一种处理发动机尾气的装置及发动机的制作方法

本发明涉及发动机尾气处理技术领域，尤其涉及一种处理发动机尾气的装置及发动机。

背景技术：

目前，人们对生活环境的要求越来越高，因此，对空气质量的关注度也越来越高。在城市中，发动机尾气是空气污染的主要原因之一。发动机尾气污染是由发动机排放的废气造成的环境污染。主要污染物为氮氧化合物、一氧化碳等，这些污染物能够引起光化学烟雾。

因此，发动机厂商需要逐渐提高发动机尾气的处理能力。

目前，对发动机尾气的处理主要是通过催化反应，即采用催化剂，将氮氧化物转换为二氧化碳、氨气和水等无毒物质再排放到空气中。

但是，众所周知，任何化学反应都不能完全反应，因此，催化反应以后还会有一部分有毒物质排放到空气中，对人们的健康造成很大危害。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的以上技术问题，本发明提供一种处理发动机尾气的装置及发动机，能够提高柴油机尾气的处理效率，并且处理精度更高。

本发明提供一种处理发动机尾气的装置，该装置为盒状，包括：电源、第一表面、中间隔离层、第二表面和螺旋绝缘芯；

所述第二表面和第一表面分别为正电极和负电极；

所述中间隔离层为绝缘介质，所述中间隔离层设置在所述第一表面和第二表面之间，所述第一表面、中间隔离层和第二表面之间依次相隔第一预定距离和第二预定距离；

所述螺旋绝缘芯设置在所述中间隔离层和所述第二表面之间，用于将所述中间隔离层和所述第二表面形成的腔体分割为螺旋通道。

优选地，所述入口设置在盒状装置的外切边，所述出口设置在所述盒状装置的中心；

优选地，所述盒状装置为圆盒形状。

优选地，还包括：多个金属针尖；

所述金属针尖设置在所述第二表面上。

优选地，所述金属针尖与所述第二表面体积介质阻挡放电。

优选地，所述第一表面和第二表面为金属电极片。

优选地，所述金属电极片为铜片或不锈钢片。

优选地，所述中间隔离层为陶瓷片或玻璃片或石英片；所述螺旋绝缘芯为陶瓷芯或玻璃芯或石英芯。

本发明实施例还提供一种处理发动机尾气的装置，该装置包括：螺旋形状的正电极、螺旋形状的负电极和螺旋形状的中间隔离层；

所述中间隔离层为绝缘介质，所述中间隔离层设置在所述正电极和负电极之间；

所述正电极、中间隔离层和负电极之间依次相隔第一预定距离和第二预定距离；

所述中间隔离层和所述正电极之间存在螺旋管状的用于体积介质阻挡放电的腔体。

本实施例还提供一种处理发动机尾气的装置，该装置包括：螺旋状的用于体积介质阻挡放电的腔体，该装置还包括：正电极、负电极和中间隔离层；

所述中间隔离层为绝缘介质，所述中间隔离层设置在所述正电极和负电极之间；

所述正电极、中间隔离层和负电极之间依次相隔第一预定距离和第二预定距离；

所述腔体的部分或全部位于所述中间隔离层和所述正电极之间。

本发明实施例还提供一种发动机，包括至少一个所述的处理发动机尾气的装置；

当包括两个或两个以上所述处理发动机尾气的装置时，所述装置并联，入口均与发动机的排气管相连。

优选地，包括两个或四个所述处理发动机尾气的装置。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

本实施例提供的装置增加了放电路径，将放电通道设置为螺旋状，这样在该装置提供的有效体积内，增加了放电路径的长度，即放电对于no的作用时间也随之加长，可以有效电离发动机尾气中的有害气体。例如，如果放电装置设置为长条的管状，这样在发动机尾部空间有限的条件下，该装置的长度不能设计的太长，因此，放电通道的路径首先限制。而本实施例提供的装置设计为螺旋放电管道，可以在有限的空间内增加放电路径的长度，例如，可以将该装置设置为圆盒状放置在发动机的底盘下，这样既不影响发动机的美观，又增加了放电路径。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明提供的处理发动机尾气的装置的立体图；

图2为图1对应的主视图；

图3为本发明提供的螺旋绝缘芯的立体图；

图4为图3对应的主视图；

图5为图4对应的俯视图；

图6为本发明提供的中间隔离层的主视图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

首先介绍介质阻挡放电。

介质阻挡放电的原理是在放电的两个电极之间至少要插入一层绝缘介质。

按照绝缘介质所处的位置不同，介质阻挡放电可以为分为以下两大类别：体积放电和表面放电。

其中，表面放电指的是绝缘介质层可以覆盖在一个电极表面上，也可以覆盖在两个电极表面上，即正电极和负电极上均覆盖。

体积放电指的是绝缘介质插在两个电极之间的放电空间。依据介质阻挡放电的结构和性能。

本发明提供的是介质体积放电。下面结合附图进行详细的说明。

参见图1，该图为本发明提供的处理发动机尾气的装置的立体图。

参见图2，该图为图1对应的主视图。

本实施例提供的处理发动机尾气的装置，该装置为盒状，包括：第一表面101、中间隔离层(图中未视出)、第二表面102和螺旋绝缘芯105；

所述第二表面102和第一表面101分别为正电极和负电极；

所述中间隔离层为绝缘介质，所述中间隔离层设置在所述第一表面101和第二表面102之间，所述第一表面101、中间隔离层和第二表面102之间依次相隔第一预定距离和第二预定距离；

需要说明的事，第一表面101与中间隔离层之间为第一预定距离，所述中间隔离层和所述第二表面102之间为第二预定距离，第一预定距离可以等于第二预定距离，也可以不等于，具体可以根据实际需要来设置。

可以理解的是，体积介质阻挡放电需要放电体积，因此，正电极、负电极之间设置绝缘介质，而且正电极和绝缘介质之间需要形成放电空间。

另外，正电极和负电极之间的固定可以通过预先设置孔，通过螺钉和螺栓固定。正电极和负电极形成的圆周面可以通过设置其他介质进行密封。

另外，该装置还包括：入口103和出口104；

所述螺旋绝缘芯105设置在所述中间隔离层和所述第二表面102之间，用于将所述中间隔离层和所述第二表面102形成的腔体分割为螺旋通道106；

汽车尾气可以在该螺旋通道106内进行放电。

优选地，为了尾气经过放电路径比较长，可以将所述入口103设置在盒状装置的外切边，所述出口104设置在所述盒状装置的中心；可以理解的是，入口103和出口104的位置也可以设置为其他形式，例如两者颠倒。

该装置工作时，可以利用电源为正电极和负电极供电，形成电场。发动机尾气先通过所述入口103，在所述螺旋通道106内进行放电，从所述出口104流出。

所述第一表面和第二表面采用导电材料，可以选择金属电极片。为了导电的良好性以及耐腐蚀性，优先采用铜片或不锈钢片。

可以理解的是，在大气压下介质阻挡放电(dbd，dielectricbarrierdischarge)的电压要求高达34kv/cm，即电压要求太高；如果放电装置的口径太小，将不能与柴油车的喷口孔径(直径10cm)相匹配；并且，放电处理一氧化氮no需要有足够的作用时间，这样就要求增加放电对no的作用路径(或距离)。因此，本实施例提供的装置增加了放电路径，将放电通道设置为螺旋状，这样在该装置提供的有效体积内，增加了放电路径的长度，即放电对于no的作用时间也随之加长，可以有效电离发动机尾气中的有害气体。

例如，如果放电装置设置为长条的管状，这样在发动机尾部空间有限的条件下，该装置的长度不能设计的太长，因此，放电通道的路径首先限制。而本实施例提供的装置设计为螺旋放电管道，可以在有限的空间内增加放电路径的长度，例如，可以将该装置设置为圆盒状放置在发动机的底盘下，这样既不影响发动机的美观，又增加了放电路径。

为了发动机尾气的流畅排除，优先将该装置设置为圆盒形状，这样螺旋绝缘芯形成的放电通道为圆形的螺旋通道，利于发动机尾气的排出。

具体可以参见图3，该图为本发明提供的螺旋绝缘芯的立体图，参见图4，该图为图3对应的主视图。

从图3和图4均可以看出，螺旋绝缘芯105的结构，可以理解的是，为了尾气流通的密闭性，可以将入口103和螺旋绝缘芯105设置在一起，即，入口103设置在圆形的螺旋绝缘芯105的外切线上。具体可以参见图5，该图为图4对应的俯视图。

另外，需要说明的是，为了放电的隔离性，该螺旋绝缘芯105不能导电，优先采用不导电的陶瓷等材料。

如果将入口103的一端作为螺旋绝缘芯105的头部，则螺旋绝缘芯105的尾部对应为该装置的出口。经过放电后的发动机尾气从出口排出。

中间隔离层为不导电的，优先采用不导电的陶瓷片或玻璃片或石英片来实现，具体可以参见图6，该图为本发明提供的中间隔离层的主视图。从图6可以看出，陶瓷片107上设置有圆孔，这是为了将陶瓷片或玻璃片或石英片107与第一表面和第二表面固定为盒状。

为了降低放电电压，可以在该装置中设置多个金属针尖。

所述金属针尖设置在所述第二表面上。

需要说明的是，金属针尖的个数在本发明中不做具体限定。

设置金属针尖是为了降低放电间隙、增加放电空间的电场强度，这样可以降低放电的工作电压。由于放电的工作电压太高时，一方面是不安全，另一方面是实施也比较困难。

设置金属针尖是为了适当牺牲放电空间的前提下，将放电的工作电压限制在15kv-20kv。

为了增大放电电场的强度，优先选择所述金属针尖与所述第二表面垂直设置。这样可以保证发动机尾气通过放电通道时与所述金属针尖形成的电场充分接触，以增强放电效果。

以上实施例提高的装置，设置为圆盒形状，通过螺旋绝缘芯形成螺旋放电通道，即类似盘形状的蚊香形状。这样可以增加发动机尾气的放电路径，放电作用时间也随之加长。在放电的工作电压不变时，可以有效提高对发动机尾气去污的效率。而且在增加金属针尖的情况下，可以使放电的工作电压降低。有利于该装置的安全和实施。

如果该装置设计为圆盘盒形(圆盘直径φ取50cm)，发动机尾气的入口在圆盘盒的切向外边，出口在圆盘盒的中心柱向。则放电通道的面积为2*10cm²，放电通道的长度可达250cm。

可以理解的是，为了使放电效果更好，可以将以上实施例提供的两个装置的正反面叠加形成一个装置，这样可以让治污通道孔径增加一倍达40cm²。当然，也可以进一步提高通道孔径，不局限于将两个装置叠加，也可以考虑将更多的装置(两个以上)叠加，即并联在一起实现尾气处理，例如，可以将四个这样的装置叠加，通道的口径可以达到80cm²，这样可以与柴油车的尾气喷口相匹配。

另外，可以理解的是，当两个或多个这样的装置叠加在一起使用时，可以为了节省成本，将相邻的两个圆盒去掉一个表面，例如有两个圆盒叠加在一起，下面圆盒的第一表面可以作为上边圆盒的第二表面，两者可以合二为一。其他的类推，在此不再赘述。

另外，本发明实施例还提供一种处理发动机尾气的装置，该装置包括：螺旋形状的正电极、螺旋形状的负电极和螺旋形状的中间隔离层；

所述中间隔离层为绝缘介质，所述中间隔离层设置在所述正电极和负电极之间；

所述正电极、中间隔离层和负电极之间依次相隔第一预定距离和第二预定距离；

所述中间隔离层和所述正电极之间存在螺旋管状的用于体积介质阻挡放电的腔体。

可以理解的是，该装置可以实现与图1相同的技术效果，汽车尾气通过该装置可以有效地被电离，从而为尾气去污。

另外，本实施例还提供一种处理发动机尾气的装置，该装置包括：螺旋状的用于体积介质阻挡放电的腔体，该装置还包括：正电极、负电极和中间隔离层；

所述中间隔离层为绝缘介质，所述中间隔离层设置在所述正电极和负电极之间；

所述正电极、中间隔离层和负电极之间依次相隔第一预定距离和第二预定距离；

所述腔体的部分或全部位于所述中间隔离层和所述正电极之间。

基于以上实施例提供的处理发动机尾气的装置；本发明实施例还提供一种发动机。该发动机包括以上实施例提供的处理发动机尾气的装置。

当包括两个或两个以上所述处理发动机尾气的装置时，所述装置并联，入口均与发动机的排气管相连。

优选地，发动机可以包括两个或四个所述处理发动机尾气的装置。这样可以提高尾气的去污能力。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。