R180单缸涡流室柴油机用净化消声器制造技术

本发明专利技术公开了R180单缸涡流室柴油机用净化消声器，包括外壳和进气管，外壳上端设有出气口，进气口位于进气管上。外壳内部由进气口至出气口的方向依次设有穿孔隔板、桶状金属壳包裹的氧化催化剂载体、穿孔出气管。穿孔隔板的位置和穿孔分布由模拟计算得到。金属壳包裹的氧化催化剂载体由石棉层包裹，石棉层上下两端由环形板固定，石棉层保温的作用。穿孔出气管穿孔分布采用来流方向密，背对来流方向疏的分布结构，有效提高气体流通性能，降低流通阻力和加工成本。本发明专利技术能明显降低柴油机排放和噪声。

Purifying silencer for R180 single cylinder swirl chamber diesel engine

The invention discloses a purifying silencer for a R180 single cylinder swirl chamber diesel engine, comprising an outer shell and an air inlet pipe, wherein, an air outlet is arranged at the upper end of the outer shell, and the air inlet is positioned on the air inlet pipe. The inside of the housing from the air inlet to the outlet in the direction of a perforated baffle, barrellike metal shell oxidation catalyst carrier, perforated pipe. The location and perforation distribution of perforated baffles are obtained by simulation. The oxidation catalyst carrier wrapped by the metal shell is wrapped by asbestos layer, and the upper and lower ends of the asbestos layer are fixed by an annular plate, and the asbestos layer is used for holding heat. The distribution of the perforation of the perforated gas pipe adopts the distribution structure of the direction of flow direction, the back direction and the direction of the flow direction. The circulation performance of the gas is effectively improved, and the circulation resistance and the processing cost are reduced. The invention can obviously reduce the emission and noise of the diesel engine.

【技术实现步骤摘要】
R180单缸涡流室柴油机用净化消声器
本专利技术涉及一种R180单缸涡流室柴油机用净化消声器。其为消声器与氧化催化转化器组合于一体的净化消声装置，属于消声器领域。
技术介绍
单缸柴油机产量大是中国内燃机行业的一大特色，其中缸径≤80mm的单缸柴油机年产量约200多万台，但由于气缸直径小，直喷式燃烧油气混合难度大，国内外缸径小于80mm的非道路柴油机仍以涡流室为主。随着人们对环境保护要求的不断提高，排放法规、噪声限值的不断加严，内燃机的节能与减排也随之成为行业发展的焦点，机内净化难满足要求，因此机外净化在小缸径柴油机上将愈来愈多。我国最新颁布的非道路柴油机国三排放标准对功率≤37kW的小功率非道路柴油机提出了严格的要求。同时内燃机噪声指标也需符合国家强制性标准，且噪声限值也有加严的趋势。我国小功率柴油机主要以单缸柴油机为主，已有单缸柴油机消声器大多是由膨胀腔、内插管、穿孔板、共振腔和扩张管等组成，只起消声作用。由于单缸柴油机结构和空间的限制很难使用电控、电控、高压共轨、废气再循环、选择性催化还原等先进技术，因此非道路国三排放标准实施，只通过机内净化的单缸柴油机很难达到最新的排放标准的要求。将采用机外净化的氧化催化转化器融合于发动机消声器中合为一体，可以合理利用单缸柴油机空间结构，并有效的通过机外净化降低单缸柴油机的排放和噪声。
技术实现思路
本专利技术涉及的一种R180单缸涡流室柴油机用净化消声器，以R180柴油机原机消声器为原型，尽可能保持原机外形参数，以便于安装和更换。R180柴油机净化消声器是用氧化催化剂降低柴油机排放，把催化剂载体设计在消声器壳体内，对载体位置及消声元件位置优化设计，优化净化消声器内部结构，通过优化设计穿孔隔板及穿孔隔板位置使得流经氧化催化剂载体内部的气流更加均匀，从而提高氧化催化剂的转化效率和使用寿命，可减少氧化催化剂用量，降低成本；同时优化设计内部消声结构元件，使得优化后的各消声元件与氧化催化剂载体有效协同降低发动机的排气噪声。采用的技术方案如下：R180单缸涡流室柴油机用净化消声器，包括外壳和进气管，所述外壳与所述进气管相连；所述进气管的管口作为消声器的进气口；所述外壳内部沿气流方向依次设有穿孔隔板、氧化催化剂载体、穿孔出气管；所述穿孔隔板和所述穿孔出气管上面均设有通过排气气流的小孔；所述穿孔隔板与位于其下面的外壳内壁之间形成第一膨胀腔；所述氧化催化剂载体与位于其上面的外壳内壁之间形成第二膨胀腔；所述穿孔出气管位于所述第二膨胀腔内；所述穿孔出气管一端封闭、另一端与空气连通作为消声器的出气口。进一步地，所述氧化催化剂载体由桶状金属壳包裹；所述桶状金属壳的外面由石棉保温层包裹；所述石棉保温层的上端和下端均由环形板固定；所述环形板的外边缘与所述外壳内壁焊接、内边缘与所述桶状金属壳焊接固定；所述环形板周边密封，使得排气气流仅通过氧化催化剂载体内流通；所述桶状金属壳包裹的氧化催化剂载体分别设有进气口和出气口。进一步地，所述穿孔隔板与所述外壳底端内壁之间的垂直距离为10mm；所述穿孔隔板与所述氧化催化剂载体的进气口的垂直距离为18mm。进一步地，所述穿孔隔板上的孔均匀分布在圆心以及若干个同心圆上。进一步地，所述同心圆的个数为4个，所述4个同心圆的直径由内而外依次为20mm、38mm、56mm、74mm，所述4个同心圆上的穿孔个数依次为6、13、17、25；所述圆心以及若干个同心圆上的穿孔的直径均为5mm。进一步地，所述穿孔隔板的直径为93mm。进一步地，所述穿孔出气管上的小孔呈不均匀交错分布。进一步地，所述穿孔出气管上的小孔为10行16列，小孔直径为4mm，每列小孔之间的距离d2为5mm，每行小孔之间的距离按以下规律分布：中心线上下两侧的每行孔心到中心线的距离L分别依次为3mm、9mm、16mm、24mm、33mm，实现中间密两边疏的分布结构。进一步地，所述穿孔出气管由平面板材卷曲焊接制成，并且焊缝远离氧化催化剂载体的出气口、并向上安装。进一步地，所述外壳分为上壳和下壳，便于氧化催化剂载体的装载，所述上壳和所述下壳之间焊接密封。本专利技术的有益效果：1、本专利技术的净化消声器安装在R180柴油机上试验表明，柴油机整机噪声低于用原机普通消声器的整机噪声，柴油机的整机排放污染物达到了国家非道路柴油机第三阶段排放标准的要求。2、与传统的仅将氧化催化剂载体安装在消声器内，无穿孔隔板结构导流的净化消声器相比，CO、HC、PM排放的转化率提高了15～28％；与传统的仅将氧化催化剂载体安装在消声器内，安装有穿孔隔板结构的净化消声器的柴油机整机噪声明显降低，安装有穿孔隔板结构的净化消声器较装原机消声器的柴油机整机噪声可降低约1.0dB(A)。3、本专利技术柴油机净化消声器能满足R180系列单缸柴油机配套使用要求。附图说明图1为本专利技术主视图。图2为穿孔隔板结构图。图3为穿孔出气管结构图。图4为原机净化消声器流场速度云图。其中(a)表示原机净化消声器内部速度云图，(b)(c)(d)分别表示原机净化消声器中依次距离进气管出口端10、15、25cm处截面的速度云图。图5为本专利技术净化消声器流场速度云图。其中(a)表示本专利技术净化消声器内部流场速度云图，(b)(c)(d)分别表示本专利技术净化消声器中依次距离进气管出口端10、15、25cm处截面的速度云图。附图标记说明：1-进气管、2-第一膨胀腔、3-穿孔隔板、4-稳压腔、5-环形板、6-氧化催化剂载体、7-石棉层、8-桶状金属壳、9-穿孔出气管、10-第二膨胀腔、11-上壳、12-下壳。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。如图1、图2、图3所示，本专利技术提出的净化消声器包括外壳、与外壳相连的进气管；所述外壳分为上壳11和下壳12，外壳底端的进气管为进气口、外壳顶端设有出气口，所述外壳内部沿气流方向依次设有穿孔隔板3、氧化催化剂载体6、穿孔出气管9；所述穿孔隔板3和穿孔出气管9上面均设有气流小孔，氧化催化剂载体6设有进气口与出气口；所述氧化催化剂载体6由桶状金属壳8包裹成为一体，所述桶状金属壳8通过所述环形板5焊接固定在所述外壳内壁上，所述金属环形板内5的内径为80mm、外径为93mm，金属环形板起到固定支撑氧化催化剂载体的作用。所述环形板5内边缘与桶状金属壳8焊接固定、外边缘与外壳内壁固定。所述环形板5与外壳、桶状金属壳8形成的空间内填充石棉层7，保证柴油机在低速、小负荷时催化剂有足够的温度起燃，从而拓宽催化剂的工作范围。所述穿孔隔板3与所述氧化催化剂载体6进气口处之间的垂直距离设为18mm；所述穿孔隔板3与所述外壳底端内壁之间的垂直距离设为10mm。如此使气流均匀分布于载体截面。所述穿孔隔板3上孔的总面积设为进气管1面积的1倍到2倍之间，优选1.5倍。这样既可以保证消声效果，又可以减小排气过程流动阻力，使得排气更加顺畅。如图2所示，所述穿孔隔板3上的孔由隔板中心向外辐射，按一定规律均匀分布，具体分布规律为：所述穿孔隔板上的孔均匀分布在若干个同心圆上和圆心上，所述同心圆的个数为4个，所述4个同心圆的直径由内而外依次为20mm、38mm、56mm、74mm，所述4个同心圆上的穿孔个数一次为6、13、17、25。所述所有穿孔以及圆心上仅有的一个穿孔的直径均为5本文档来自技高网...

【技术保护点】
R180单缸涡流室柴油机用净化消声器，其特征在于，包括外壳和进气管(1)，所述外壳与所述进气管(1)相连；所述进气管的管口作为消声器的进气口；所述外壳内部沿气流方向依次设有穿孔隔板(3)、氧化催化剂载体(6)、穿孔出气管(9)；所述穿孔隔板(3)和所述穿孔出气管(9)上面均设有孔；所述穿孔隔板(3)与位于其下面的外壳内壁之间形成第一膨胀腔(2)；所述氧化催化剂载体(6)与位于其上面的外壳内壁之间形成第二膨胀腔(10)；所述穿孔出气管(9)位于所述第二膨胀腔(10)内；所述穿孔出气管(9)一端封闭、另一端与空气连通作为消声器的出气口。

【技术特征摘要】
1.R180单缸涡流室柴油机用净化消声器，其特征在于，包括外壳和进气管(1)，所述外壳与所述进气管(1)相连；所述进气管的管口作为消声器的进气口；所述外壳内部沿气流方向依次设有穿孔隔板(3)、氧化催化剂载体(6)、穿孔出气管(9)；所述穿孔隔板(3)和所述穿孔出气管(9)上面均设有孔；所述穿孔隔板(3)与位于其下面的外壳内壁之间形成第一膨胀腔(2)；所述氧化催化剂载体(6)与位于其上面的外壳内壁之间形成第二膨胀腔(10)；所述穿孔出气管(9)位于所述第二膨胀腔(10)内；所述穿孔出气管(9)一端封闭、另一端与空气连通作为消声器的出气口。2.根据权利要求1所述的R180单缸涡流室柴油机用净化消声器，其特征在于，所述氧化催化剂载体(6)由桶状金属壳(8)包裹；所述桶状金属壳(8)的外面由石棉层(7)包裹；所述石棉层(7)的上端和下端均由环形板(5)固定；所述环形板(5)的外边缘与所述外壳内壁焊接、内边缘与所述桶状金属壳(8)焊接固定；所述桶状金属壳(8)包裹的氧化催化剂载体(6)分别设有进气口和出气口。3.根据权利要求2所述的R180单缸涡流室柴油机用净化消声器，其特征在于，所述穿孔隔板(3)与所述外壳底端内壁之间的垂直距离为10mm；所述穿孔隔板(3)与所述氧化催化剂载体(6)的进气口的垂直距离为18mm。4.根据权利要求1所述的R180单缸涡流室柴油机用净化消声器，其特征在于，所述穿孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘胜吉，徐康，高端正，王建，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32