經(jīng)增壓裝置壓縮的空氣從空氣入口 113進入空氣容納腔?；旌蠚獬隹?112與催化轉(zhuǎn)化器相連接，廢氣與空氣混合均勻后經(jīng)由混合氣出口 112流入催化轉(zhuǎn)化器。
[0035]殼體上設(shè)置廢氣入口 111和混合氣出口 112的位置均布置有法蘭連接盤，該法蘭連接盤上具有多個螺栓連接孔，該螺栓連接孔用于與發(fā)動機上的管路進行安裝和固定?？諝馊肟?113處可以設(shè)置法蘭結(jié)構(gòu)，也可以用焊接等形式與空氣輸送管連接。
[0036]導(dǎo)流管束包括多根導(dǎo)流管13，該導(dǎo)流管13的相對兩端分別固定于內(nèi)壁12的相對兩側(cè)，導(dǎo)流管13上具有空氣噴射口 131，導(dǎo)流管13的內(nèi)腔與空氣容納腔相連通，空氣噴射口 131與混合腔連通。空氣噴射口 131可設(shè)置為多個，其在導(dǎo)流管13上的位置可以靈活選擇。另外，導(dǎo)流管13的數(shù)量也可根據(jù)需求選擇，而各導(dǎo)流管13的延伸方向可互不相同，其在內(nèi)壁12上的固定位置可以是無規(guī)則形式。
[0037]采用上述廢氣空氣混合氣后，發(fā)動機中生成的廢氣流經(jīng)排氣管，布置在排氣管中的傳感器對廢氣狀態(tài)和參數(shù)進行測量，并將信號傳至電子控制系統(tǒng)進行處理和計算，用以確定需要添加和混入的空氣流量。通過輔助的控制機構(gòu)，空氣入口 113上游的閥門打開，使得空氣流