一种颗粒捕集器过滤体新型非对称孔道结构制造技术

一种颗粒捕集器过滤体新型非对称孔道结构，其属于内燃机排气净化领域。传统对称型孔道通过增加孔道目数降低压降升高率，但目数增加有其上限，因此需要采用出气孔道容积比进气孔道容积小的非对称孔道结构来增加进气孔道数，扩大进气孔道的壁面面积，进一步降低压降升高率。该新型非对称孔道结构通过以下方式实现：出气孔道横截面设计成狭长型，其孔道壁面为曲面，出气孔道横截面中心线围成多边形，孔道壁面围出的中间部分作为进气孔道，形成面容比大的非对称孔道结构。该过滤体结构的进气孔道目数增加近一倍，有效过滤面积增加2.2倍，压降升高率降低50%。

Novel asymmetric channel structure for particle catcher filter body

The utility model relates to a novel asymmetric channel structure for a particle catcher filter body, belonging to the field of exhaust purification of an internal combustion engine. The traditional symmetric channel by increasing the number of lower pressure drop increased pore rate, but increase the number limit, so it is necessary to adopt asymmetric pore structure of gas pore volume ratio of inlet channel of small volume to increase the intake pore number, pore expansion inlet wall area, further reduce the pressure rise rate. The new asymmetric channel structure is realized through the following method: air duct cross-sectional design a narrow type, the Kong Daobi surface is a curved surface, the outlet duct cross section of the center line of the enclosed polygon, the pore wall of the middle part as an inlet channel, the formation of large volume ratio of asymmetric pore structure. The filter inlet channel number nearly doubled, the effective filtration area increased 2.2 times, increase the pressure drop rate is reduced by 50%.

【技术实现步骤摘要】
一种颗粒捕集器过滤体新型非对称孔道结构
本专利技术涉及一种颗粒捕集器过滤体新型非对称孔道结构，其属于内燃机排气后处理领域。
技术介绍
颗粒捕集器目前是最有效、应用最广泛的颗粒物排放后处理装置，随着颗粒物被捕集在孔道壁面上，排气背压会越来越高，影响柴油机性能，因此需要定期对颗粒捕集器进行再生；但再生频率过大不仅会增加后处理成本，还会缩短颗粒捕集器的使用寿命。因此，降低颗粒捕集器压降升高率一直是国内外的研究重点，传统的对称型壁流式过滤孔道结构进、出气孔道形状大小一致，通过增加孔道目数来降低压降升高率，但目数增加有其上限，因此需要采用出气孔道容积比进气孔道容积小的非对称孔道结构来增加进气孔道数，扩大进气孔道的壁面面积，进一步降低压降升高率。新型结构将出气孔道横截面设计成狭长型，其孔道壁面为曲面，其横截面中心线围成多边形，出气孔道壁面围出的中间部分作为进气孔道，形成面容比大的非对称孔道结构。与传统的对称型孔道相比，该过滤体结构进气孔道目数增加了近一倍，过滤面积增加了2.2倍，能够有效降低压降升高率。计算结果标明，新型结构压降升高率能够降低50%，对于降低颗粒捕集器再生频率具有非常明显的作用。
技术实现思路
为了降低目前通用的颗粒捕集器压降升高率，本专利技术提供一种颗粒捕集器过滤体新型非对称孔道结构，其压降升高率明显下降，对于降低颗粒捕集器再生频率、延长使用寿命具有积极的作用。本专利技术采用的技术方案是：一种颗粒捕集器过滤体新型非对称孔道结构，非对称孔道结构将出气孔道设计成狭长型，其形状是由两道方向相反的弧形（或波形）孔道壁面两端相交组成的叶形孔道，弧形或波形大小可调，且其大小相同或不同；叶形孔道横截面中心线围成方形，弧形或波形孔道壁面相交处采用第一型骨架结构支撑孔道壁面；四道弧形或波形孔道壁面围出的四边形曲面孔道作为进气孔道；形成面容比大的新型非对称孔道结构。进、出气孔道轴向入口与出口两端交替封堵，迫使发动机尾气从进气孔道进入穿透过滤壁面后排出，尾气中的颗粒物被过滤壁面捕集。叶形孔道横截面中心线围成正六边形，弧形或波形孔道壁面相交处采用第二型骨架结构支撑孔道壁面，六道弧形或波形孔道壁面围出的六边形曲面孔道作为出气孔道；叶形孔道横截面中心线围成正三角形，弧形或波形孔道壁面相交处采用第三型骨架结构支撑孔道壁面，三道弧形或波形孔道壁面围出的三角形曲面孔道作为出气孔道。弧形或波形孔道壁面方向一致形成弯月形孔道；孔道壁面由多道弧形或波形曲面组成，例如两个弧形或波形组成的S形孔道。将弧形或波形孔道壁面替换为直线形孔道壁面，其两端采用小段第二型弧形壁面相交，围成圆角矩形孔道作为出气孔道；圆角矩形孔道宽度根据性能和结构要求进行调整。将弧形或波形孔道壁面替换为折线形孔道壁面，两道折线形孔道壁面相交形成菱形孔道，折线数目可调，折线角度可调整且其大小相同或不同，折线方向一致或相反。将弧形或波形孔道壁面替换为直线结合弧形或波形孔道壁面，两道直线结合弧形或波形孔道壁面相交围成飞碟形孔道或枪头形孔道，其直线和弧形或波形数目及间隔位置可调，直线形角度可调且其大小相同或不同，弧形或波形大小可调且其大小相同或不同，直线结合弧形或波形孔道壁面方向一致或相反。通过增加出气孔道的横截面积后，将原出气孔道作为进气孔道，原进气孔道作为出气孔道。过滤壁面除了是光滑状外，还是尖锯齿状,平锯齿状，是梯形状,是波浪状，是外凸状，是内凹状。本专利技术的有益效果是：新型结构将出气孔道横截面设计成狭长型，其孔道壁面为曲面，其横截面中心线围成多边形，出气孔道壁面围出的中间部分作为进气孔道，形成面容比大的非对称孔道结构。与传统的对称型过滤体孔道结构相比，该结构的进气孔道目数增加近一倍，过滤面积增加了2.2倍，这就意味着捕集相同的颗粒量，在壁面上形成的颗粒滤饼层更薄。计算结果表明，采用新型孔道结构初始压力由于过滤面积增大，初始压力降低，并且随着颗粒物被捕集，压降升高率能够下降50%，对于降低再生频率、延长捕集器使用寿命具有非常积极的作用。附图说明图1是出气孔道中心线围成方形的叶形孔道结构横截面示意图。图2是出气孔道中心线围成正六边形的叶形孔道结构横截面示意图。图3是出气孔道中心线围成正三角形的叶形孔道结构横截面示意图。图4是A-A截面的弯月形孔道横截面示意图。图5是A-A截面的S形孔道横截面示意图。图6是A-A截面的圆角矩形孔道横截面示意图。图7是A-A截面的菱形孔道横截面示意图。图8是A-A截面的飞碟形孔道横截面示意图。图9是A-A截面的枪头形孔道横截面示意图。图10是B-B截面的多种过滤壁面形状示意图。图11是传统方形孔道结构与出气孔道中心线围成方形的叶形和圆角矩形新型过滤体结构的压降特性分析结果。图中：1、四边形曲面孔道，1a、六边形曲面孔道，1b、三角形曲面孔道，2、叶形孔道，2a、弯月形孔道，2b、S形孔道，2c、圆角矩形孔道，2d、菱形孔道，2e、飞碟形孔道，2f、枪头形孔道，3、弧形或波形孔道壁面，3a、直线形孔道壁面，3ab、第二型弧形壁面，3b、折线形孔道壁面，3c、直线结合弧形或波形孔道壁面，4、第一型骨架支撑结构，4a、第二型骨架支撑结构，4b、第三型骨架支撑结构，5、出气孔道横截面中心线，3aa、尖锯齿状过滤壁面，3bb、平锯齿状过滤壁面，3cc、梯形状过滤壁面，3dd、波浪状过滤壁面，3ee、外凸状过滤壁面，3ff、内凹状过滤壁面。具体实施方式下面依据附图对本专利技术作进一步描述。图1示出了新型过滤体结构的横截面示意图。如图中所示，新型过滤体孔道结构将出气孔道设计成狭长型，其形状是由两道方向相反的弧形或波形孔道壁面3两端相交组成的叶形孔道2，弧形或波形大小Ri，i=1,2,3……6可调，且大小相同或不同；叶形孔道横截面中心线5围成方形，弧形或波形孔道壁面3相交处采用第一型骨架结构4支撑孔道壁面；四道弧形或波形孔道壁面3围出的四边形曲面孔道1作为进气孔道；形成面容比大的新型非对称孔道结构。进、出气孔道轴向入口与出口两端交替封堵，迫使发动机尾气从进气孔道进入穿透过滤壁面后排出，尾气中的颗粒物被过滤壁面捕集。与传统的壁流式方形孔道相比，该过滤体孔道结构进气孔道数目增加近一倍，过滤面积增加2.2倍，对于控制压降升高率有非常明显的效果，能够有效降低颗粒捕集器再生频率，提高内燃机性能。在孔道壁面相交处增加骨架结构能够增强过滤体的强度，使其具有更好的抗震性。图2示出了出气孔道中心线围成正六边形的叶形孔道结构横截面示意图。如图中所示，叶形孔道横截面中心线5围成正六边形，弧形或波形孔道壁面3相交处采用第二型骨架结构4a支撑孔道壁面，六道弧形或波形孔道壁面3围出的六边形曲面孔道1a作为出气孔道。图3示出了出气孔道中心线围成正三角形的叶形孔道结构横截面示意图。如图中所示，叶形孔道横截面中心线5围成正三角形，弧形或波形孔道壁面3相交处采用第三型骨架结构4b支撑孔道壁面，三道弧形或波形孔道壁面3围出三角形曲面孔道1b作为出气孔道。图4示出了A-A截面的弯月形孔道横截面示意图。如图中所示，弧形或波形孔道壁面3方向一致形成弯月形孔道2a。图5示出了A-A截面的S形孔道横截面示意图。如图中所示，孔道壁面由多道弧形或波形曲面组成，例如两个弧形或波形组成的S形孔道2b。采用多个弧形构成孔道壁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种颗粒捕集器过滤体新型非对称孔道结构；新型过滤体孔道结构将出气孔道设计成狭长型，其形状是由两道方向相反的弧形或波形孔道壁面（3）两端相交组成的叶形孔道（2），弧形或波形大小R

【技术特征摘要】
1.一种颗粒捕集器过滤体新型非对称孔道结构；新型过滤体孔道结构将出气孔道设计成狭长型，其形状是由两道方向相反的弧形或波形孔道壁面（3）两端相交组成的叶形孔道（2），弧形或波形大小Ri，i=1,2,……6可调，其大小相同或不同；叶形孔道横截面中心线（5）围成方形，弧形或波形孔道壁面（3）相交处采用第一型骨架结构（4）支撑孔道壁面；四道弧形或波形孔道壁面（3）围出的四边形曲面孔道（1）作为进气孔道；形成面容比大的新型非对称孔道结构；进、出气孔道轴向入口与出口两端交替封堵，迫使发动机尾气从进气孔道进入穿透过滤壁面后排出，尾气中的颗粒物被过滤壁面捕集。2.根据权利要求1所述的颗粒捕集器过滤体新型非对称孔道结构，其特征是：叶形孔道横截面中心线（5）围成正六边形，弧形或波形孔道壁面（3）相交处采用第二型骨架结构（4a）支撑孔道壁面，六道弧形或波形孔道壁面（3）围出的六边形曲面孔道（1a）作为出气孔道；叶形孔道横截面中心线（5）围成正三角形，弧形或波形孔道壁面（3）相交处采用第三型骨架结构（4b）支撑孔道壁面，三道弧形或波形孔道壁面（3）围出的三角形曲面孔道（1b）作为出气孔道。3.根据权利要求1、2所述的颗粒捕集器过滤体新型非对称孔道结构，其特征是：弧形或波形孔道壁面（3）方向一致形成弯月形孔道（2a）；孔道壁面由多道弧形或波形曲面组成，例如两个弧形或波形组成的S形孔道（2b）。4.根据权利要求1、2所述的颗粒捕集器过滤体新型非对称孔道结构，其特征是：将弧形或波形孔道壁面（3）替换为直线形孔道壁面（3a），其两端采用小段第二型...

【专利技术属性】
技术研发人员：隆武强，肖鸽，田华，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21