[发明专利]内燃机的尾气净化消声器

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机，更具体地，涉及一种能减小尾气排放的内燃机的尾气净化消声器。

背景技术

内燃机在工作过程中，由于燃烧作用，会排放出大量废气，增加了空气污染。一般的处理方法是，在内燃机的消声器中的尾气排放管道中设置催化器，通过催化器进行尾气处理，降低废气中的CO、NOx、HC等有害成分。

废气环境(空燃比)是决定催化器转化效率的关键环节之一，空燃比是指油气混合气中所含空气和燃油的比例，一般发动机工作环境中最佳空燃比为14.7∶1，即Lambda＝1。如图1所示，通过典型的摩托车用氧化还原型催化器空燃比特性数据分析，可以看出，Lambda在0.9～1.0之间时催化器处于高转化效率区间。内燃机尾气排放过程中，由于废气流速较高，与催化器表面的接触时间受到限制，单级催化器的转化效果并不理想，若增加催化器的尺寸，催化器反应的放热过程过于剧烈，催化器载体的耐受程度难以支撑，就会导致催化器损毁；同时废气与催化器的反应过程中，氧气含量急剧下降，随着氧气含量的降低，催化器的后半段反应过程就会偏离催化器的高转化效率区间，造成转化效率降低。

为解决此问题，现有使用两级或多级催化器的技术方案，通过第二级催化器前设置补气通道进行二次空气导入添加氧气，通过与第一级催化器后废气环境的优化，可使废气环境恢复至催化器高转化效率的Lambda区间，提高废气转化效率，同时新鲜空气的导入，降低了废气温度，有利于降低第二级催化器的热负荷。

从图2中可以看到现有技术中补气通道伸入尾气排放管道的示意图。现有技术中的二次补气方式对内燃机在中、高负荷动态条件下进行补气比较困难，原因是内燃机中、高负荷动态条件下排气背压急剧升高，无法形成间歇性负压打开补气通道后端的单向簧片阀，新鲜空气不能进入消声器内。中、高负荷动态工况阶段，也是内燃机高尾气排放阶段，此时排气管道的空燃比处于偏浓阶段，第一级催化器的转化效率不理想，二次补气如果不能将废气环境改善至第二级催化器的高转化效率区间，第二级催化器的转化效率同样会很低，不能达到大幅降低废气中有害物质的目的。

目前的机车供油系统的控制技术，能够将大部分工况的Lambda控制在0.9～1.0之间，但是加速阶段工况的Lambda低于0.9，原因是车辆在起步和加速过程中，发动机需要提供较大的输出动力，满足加速性能的需求。

公开日为2005年9月28日，公开号为CN1673496A的中国发明专利中公开了一种“在机车排气管内提高触媒净化氮氧化物效率的方法”。该专利是利用二次补气装置向排气管道内补气，以此提高催化器的转化效率，但机车内燃机在中、高负荷动态条件下排气背压急剧升高，会造成补气困难，无法在全工况条件下提高催化器转化效率。具体地，在该专利中提到了将二次空气控制阀装设于引擎或化油器的负压端，接受间歇性的负压吸力而运作的方式，以及采用电动泵强制唧气的方式来进行补气，但这两种方案都是通过强行向高排气背压的尾气排放管中补气的方式，没有从根本上解决尤其是在内燃机中、高负荷条件下，尾气排放管道中排气背压高的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在内燃机的中、高负荷状态也能进行二次补气从而使催化器转化效率较高的内燃机的尾气净化消声器。

根据本发明的一个方面，提供了一种内燃机的尾气净化消声器，包括：消音室，内部具有消音腔；尾气排放管道，延伸到消音室的消音腔中；第一催化器和第二催化器，在消音腔中的尾气排放管道中沿气体流动方向依次设置；以及补气通道，设置在第一催化器和第二催化器之间，补气通道的前端伸入尾气排放管道中，其中，补气通道的出口朝向尾气排放管道中尾气流动的下游方向。

进一步地，还包括阀控装置，设置在补气通道的后端，用于控制补气通道由后端向前端单向打开或关闭。

进一步地，补气通道的位于尾气排放管道中的部分具有沿尾气流动方向延伸的弯折段。

进一步地，补气通道的位于尾气排放管道外的部分还具有沿尾气流动方向延伸并位于消音室的消音腔中的第二弯折段。

进一步地，补气通道的具有朝向尾气流动方向弯折形成的弯折段，弯折段倾斜伸入尾气排放管道中。

进一步地，弯折段的出口端面垂直于尾气排放管道的延伸方向。

进一步地，补气通道的弯折段伸入尾气排放管道的圆弧段中，并且该弯折段的中轴线与尾气排放管道的中轴线相切。

进一步地，补气通道至少伸入到靠近尾气排放通道中央的位置。

进一步地，阀控装置为单向簧片阀。

本发明具有以下技术效果：