一种车辆尾气颗粒物捕集器的制作方法

1.本实用新型涉及柴油机尾气处理技术领域，具体地说是涉及柴油机的尾气颗粒物捕集器。


背景技术：

2.随着国六排放标准的全面升级，对各项污染物的排放均提出了更为严格的要求，其中氮氧化物较国五标准减少了70％以上，颗粒物减少了50％以上，并且还增加了pn(颗粒数量)的限值要求，为了达到国六颗粒物排放的限值标准，在柴油机后处理系统中加入颗粒物捕集器装置就成为满足排放要求的必要措施。
3.柴油机排放尾气中的颗粒物的粒径大都属于亚微米及纳米级别，试验研究表明，在颗粒物捕集器后的排气中，仍有大量的超细颗粒物随尾气排放至大气中，这将对人类的健康造成极严重的危害。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本实用新型提出一种车辆尾气颗粒物捕集器，该装置采用湍流聚并的原理将颗粒物团聚，再通过过滤体过滤捕集，大大减小了废气物排放。
5.本实用新型采用的技术方案如下：一种车辆尾气颗粒物捕集器，借助于排气管道，在排气管道内沿排气方向依次设置有导流叶片、产涡片、节流板和过滤体；
6.所述导流叶片有一片，横截于所述排气管道中央，只留管道内部上、下流通通道；
7.所述产涡片为“z型”锯齿片，整体走向是沿排气方向斜向后、向上延展，产涡片整体与排气方向的夹角为40～90
°
；
8.所述节流板为小孔节流板，所述节流板横截于所述排气管道中，只留小孔通流；
9.所述过滤体为壁流式蜂窝陶瓷结构，包括进口孔道、出口孔道，进口孔道和出口孔道之间设有过滤壁，所述过滤壁为蜂窝陶瓷，壁面厚度为0.3～0.45mm，所述进口孔道、出口孔道的孔道宽度为1～3mm。
10.优选的，所述导流叶片断截面是三角形，其尖部朝向来流方向，两个斜边斜先后延展。
11.优选的，所述产涡片在管道中设置有上、下两组，每组3～5片，同组中相邻产涡片的行间距为80～120mm，两组产涡片之间的列间距为30～50mm。
12.优选的，所述节流板等效直径比为0.4～0.65。
13.优选的，所述节流板上的小孔以板中心为圆心，环周均布。
14.优选的，所述过滤体的进口孔道在进气口处导通，在出气口处堵塞；所述出口孔道在进气口处堵塞，在出气口处导通。
15.优选的，在所述过滤体进气端设置有红外辐射器。
16.与现有技术相比，本实用新型的优点体现在：1.通过设置导流片和产涡片，大大的提升了尾气中颗粒物的碰撞几率，可使尾气中颗粒物达到湍流聚并，有效地的增加了尾气
中颗粒物的粒径，结合过滤体，对尾气中超细颗粒物的减排有显著的效果。2.在排气中增设节流板，使得排气流量加速，促进排放吸收过程更加高效。3.在过滤体前面设置热辐射体(红外辐射器)，高温加热，能够将过滤体表面颗粒物剥离，提高过滤效果。
附图说明
17.图1是本实用新型颗粒物捕集器的结构示意图。
18.图2a是导流叶片在管道中的主视图；
19.图2b是导流叶片在管道中的侧视图；
20.图3是产涡片的侧视及与排气方向的夹角示意图；
21.图4是节流板正面结构示意图；
22.图5a是过滤体的纵剖结构图；
23.图5b是过滤体的孔道截面图。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述，但以下实施例并不是对本实用新型技术方案作的唯一限定，凡是在本实用新型技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动，均应视为属于本实用新型的保护范围。
25.如图1所示，本实用新型提供一种车辆尾气颗粒物捕集器，该捕集器借助于排气管道a而设置，在排气管道内，沿排气方向，依次设置有导流叶片1、产涡片2、节流板3和过滤体4。
26.如图2a、2b所示，从管道侧面看，导流叶片1断截面是三角形的，其尖部朝向来流方向，两个斜边斜先后延展；从管道正面看，导流叶片1横截于管道中央，将管道中间部位截流，气流只能向上下两方向流动。所述导流叶片1能够使得尾气大尺度分流，有效增强涡流段的涡流效果。导流叶片1在管道中设置一片。
27.如图3所示，产涡片2是一种“z型”锯齿片，整体走向是沿排气方向斜向后向上延展，产涡片2与排气方向的夹角为40～90
°
。
28.产涡片2在管道中设置有上、下两组，每组大约有3～5片，较佳地，为了使各产涡片产生的涡流相互耦合，同组中相邻产涡片的行间距为80～120mm，两组产涡片之间列间距为30～50mm。产涡片可产生涡流，提高颗粒物碰撞的几率，使颗粒物聚并，增大颗粒物的粒径。
29.如图4所示，节流板3选用小孔节流方式，节流板3横截于管道中，只留小孔通流，节流板3上设置有以板中心为圆心，环周均布多个小孔，各孔间距相同。所述节流板3的几何特征用如下参数表述：
30.其中，β为节流板等效直径比，a1为节流板上小孔面积总和，a2为节流板整体横截面积，本装置中通过控制孔数使β满足0.4～0.65。
31.如图5a、5b所示，过滤体4为壁流式蜂窝陶瓷结构，包括进口孔道41、出口孔道42，进口孔道41和出口孔道42之间设过滤壁43，进口孔道41在进气口处导通，在出气口处被堵塞，出口孔道42相反，是在进气口处堵塞，在出气口处导通。过滤壁43选用蜂窝陶瓷，材料可
选为堇青石、碳化硅等，过滤体直径与长度比0.8～1，壁面厚度d＝0.3～0.45mm，孔道宽度l＝1～3mm、孔隙率40～70％、微孔直径8～16μm。
32.导流叶片1对气流起导流作用，产涡片2对气流产生涡流，利于颗粒物的聚并，节流板3将气流在前后段产生压差，过滤体4用于过滤掉颗粒物。
33.进一步地，在过滤体4进气端可设置红外辐射器5，用于对过滤体4加热，温度至颗粒物的燃点以上，通过红外辐射器对过滤体的加热，使沉积在过滤体的颗粒物燃烧与过滤体分离，达到再生的目的。所述红外辐射器5的红外辐射层选用在高温状态1000℃以上且辐射波长在0.7～4μm有较高的发射率的辐射涂料，如尖晶石结构的nicr2o2、cofe2o2等。
34.本实用新型充分考虑流体的特性以及压力和温度对气流的影响，通过颗粒物聚并捕集，使过滤体的过滤性能增强，发动机的背压减小。


技术特征：
1.一种车辆尾气颗粒物捕集器，其特征在于：借助于排气管道，在排气管道内沿排气方向依次设置有导流叶片、产涡片、节流板和过滤体；所述导流叶片有一片，横截于所述排气管道中央，只留管道内部上、下流通通道；所述产涡片为“z型”锯齿片，整体走向是沿排气方向斜向后、向上延展，产涡片整体与排气方向的夹角为40～90
°
；所述节流板为小孔节流板，所述节流板横截于所述排气管道中，只留小孔通流；所述过滤体为壁流式蜂窝陶瓷结构，包括进口孔道、出口孔道，进口孔道和出口孔道之间设有过滤壁，所述过滤壁为蜂窝陶瓷，壁面厚度为0.3～0.45mm，所述进口孔道、出口孔道的孔道宽度为1～3mm。2.根据权利要求1所述的车辆尾气颗粒物捕集器，其特征在于：所述导流叶片断截面是三角形，其尖部朝向来流方向，两个斜边斜先后延展。3.根据权利要求1所述的车辆尾气颗粒物捕集器，其特征在于：所述产涡片在管道中设置有上、下两组，每组3～5片，同组中相邻产涡片的行间距为80～120mm，两组产涡片之间的列间距为30～50mm。4.根据权利要求1所述的车辆尾气颗粒物捕集器，其特征在于：所述节流板等效直径比为0.4～0.65。5.根据权利要求1或4所述的车辆尾气颗粒物捕集器，其特征在于：所述节流板上的小孔以板中心为圆心，环周均布。6.根据权利要求1所述的车辆尾气颗粒物捕集器，其特征在于：所述过滤体的进口孔道在进气口处导通，在出气口处堵塞；所述出口孔道在进气口处堵塞，在出气口处导通。7.根据权利要求1所述的车辆尾气颗粒物捕集器，其特征在于：在所述过滤体进气端设置有红外辐射器。

技术总结
本实用新型公开一种车辆尾气颗粒物捕集器，是借助于排气管道，在排气管道内沿排气方向依次设置导流叶片、产涡片、节流板和过滤体；导流叶片横截于所述排气管道中央，只留管道内部上、下流通通道；产涡片为“Z型”锯齿片，整体走向是沿排气方向斜向后、向上延展；节流板为小孔节流板；过滤体为壁流式蜂窝陶瓷结构。本实用新型通过设置导流片和产涡片，使尾气中颗粒物聚并，有效地的增大了尾气中颗粒物的粒径，对尾气中超细颗粒物的减排有显著的效果。对尾气中超细颗粒物的减排有显著的效果。对尾气中超细颗粒物的减排有显著的效果。


技术研发人员：许书权 陈昊 耿莉敏 汪佳楠 陈潮洲 刘富佳 张天昊 杨小娟 邬果昉
受保护的技术使用者：交通运输部公路科学研究所
技术研发日：2021.01.27
技术公布日：2021/9/21