一种发动机尾气处理装置的制作方法

本发明主要涉及汽车尾气处理技术，尤其涉及一种发动机尾气处理装置。

背景技术：

随着经济社会的发展，汽车保有量逐年增加，汽车尾气成为大气污染的主要来源之一。一方面，发动机燃料燃烧产生的氮氧化物大部分直接排放至大气中；另一方面，发动机燃烧的热量也存在很大部分通过汽车尾气带走。因此，设计一种发动机废气处理装置，充分回收利用尾气的废热能量，有助于提高车辆的动力性和燃油经济性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、设计巧妙、能提高车轴动力性能和燃油经济性的发动机尾气处理装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种发动机尾气处理装置，包括连接发动机气缸的尾气排气管，所述尾气排气管内沿排气方向依次设置有消声器和三元催化器，所述尾气排气管内沿排气方向依次设置有发电组和净化组，所述发电组和净化组位于消声器和三元催化器之间，所述尾气排气管上装设有与发电组连接有蓄能组。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述发电组包括至少一个类蚊香结构的盘形冷却管，所述盘形冷却管设有进水口和出水口，所述进水口和出水口分别与发动机的冷却水进水管和冷却水出水管连通，相邻卷绕的盘形冷却管之间形成空气通道，所述空气通道内间隔设有温差发电片，所述温差发电片一侧与盘形冷却管固定、另一侧空气通道内的热废气接触，温差发电片与蓄能组电联接。

所述发电组还包括发电机、旋转叶片和辐条式支架，所述发电机通过辐条式支架固定在尾气排气管内，所述旋转叶片与发电机的转轴连接，发电机位于盘形冷却管和三元催化器之间、且旋转叶片朝向盘形冷却管，所述发电机与蓄能组电联接。

所述蓄能组包括整流器、蓄电电池和固定架，所述固定架安装在尾气排气管上，所述整流器和蓄电电池安装在固定架上、且整流器和蓄电电池相互电联接，所述整流器与温差发电片以及发电机电联接。

所述净化组包括绝缘支架、支撑轴和螺旋翅片，所述绝缘支架固定在尾气排气管内并位于发电组和三元催化器之间，所述支撑轴固定在绝缘支架上并朝向发电组，所述螺旋翅片固定在支撑轴上，所述螺旋翅片周沿均布有多个铜针。

所述螺旋翅片上开设有通气孔。

所述螺旋翅片的螺距沿排气方向由大变小。

还包括与尾气排气管连通的排气支管，所述排气支管的一端口位于消声器和发电组之间，排气支管的另一端口位于发电组和螺旋翅片之间，所述排气支管上设置有涡轮增压器，所述涡轮增压器进气口一端连接空气过滤器、另一端连接发动机气缸的进气管，所述涡轮增压器的排气口与排气支管连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的发动机尾气处理装置，包括连接发动机气缸的尾气排气管，尾气排气管内沿排气方向依次设置有消声器和三元催化器，尾气排气管内沿排气方向依次设置有发电组和净化组，发电组和净化组位于消声器和三元催化器之间，尾气排气管上装设有与发电组连接有蓄能组。当热废气从尾气排气管排出时，先经过发电组进行热交换并同时利用热能实现发电，由蓄能组实现电能的蓄能效应，而后尾气通过净化组的净化处理后排出。较传统的尾气直接排出而言，本发明能充分回收利用尾气的废热能量，有助于提高车辆的动力性和燃油经济性，其结构简单，设计巧妙。

附图说明

图1是本发明发动机尾气处理装置的主视结构示意图。

图2是本发明发动机尾气处理装置中盘形冷却管的结构示意图。

图3是本发明发动机尾气处理装置中净化组的结构示意图。

图中各标号表示：

1、发动机气缸；11、进气管；2、尾气排气管；3、消声器；4、三元催化器；5、发电组；51、盘形冷却管；511、进水口；512、出水口；52、空气通道；53、温差发电片；54、发电机；55、旋转叶片；56、辐条式支架；6、净化组；61、辐条式绝缘支架；62、支撑轴；63、螺旋翅片；631、通气孔；64、铜针；7、蓄能组；71、整流器；72、蓄电电池；73、固定架；8、排气支管；9、涡轮增压器；10、空气过滤器。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1至图3示出了本发明发动机尾气处理装置的一种实施例，包括连接发动机气缸1的尾气排气管2，尾气排气管2内沿排气方向依次设置有消声器3和三元催化器4，尾气排气管2内沿排气方向依次设置有发电组5和净化组6，发电组5和净化组6位于消声器3和三元催化器4之间，尾气排气管2上装设有与发电组5连接有蓄能组7。当热废气从尾气排气管2排出时，先经过发电组5进行热交换并同时利用热能实现发电，由蓄能组7实现电能的蓄能效应，而后尾气通过净化组6的净化处理后排出。较传统的尾气直接排出而言，本发明能充分回收利用尾气的废热能量，有助于提高车辆的动力性和燃油经济性，其结构简单，设计巧妙。

本实施例中，发电组5包括至少一个类蚊香结构的盘形冷却管51，盘形冷却管51设有进水口511和出水口512，进水口511和出水口512分别与发动机的冷却水进水管和冷却水出水管连通，相邻卷绕的盘形冷却管51之间形成空气通道52，空气通道52内间隔设有温差发电片53，温差发电片53一侧与盘形冷却管51固定、另一侧空气通道52内的热废气接触，温差发电片53与蓄能组7电联接。

该结构中，尾气排气管2中的大部分废气流经盘形冷却管51，盘形冷却管51的进水口511由发动机的发动机的冷却水进水管分支引进冷却水，该分支冷却水的总量不影响整个发动机冷却水的循环工作，水量较低，盘形冷却管51的结构呈圆形的类蚊香结构，且内部冷却水环形对流运动，中间有空气通道52，顺利通过废气，废气在空气通道52流过，增加了废热与冷却水的接触面积，同时提高了废热交换效率；盘形冷却管51可并联安装多个，热交换效率非常高，盘形冷却管51与废气接触的一面安装有温差发电片53，温差发电片53一侧与高温废气接触，一侧与盘形冷却管51接触，形成较大温差，可以提高温差发电效果，产生的电流存入蓄能组7中；空气通道52充分了利用了尾气排气管2内部空间，减少了热量损失，发动机燃烧的废气热能得到充分的交换和利用，温差发电效果明显；温差发电片53均匀间隔的布置在盘形冷却管51的周围，通过耐高温电线并联连接，发电效率高，能够充分的利用废气环形流过优势，增加废热接触的面积，废热发电效果明显；盘形冷却管51通过耐高温的电线串联，连接蓄能组7，储存电能。

本实施例中，发电组5还包括发电机54、旋转叶片55和辐条式支架56，发电机54通过辐条式支架56固定在尾气排气管2内，旋转叶片55与发电机54的转轴连接，发电机54位于盘形冷却管51和三元催化器4之间、且旋转叶片55朝向盘形冷却管51，发电机54与蓄能组7电联接。微型发电机54和旋转叶片55共同形成一个圆形的发电装置，发动机燃烧的废气经过盘形冷却管51后流经旋转叶片55，推动旋转叶片55旋转，旋转叶片55为耐高温陶瓷叶片，从而带动发电机54发电；发电机54通过辐条式支架56内置在尾气排气管2内不增加排气背压，发电机54产生的电能储存到蓄能组7中；流经发电机54和旋转叶片55的发动机废气的流速进一步得到降低，其废气的温度也得到进一步的降低。

本实施例中，蓄能组7包括整流器71、蓄电电池72和固定架73，固定架73安装在尾气排气管2上，整流器71和蓄电电池72安装在固定架73上、且整流器71和蓄电电池72相互电联接，整流器71与温差发电片53以及发电机54电联接。该结构中，发电机54和温差发电片53产生的电能通过整流器71后储存到蓄电电池72中，整流器71和蓄电电池72由固定架73实现安装固定。

本实施例中，净化组6包括辐条式绝缘支架61、支撑轴62和螺旋翅片63，绝缘支架61固定在尾气排气管2内并位于发电组5和三元催化器4之间，支撑轴62固定在绝缘支架61上并朝向发电组5，螺旋翅片63固定在支撑轴62上，螺旋翅片63周沿均布有多个铜针64。螺旋翅片63上布满铜针64，螺旋翅片63上的铜针64和尾气排气管2内侧构成针筒式的结构，通过电晕放电形式，产生等离子体；根据车载所提供的常用电压，采用高压脉冲电源形式，符合车载标准；电晕放电，铜针64作为放电极，尾气排气管2内侧壁作为另一端电极，接直流电源，构成回路；电晕放电，将对发动机尾气中的氮氧化物进行高效净化，采用铜针64布满螺旋翅片63，可以提高电晕点，净化尾气效果比较好。支撑轴62通过陶瓷绝缘支架61与尾气排气管2壳体连接。

本实施例中，螺旋翅片63上开设有通气孔631。螺旋翅片63上的通气孔631进一步保障排气通畅，不产生排气阻碍影响。

本实施例中，螺旋翅片63的螺距沿排气方向由大变小。螺旋翅片63由疏到密，变螺距形式，一方面增大了尾气排气管2内的废气与管壁的传热效率，另一方面，采用螺旋翅片63结构，增强了发动机废气在尾气排气管2内的扰动作用，也增大了废气与尾气排气管2壁的热交换效率，进一步降低了发动机废气的温度，同时，螺旋翅片63的结构增加了内部废气的通过时间，相对而言，增加了导热时间长度，进一步实现节能减排的目的。变螺距结构，使废气在螺旋翅片63的前后端压力差较小，温度差较小，局部压力均匀，不会出现压力突变的情况，提高了废气流动的均匀性。同时，变螺距的螺旋翅片63结构，一定程度上使得螺旋翅片结构前后的流速不至于过快，导致发动机废气热量得不到充分转换。因此，使得发动机废气经过时，前后避免温度趋于均匀，提高换热效能。螺旋翅片63的变螺距形式，延长了废气在螺旋翅片63管道内的停留时间，增加了电离净化率，氮氧化物净化效果较好，废气通过时，温差较小，废气均匀通过，有利于电晕放电充分进行，使得废气氮氧化物能够充分被电离净化。

本实施例中，还包括与尾气排气管2连通的排气支管8，排气支管8的一端口位于消声器3和发电组5之间，排气支管8的另一端口位于发电组5和螺旋翅片63之间，排气支管8上设置有涡轮增压器9，涡轮增压器9进气口一端连接空气过滤器10、另一端连接发动机气缸1的进气管11，涡轮增压器9的排气口与排气支管8连接。该结构中，充分利用排气的高温高压的废气能量，借助涡轮增压器9，使进气达到增压的效果；尤其是高速高负荷时，发动机废气能量高，部分废气得到充分利用，带动涡轮增压器9工作，促使进气得到改善；另外，经过涡轮增压器9的废气，其温度和余热能得到大大降低，在提高进气量的同时，降低了废气的排气噪声以及排气系统的热应力，完成增压效果后的废气进入螺旋翅片63装置中，进一步得到废气净化处理。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，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的情况下，都可利用上述揭示的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，均应落在本发明技术方案保护的范围内。