1115系列單缸柴油機(jī)用尾氣凈化消聲器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種1115系列單缸柴油機(jī)用尾氣凈化消聲器，包括外殼，外殼上分別有進(jìn)氣口和出氣口，外殼內(nèi)部由進(jìn)氣口至出氣口的方向依次設(shè)有氣流穿孔隔板、出氣穿孔隔板，形成3個(gè)腔室，依次為第一腔室、第二腔室和第三腔室；氣流穿孔隔板和出氣穿孔隔板上面均設(shè)有孔；第二腔室內(nèi)設(shè)有兩塊定位板，定位板為圓環(huán)形，圓環(huán)的外邊緣與外殼內(nèi)壁固定；兩塊定位板之間設(shè)有桶狀金屬殼包裹的氧化催化劑載體，桶狀金屬殼與圓環(huán)的內(nèi)邊緣固定焊接，桶狀金屬殼分別設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口；第三腔室內(nèi)設(shè)有穿孔出氣管，穿孔出氣管的管壁上設(shè)有孔；穿孔出氣管的底端密封并且通過定位凹槽卡入出氣穿孔隔板上、頂端與所述外殼的出氣口連通。本發(fā)明能明顯降低柴油機(jī)排放噪聲。
【專利說明】
1115系列單缸柴油機(jī)用尾氣凈化消聲器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種1115系列單缸柴油機(jī)用尾氣凈化消聲器。其為消聲器與氧化催化轉(zhuǎn)化器融合于一體的裝置，屬于消聲器領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是世界上單缸柴油機(jī)的生產(chǎn)和使用大國(guó)，年產(chǎn)銷量占世界總量的75%以上，國(guó)內(nèi)配套的社會(huì)累計(jì)保有量約達(dá)4200萬臺(tái)，2014年產(chǎn)銷量達(dá)550萬臺(tái)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，環(huán)境污染問題的日益突現(xiàn)，節(jié)能與減排也隨之成為內(nèi)燃機(jī)行業(yè)發(fā)展的焦點(diǎn)。
[0003]我國(guó)于2014年5月16日頒布了非道路柴油機(jī)國(guó)三排放標(biāo)準(zhǔn)，中、大功率非道路柴油機(jī)借助汽車排放控制技術(shù)較易達(dá)到該法規(guī)要求，但對(duì)功率< 37kW的小功率非道路柴油機(jī)而言該標(biāo)準(zhǔn)成為全球最嚴(yán)的法規(guī)之一。與此同時(shí)，內(nèi)燃機(jī)噪聲也是重要污染源，噪聲指標(biāo)需符合國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，且噪聲限值也有加嚴(yán)的要求。單缸柴油機(jī)消聲器大多是由膨脹腔、內(nèi)插管、穿孔板、共振腔和擴(kuò)張管等組成，純粹意義的消聲器在單缸柴油機(jī)的使用過程中只起到了消聲作用，只通過機(jī)內(nèi)優(yōu)化的單缸柴油機(jī)排放很難達(dá)到新的標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此，設(shè)計(jì)一種消聲器與氧化催化轉(zhuǎn)化器融合于一體的尾氣凈化消聲器，可以合理利用單缸柴油機(jī)空間結(jié)構(gòu)，并有效控制單缸柴油機(jī)排放和噪聲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]現(xiàn)有單缸柴油機(jī)所使用的凈化消聲器大多是通過簡(jiǎn)單去除原消聲器內(nèi)部的消聲原件，然后將氧化催化劑載體安裝于其中的。這種凈化消聲器氣流通過催化載體時(shí)分布不均勻，載體中心流速高，周邊流速低，因此消聲效果、尾氣催化轉(zhuǎn)化效率以及催化劑的使用壽命都比較差。
[0005]本發(fā)明涉及的一種單缸柴油機(jī)尾氣凈化消聲器為1115系列單缸柴油機(jī)所用，以1115柴油機(jī)原機(jī)消聲器為依據(jù)，采用數(shù)值模擬與試驗(yàn)相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)優(yōu)化凈化消聲器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置氣流穿孔隔板及隔板上穿孔的優(yōu)化分布使得氧化催化劑載體內(nèi)部氣流更加均勻，提高氧化催化劑的轉(zhuǎn)化效率和使用壽命；同時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)了凈化消聲器內(nèi)部消聲結(jié)構(gòu)，使得優(yōu)化后的各消聲原件與氧化催化劑載體有效協(xié)同組合形成一體降低發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣噪聲。技術(shù)方案如下:
[0006]1115系列單缸柴油機(jī)用凈化消聲器，包括外殼，所述外殼一端設(shè)有進(jìn)氣口、另一端設(shè)有出氣口，所述外殼內(nèi)部由進(jìn)氣口至出氣口的方向依次設(shè)有氣流穿孔隔板、出氣穿孔隔板，形成3個(gè)腔室，所述3個(gè)腔室依次為第一腔室、第二腔室和第三腔室;所述氣流穿孔隔板和所述出氣穿孔隔板上面均設(shè)有孔；
[0007]所述第二腔室內(nèi)設(shè)有兩塊定位板，所述定位板為圓環(huán)形、并且圓環(huán)的外邊緣與所述外殼內(nèi)壁固定;兩塊定位板之間設(shè)有桶狀金屬殼包裹的氧化催化劑載體，所述桶狀金屬殼與所述圓環(huán)的內(nèi)邊緣固定焊接，所述桶狀金屬殼分別設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口；
[0008]所述第三腔室內(nèi)設(shè)有穿孔出氣管，所述穿孔出氣管的管壁上設(shè)有孔;所述穿孔出氣管的底端密封;所述穿孔出氣管的底端通過定位凹槽卡入所述出氣穿孔隔板上、頂端與所述外殼的出氣口連通。
[0009]進(jìn)一步地，所述桶狀金屬殼包裹的氧化催化劑載體外面包裹一層石棉保溫層。
[0010]進(jìn)一步地，所述穿孔出氣管的頂端一排孔與所述穿孔出氣管的上邊緣之間的距離不小于Ilmm;所述定位板與所述氣流穿孔隔板之間的距離為8_;所述桶狀金屬殼底端與所述氣流穿孔隔板3之間的距離最優(yōu)為22_。
[0011]進(jìn)一步地，所述氣流穿孔隔板上的孔的總面積設(shè)為外殼進(jìn)氣口面積的1.5倍以上。
[0012]進(jìn)一步地，所述氣流穿孔隔板上的孔均勻分布在若干個(gè)同心圓和圓心上，每一圓圈上孔的個(gè)數(shù)按照6的倍數(shù)由內(nèi)圈至外圈增加;最外圓圈的直徑比所述桶狀金屬殼的直徑略大。
[0013]進(jìn)一步地，所述同心圓的個(gè)數(shù)為7個(gè)，所述7個(gè)同心圓的直徑由內(nèi)而外依次為24mm、44mm、60mm、76mm、92mm、108mm、I24mmο
[0014]進(jìn)一步地，所述氣流穿孔隔板的直徑設(shè)為168mm。
[0015]進(jìn)一步地，所述出氣穿孔隔板上的孔的總面積設(shè)為外殼進(jìn)氣口面積的1.5倍以上；所述穿孔出氣管上孔的總面積設(shè)為外殼進(jìn)氣口面積的1.5倍以上。
[0016]進(jìn)一步地，所述第一腔室為第一膨脹腔，所述氣流穿孔隔板與所述桶狀金屬殼之間形成第一穩(wěn)壓腔，所述桶狀金屬殼與所述出氣穿孔隔板之間形成第二膨脹腔，所述出氣穿孔隔板與所述穿孔出氣管和所述外殼內(nèi)壁之間形成第二穩(wěn)壓腔。
[0017]進(jìn)一步地，所述外殼分為上殼和下殼，上殼與下殼之間密封、且焊接固定。
[0018]本發(fā)明的有益效果為:
[0019]1、本發(fā)明的凈化消聲器在1115系列單缸柴油機(jī)上試驗(yàn)表明，柴油機(jī)整機(jī)噪聲低于用原機(jī)普通消聲器的整機(jī)噪聲，柴油機(jī)的整機(jī)排放達(dá)到了國(guó)家非道路柴油機(jī)第三階段排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。
[0020]2、與傳統(tǒng)的僅將氧化催化劑載體安裝在消聲器內(nèi)，無氣流穿孔隔板結(jié)構(gòu)的凈化消聲器相比，C0、HC、PM排放的轉(zhuǎn)化率提高了15?28% ;與傳統(tǒng)的僅將氧化催化劑載體安裝在消聲器內(nèi)，出氣穿孔隔板的結(jié)構(gòu)的凈化消聲器相比，柴油機(jī)噪聲明顯降低。
[0021]3、本發(fā)明柴油機(jī)凈化消聲器能滿足排量1.09?1.36升的1115系列單缸柴油機(jī)的配套使用要求。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明主視圖。
[0023]圖2為氣流穿孔隔板結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖3為出氣穿孔隔板結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖4為穿孔出氣管結(jié)構(gòu)圖。
[0026]附圖標(biāo)記說明:1_進(jìn)氣口、2-第一膨脹腔、3-氣流穿孔隔板、4-定位板、5-第一穩(wěn)壓腔、6-氧化催化劑載體、7-石棉保溫層、8-第二膨脹腔、9-出氣穿孔隔板、10-第二穩(wěn)壓腔、11-穿孔出氣管、12-下殼、13-上殼、14-出氣口、15-氣流穿孔隔板的外圍穿孔、16-定位凹槽。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0028]如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明提出的凈化消聲器包括外殼，所述外殼一端設(shè)有進(jìn)氣口、另一端設(shè)有出氣口，所述外殼內(nèi)部由進(jìn)氣口至出氣口的方向依次設(shè)有氣流穿孔隔板3、出氣穿孔隔板9，使外殼內(nèi)部形成3個(gè)腔室，所述3個(gè)腔室依次為第一腔室、第二腔室和第三腔室;所述氣流穿孔隔板3和所述出氣穿孔隔板9上面均設(shè)有孔；
[0029]所述第二腔室內(nèi)設(shè)有兩塊定位板4，所述定位板4為圓環(huán)形、并且圓環(huán)的外邊緣與所述外殼內(nèi)壁固定;兩塊定位板之間設(shè)有桶狀金屬殼包裹的氧化催化劑載體6，所述桶狀金屬殼與所述圓環(huán)的內(nèi)邊緣固定焊接，所述桶狀金屬殼分別設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口；
[0030]所述第三腔室內(nèi)設(shè)有穿孔出氣管11，所述穿孔出氣管11的管壁上設(shè)有孔;所述穿孔出氣管11的底端密封;所述穿孔出氣管11的底端通過定位凹槽16卡入所述出氣穿孔隔板9上，便于裝配時(shí)的安裝，頂端與所述外殼的出氣口 14連通。
[0031]進(jìn)一步，所述桶狀金屬殼包裹的氧化催化劑載體6外面包裹一層石棉保溫層7，保證柴油機(jī)在低速、小負(fù)荷時(shí)催化劑有足夠的溫度起燃，從而拓寬催化劑的工作范圍。
[0032]進(jìn)一步，所述穿孔出氣管11的頂端的一排孔與所述穿孔出氣管11的上邊緣之間的距離不小于Ilmm;所述定位板4與所述氣流穿孔隔板3之間的距離最優(yōu)為8mm;所述桶狀金屬殼底端與所述氣流穿孔隔板3之間的距離最優(yōu)為22mm。
[0033]進(jìn)一步，所述氣流穿孔隔板3上的孔的總面積設(shè)為外殼進(jìn)氣口I面積的1.5倍以上。
[0034]進(jìn)一步，如圖2所示，氣流穿孔隔板3上的孔由隔板中心向外輻射，按一定規(guī)律均勻分布，內(nèi)疏外密，具體分布規(guī)律為:所述氣流穿孔隔板3上的孔均勻分布在若干個(gè)同心圓和圓心上，每一圓圈上孔的個(gè)數(shù)按照6的倍數(shù)由內(nèi)圈至外圈增加，圓心處一個(gè)空，第一個(gè)圓圈上設(shè)有6個(gè)孔，第二個(gè)圓圈上設(shè)有12個(gè)……，依次類推;氣流穿孔隔板采用這樣的穿孔分布有利于降低流動(dòng)阻力，內(nèi)疏外密的穿孔分布改善了流向氧化催化劑載體(6)內(nèi)的氣流的均勻性。
[0035]氣流穿孔隔板的外圍穿孔15的邊緣略大于氧化催化劑載體6邊緣，即最外圓圈的直徑比所述桶狀金屬殼的直徑略大，有利于增大流過氧化催化劑載體氣流的流通區(qū)域。
[0036]進(jìn)一步，所述同心圓的個(gè)數(shù)為7個(gè)，所述7個(gè)同心圓的直徑由內(nèi)而外依次為24mm、44mm、60mm、76mm、92mm、108mm、I24mmο
[0037]進(jìn)一步，所述氣流穿孔隔板3的直徑設(shè)為168mm。
[0038]進(jìn)一步，所述出氣穿孔隔板9上的孔的總面積設(shè)為外殼進(jìn)氣口面積的1.5倍以上；所述穿孔出氣管11上孔的總面積設(shè)為外殼進(jìn)氣口面積的1.5倍以上。保證了在達(dá)到消聲目的的同時(shí)降低凈化消聲器的流動(dòng)阻力。
[0039]進(jìn)一步，所述第一腔室為第一膨脹腔，所述氣流穿孔隔板與所述桶狀金屬殼之間形成第一穩(wěn)壓腔，所述桶狀金屬殼與所述出氣穿孔隔板之間形成第二膨脹腔，所述出氣穿孔隔板與所述穿孔出氣管和所述外殼內(nèi)壁之間形成第二穩(wěn)壓腔。
[0040]進(jìn)一步，所述外殼分為上殼13和下殼12，上殼與下殼之間密封、且焊接固定。
[0041 ]本發(fā)明凈化消聲器的工作原理和過程如下:
[0042]柴油機(jī)排出的廢氣由進(jìn)氣口 I進(jìn)入凈化消聲器內(nèi)部，由第一膨脹腔2進(jìn)行首次消聲;經(jīng)過氣流穿孔隔板3進(jìn)行第二次消聲并對(duì)即將通過氧化催化劑6的氣流起到整流作用，使氣流較為均勻地流過氧化催化劑載體6;氣流由氧化催化劑載體6出來后進(jìn)入第二膨脹腔8，并通過出氣穿孔隔板9再次消聲，后由第二穩(wěn)壓腔10經(jīng)穿孔出氣管11和出氣口 14排出消聲器。
[0043]上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.1115系列單缸柴油機(jī)用尾氣凈化消聲器，包括外殼，所述外殼一端設(shè)有進(jìn)氣口(I)、另一端設(shè)有出氣口( 14)，其特征在于，所述外殼內(nèi)部由進(jìn)氣口(I)至出氣口(14)的方向依次設(shè)有氣流穿孔隔板(3)、出氣穿孔隔板(9)，形成3個(gè)腔室，所述3個(gè)腔室依次為第一腔室、第二腔室和第三腔室;所述氣流穿孔隔板(3)和所述出氣穿孔隔板(9)上面均設(shè)有孔； 所述第二腔室內(nèi)設(shè)有兩塊定位板(4)，所述定位板(4)為圓環(huán)形、并且圓環(huán)的外邊緣與所述外殼內(nèi)壁固定;兩塊定位板之間設(shè)有桶狀金屬殼包裹的氧化催化劑載體(6)，所述桶狀金屬殼與所述圓環(huán)的內(nèi)邊緣固定焊接，所述桶狀金屬殼分別設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口； 所述第三腔室內(nèi)設(shè)有穿孔出氣管(11)，所述穿孔出氣管(11)的管壁上設(shè)有孔;所述穿孔出氣管(11)的底端密封;所述穿孔出氣管(11)的底端通過定位凹槽(16)卡入所述出氣穿孔隔板(9)上、頂端與所述外殼的出氣口(14)連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的1115系列單缸柴油機(jī)用尾氣凈化消聲器，其特征在于，所述桶狀金屬殼包裹的氧化催化劑載體(6)外面包裹一層石棉保溫層(7)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的1115系列單缸柴油機(jī)用尾氣凈化消聲器，其特征在于，所述穿孔出氣管(11)的頂端一排孔與所述穿孔出氣管(11)的上邊緣之間的距離不小于Ilmm;所述定位板(4)與所述氣流穿孔隔板(3)之間的距離為8mm;所述桶狀金屬殼底端與所述氣流穿孔隔板(3)之間的距離為22mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的1115系列單缸柴油機(jī)用尾氣凈化消聲器，其特征在于，所述氣流穿孔隔板(3)上的孔的總面積設(shè)為外殼進(jìn)氣口(I)面積的1.5倍以上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的1115系列單缸柴油機(jī)用尾氣凈化消聲器，其特征在于，所述氣流穿孔隔板(3)上的孔均勻分布在若干個(gè)同心圓和圓心上，每一圓圈上孔的個(gè)數(shù)按照6的倍數(shù)由內(nèi)圈至外圈增加;最外圓圈的直徑比所述桶狀金屬殼的直徑略大。6.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求5所述的1115系列單缸柴油機(jī)用尾氣凈化消聲器，其特征在于，所述同心圓的個(gè)數(shù)為7個(gè)，所述7個(gè)同心圓的直徑由內(nèi)而外依次為24mm、44mm、60mm、76mm、92mm、108mm、I24mmο7.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求6所述的1115系列單缸柴油機(jī)用尾氣凈化消聲器，其特征在于，所述氣流穿孔隔板(3)的直徑設(shè)為168_。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的1115系列單缸柴油機(jī)用尾氣凈化消聲器，其特征在于，所述出氣穿孔隔板(9)上的孔的總面積設(shè)為外殼進(jìn)氣口(I)面積的1.5倍以上；所述穿孔出氣管(11)上孔的總面積設(shè)為外殼進(jìn)氣口(I)面積的1.5倍以上。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的1115系列單缸柴油機(jī)用尾氣凈化消聲器，其特征在于，所述第一腔室為第一膨脹腔(2)，所述氣流穿孔隔板(3)與所述桶狀金屬殼之間形成第一穩(wěn)壓腔(5)，所述桶狀金屬殼與所述出氣穿孔隔板(9)之間形成第二膨脹腔(8)，所述出氣穿孔隔板(9)與所述穿孔出氣管(11)和所述外殼內(nèi)壁之間形成第二穩(wěn)壓腔(10)。10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的1115系列單缸柴油機(jī)用尾氣凈化消聲器，其特征在于，所述外殼分為上殼(13)和下殼(12)，上殼(13)與下殼(12)之間密封、焊接固定。
【文檔編號(hào)】F01N1/08GK105822395SQ201610313346
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月11日
【發(fā)明人】劉勝吉, 高端正, 王建
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)