專利名稱：真空控溫噴水減污排氣管的制作方法
一種真空控溫噴水減污排氣管，是在傳統(tǒng)排氣管只有將發(fā)動機產生的尾氣輸導排放到大氣中去單一功能的基礎上；采用溫控噴水、真空吸熱、電熱補溫、控溫氧化反應等技術措施，在尾氣通過排氣管輸導排放到大氣過程中的同時，將尾氣中的CO、HC氧化反應為CO2和H2O，以及抑制NOx在發(fā)動機氣缸內的生成量，減少了尾氣中CO、HC、NOx的排放濃度。
尾氣中污染物CO、HC、NOx的生成機理CO是烴燃料燃燒的中間產物，尾氣中CO主要是在局部缺氧或低溫下，由于烴的不完全燃燒產生的；CH主要是燃料不完全燃燒缸壁淬冷，以及二沖程發(fā)動機(摩托車)的掃氣過程產生的，二沖程發(fā)動機比四沖程(汽車)發(fā)動機的生成量要大幾倍；NOx是空氣在燃燒室的高溫條件下由氧和氮的反應所形成的，燃燒產生的廢氣溫度越高，高溫持續(xù)的時間越長，NOx的生成量就越多。
供給發(fā)動機濃混合氣時，NOx減少而CO、HC增加。
供給發(fā)動機稍稀混合氣時，CO、HC減少而NOx增加。
供給發(fā)動機稀混合氣時，NOx、CO減少而HC增加。
只要發(fā)動機在運轉，就有CO、HC、NOx污染物的產生，產生濃度的多少與發(fā)動機的性能和機內凈化技術先進程度有關。
如果新出廠以及在用(掛牌)的汽車、摩托車機內凈化技術措施仍不能符合排放標準時，就必須在排氣系統(tǒng)中間(發(fā)動機排氣口到消音器之間)安裝機外凈化裝置。
結止目前，國內外采用機外凈化裝置效果最好的是用貴金屬(鉑銠錸鈀)做催化劑的三元催化反應器。貴金屬催化劑具有耐高溫、耐化學作用，凈化效率高等優(yōu)點。但由于這類催化劑資源少，價格昂貴，在我國目前情況下普遍使用是非常困難的。
另外，使用貴金屬催化劑對發(fā)動機空燃比(空氣與燃料之比)要求也較為嚴格，只有將空燃比控制在14.7∶1時，凈化效果才最好。而保證14.7∶1的空燃比，只有安裝一種微電腦處理器裝置的電噴式發(fā)動機才能夠實現(xiàn)；對于使用汽化器式的發(fā)動機來說是無法實現(xiàn)的，因此也就限制了在汽化器式發(fā)動機上的使用。
我國現(xiàn)在汽車生產廠120家，年生產量160-240萬輛，其中轎車45萬輛，如果這45萬輛轎車全部使用電噴式發(fā)動機的話，其余更多的仍然是汽化器式發(fā)動機。
如果因環(huán)境保護要求需要將這些汽車廠進行技術改造，淘汰汽化器式發(fā)動機生產線，采用電噴式發(fā)動機生產線，就得重新投入數(shù)百億或上千億元資金，而建造投產還需要一段時間。
我國現(xiàn)有在用(掛牌)汽車約為1200萬輛，總價值約為4千億元，這些汽車由于出廠年限早，機內凈化技術不完備，95％以上是汽化器式發(fā)動機，大多數(shù)車輛的尾氣排放濃度嚴重超標。
按每年正常報廢率15％計算，這1200萬輛在用車全部報廢需要8年時間，在此期間仍然使用汽化器式發(fā)動機，新增汽車的數(shù)量尚未計算在內。
綜上所述，結合我國汽車工業(yè)的國情，在加快汽車尾氣污染治理的進程中，迫切需要一種不改動發(fā)動機部件，不影響發(fā)動機工作性能，價格低廉，安裝方法簡單，使用性能可靠，減污效果好的裝置投入使用。
本發(fā)明真空控溫噴水減污排氣管可以實現(xiàn)上述的使用要求。
本發(fā)明的任務是通過下述技術構思方案實現(xiàn)的，其特征包括1、真空溫控噴水減污管2、真空控溫氧化反應管構成(

圖1)；其特征包括1、真空溫控噴水減污管的技術特征是(圖2)由外管(2-1)、內管(2-2)，兩管套裝在一起焊固，抽盡空氣制成真空管；用數(shù)個鋼制波紋板組合成蜂巢吸熱板(2-3)裝入真空管內焊固；將溫控熱敏開關(2-5)、電源開關(2-4)、熱敏電阻(2-6)、電控噴水閥(2-7)相連接，此時接通電源開關就進入工作狀態(tài)。
根據(jù)前面所述NOx的生成機理，混合氣濕度的增大能使NOx的生成量減少，其主要原因是由于最高的火焰溫度降低了。試驗發(fā)現(xiàn)按干空氣重量每增加1％的水蒸氣可使發(fā)動機氣缸內部溫度下降約2℃，從而使氧化氮的開始產生速度約減少25％。
由此得出結論即干空氣含水量濕度的多少，會影響NOx的生成量，如果能夠人為的控制發(fā)動機進氣過程中的空氣濕度，就可以有效抑制NOx在氣缸內的生成量，達到減污的目的。
溫控噴水減污溫控熱敏開關(2--5)的控溫點是750℃，當尾氣中的溫度達到這個溫度時，發(fā)動機工況也是開始產生較多NOx的時候。此時，溫控熱敏開關動作按通電源，熱敏電阻(2--6)隨著尾氣溫度高低的變化產生大小，不同的控制電流，控制電控噴水閥閥門開啟度的大小，使噴入發(fā)動機內的冷水量與發(fā)動機的工況狀況同步。當尾氣溫度低干750℃時，溫控熱敏開關(2--5)切斷電源，電控冷水閥(2-7)也同時關閉。
進入發(fā)動機的噴水咀安裝在汽化器與發(fā)動機進氣岐管連接座上，安裝方法即方便又簡單，只是在連按座上鉆一直徑很小的孔，將噴水咀裝入固定即可；安裝在這個位置，不影響發(fā)動機的工作性能，又能夠利用發(fā)動機運轉進氣吸力，將噴入的冷水霧化成細小的水滴均勻的進入各氣缸之內。
2、真空控溫氧化反應管的技術特征是(圖3)由外管(3--1)，內管(3--2)，套裝在一起焊固、抽盡空氣制成真空管；用數(shù)個鋼制波紋板組合成蜂巢吸熱板(3-3)、裝入真空管內焊固；在真空管的一側加工內外兩管貫通孔，孔內焊接安裝補溫電熱元件(3-5)的底座(3-4)、底座與兩管焊固不能漏氣。
溫控熱敏開關(3-6)、發(fā)動機電源開關(3-7)、補溫電熱元件(3-5)相連接，此時接通發(fā)動機電源開關就進入工作狀態(tài)。
控溫氧化反應溫控熱敏開關和相關連的補溫電熱元件的溫度控制點最低為200℃(這個溫度比汽油的自燃點260℃還低)，最高為670℃(這個溫度已經(jīng)超過CO、CH的自燃溫度650℃)；為了適應尾氣溫度變化的需要，可在200-670℃之間設數(shù)個溫控點(如200-300℃……)，并設置與其相關的溫控熱敏開關和補溫電熱元件，當尾氣溫度低于200℃時，自200-670℃間的所有補溫電熱元件同時加溫，在數(shù)秒鐘內就將氧化反應管內的溫度升到650℃以上，當尾氣溫度由低升到300℃以上時，此時控制200℃和300℃的溫控熱敏開關切斷電源，200℃和300℃的補溫電熱元件停止補溫(其余類推)，當尾氣溫度高于670℃時，所有的補溫電熱元件全部停止補溫。
由于真空管的保溫作用，減少了尾氣熱量的散失，蜂巢吸熱板能在尾氣溫度高時吸收儲備，溫度低時放出補溫以及補溫電熱元件的溫度調節(jié)作用，使氧化反應管內的溫度始終穩(wěn)定在650℃以上，即便是尾氣溫度低于200℃以下時，仍然能夠將尾氣中的CO、HC氧化反應為CO2和H2O。
3、真空控溫噴水減污排氣管不限定只在汽化器式發(fā)動機上使用。
4、真空溫控噴水減污管，真空控溫氧化反應管、可以分開單獨使用。
5．說明書附面說明圖11-1真空溫控噴水減污管1-2真空控溫氧化反應管 1-3發(fā)動機電源開關1-4溫控熱敏開關 1-5補溫電熱元件1-6溫控熱敏開關1-7熱敏電阻 1-8電控噴水閥 1-9發(fā)動機排氣口接管1-10消音器接管圖22-1-外管 2-2-內管2-3-蜂巢吸熱板2-4-發(fā)動機電源開關 2-5-溫控熱敏開關2-6-熱敏電阻2-7-電控噴水閥 2-8-進水管接頭 2-9-出水管接頭2-10-發(fā)動機排氣口連接管圖33-1-外管 3-2-內管 3-3-蜂巢吸熱板3-4-補溫電熱元件安裝座3-5-補溫電熱元件3-6-溫控熱敏開關3-7-發(fā)動機電源開關3-8-消音器連接管
權利要求
1.一種真空控溫噴水減污排氣管，是在傳統(tǒng)排氣管只有將發(fā)動機產生的尾氣輸導排放到大氣中去的單一功能基礎上；采用溫控噴水、真空吸熱、電熱補溫、控溫氧化反應等技術措施，在尾氣通過排氣管輸導排放到大氣過程中去的同時，將尾氣中的CO、HC氧化反應為CO2和H2O，以及抑制NOx在發(fā)動機氣缸內的生成量，減少了尾氣中CO、HC、NOx的排放濃度。其特征包括真空溫控噴水減污管，真空控溫氧化反應管構成；
2.按照權利要求1所述之真空溫控噴水減污管的特征是由外管(2-1)，內管(2-2)制成的真空管；真空管內焊裝能夠吸收尾氣熱量的蜂巢吸熱板(2-3)；由溫控熱敏開關(2-5)、熱敏電阻(2-6)、控制電控噴水閥(2-7)的開啟和關閉，使噴入發(fā)動機氣缸內的冷水量與發(fā)動機的工況狀況同步。
3.按照權利要求1所述之真空控溫氧化反應管的特征是由外管(3-1)，內管(3-2)制成的真空管；真空管內焊裝能夠吸收尾氣熱量的蜂巢吸熱板(3-3)；在真空管上一側鉆孔并焊接用來安裝補溫電熱元件的底座(3-4)；底座上安裝補溫電熱元件(3-5)，根據(jù)發(fā)動機排量的不同，補溫電熱元件可設置1至數(shù)個。
4.按照權利要求1所述之真空溫控噴水減污排氣管，不限定只在汽化器式發(fā)動機上使用。
5.按照權利要求1所述之真空溫控噴水減污管、真空控溫氧化反應管，可以分開單獨使用。
全文摘要
一種真空控溫噴水減污排氣管，是在傳統(tǒng)排氣管只有將發(fā)動機產生的尾氣輸導排放到大氣中去的單一功能基礎上；采用溫控噴水、真空吸熱、電熱補溫、控溫氧化反應等技術措施，在尾氣通過排氣管輸導排放到大氣過程中去的同時，將尾氣中的CO、HC氧化反應為CO
文檔編號B01D53/92GK1238235SQ9910429
公開日1999年12月15日 申請日期1999年5月9日 優(yōu)先權日1999年5月9日
發(fā)明者張子升 申請人:張子升