專利名稱：一種降低內(nèi)燃機(jī)廢氣排放污染的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)廢氣排放領(lǐng)域，特別涉及一種降低內(nèi)燃機(jī)廢氣排放污染的方法
及裝置。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)的廢氣排放污染物主要是N0x、 HC、 CO及顆粒物，隨著環(huán)境保護(hù)的意識(shí)提 高，為降低因內(nèi)燃機(jī)的廢氣排放造成的空氣污染，目前的內(nèi)燃機(jī)通常采用在排放廢氣的消 聲器中設(shè)置三元催化劑進(jìn)行后處理，氧化HC和C0，還原N0x，以降低排放的廢氣中的HC、C0、 N0x含量；但是，經(jīng)燃燒后排出發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣中的氧含量極少，HC、 C0、 N0x的氧化或者還原 不充分，就需要對(duì)尾氣補(bǔ)充空氣，增加尾氣中氧的含量，以促使HC、 C0、 N0x在三元催化劑作 用下的充分氧化或者還原。然而，目前降低內(nèi)燃機(jī)廢氣排放的方法都是采用負(fù)壓式二次補(bǔ) 氣方法，即在內(nèi)燃機(jī)的排氣管設(shè)置二次補(bǔ)氣閥，利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣產(chǎn)生的負(fù)壓通過二次補(bǔ)氣 閥吸入新鮮空氣，向排氣管中補(bǔ)充空氣。由于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣時(shí)排氣管中形成的壓力為脈動(dòng)壓 力，在排氣門打開，汽缸內(nèi)的活塞上行推動(dòng)燃燒后的氣體經(jīng)排氣管向外排出，這時(shí)排氣管管 內(nèi)的氣壓為正壓，在排氣門關(guān)閉時(shí)，排氣管內(nèi)形成瞬間負(fù)壓，通過二次補(bǔ)氣閥吸入新鮮空氣 為排氣管內(nèi)的廢氣補(bǔ)氧，但是，因發(fā)動(dòng)機(jī)排氣時(shí)，這種脈動(dòng)壓力很不對(duì)稱，排氣管內(nèi)的正壓 遠(yuǎn)大于負(fù)壓，而且正壓的持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，負(fù)壓的持續(xù)時(shí)間極短，導(dǎo)致新鮮空氣的補(bǔ)充量很微 小，使參與氧化反應(yīng)的氧氣不足，廢氣中的HC、 CO不能被充分的氧化，無法有效的降低發(fā)動(dòng) 機(jī)的排放污染物。而且采用現(xiàn)有的負(fù)壓式二次補(bǔ)氣方法降低發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣排放，必須依賴高 品質(zhì)的三元催化劑，并且還必須定期更換三元催化劑，由此造成降低廢氣排放的成本增高； 但是由于通過瞬間負(fù)壓補(bǔ)充的氧氣極少，即使采用高品質(zhì)的三元催化劑也很難達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó) 家制定的廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)；尤其是一些小排量的發(fā)動(dòng)機(jī)，即使采用了高品質(zhì)的三元催化劑， 也根本無法達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家制定的廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)，其廢氣中HC+N0x的排放量也有8 10g/ kW *h， CO的排放量也有350 450g/kW 'h，嚴(yán)重影響以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的機(jī)械設(shè)備在國(guó)際上 的銷售。怎樣有效地降低內(nèi)燃機(jī)廢氣排放，滿足高要求的廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)，長(zhǎng)期以來為發(fā)動(dòng)機(jī) 制造業(yè)想解決的問題，但一直未能找到解決該問題的有效方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種降低內(nèi)燃機(jī)廢氣排放污染的 方法，它利用內(nèi)燃機(jī)的活塞運(yùn)動(dòng)在曲軸箱內(nèi)產(chǎn)生的正負(fù)交替壓力，向排氣消聲器內(nèi)強(qiáng)制正 壓補(bǔ)氣，提供充足的氧氣與高溫廢氣中的HC、 C0、 N0x進(jìn)行充分的化學(xué)反應(yīng)，極大地降低內(nèi) 燃機(jī)廢氣排放污染。 本發(fā)明的又一目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種降低內(nèi)燃機(jī)廢氣排放污 染的裝置，它在內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱與排氣消聲器之間設(shè)置用于儲(chǔ)備空氣的裝置，與曲軸箱和 排氣消聲器分別連通，通過內(nèi)燃機(jī)的活塞運(yùn)動(dòng)上行時(shí)曲軸箱內(nèi)產(chǎn)生的負(fù)壓，將新鮮空氣吸 入一用于儲(chǔ)備空氣的裝置中儲(chǔ)備充足，通過活塞運(yùn)動(dòng)下行時(shí)曲軸箱內(nèi)產(chǎn)生正壓，將用于儲(chǔ)備空氣的裝置中儲(chǔ)備的新鮮空氣送到內(nèi)燃機(jī)的排氣消聲器中，使內(nèi)燃機(jī)排出的高溫廢氣中 的HC、 C0、 N0x與充足的氧氣進(jìn)行充分的化學(xué)反應(yīng)后再排放出，極大地降低內(nèi)燃機(jī)廢氣排放污染。 本發(fā)明方法是這樣實(shí)現(xiàn)的該方法利用內(nèi)燃機(jī)的活塞運(yùn)動(dòng)在曲軸箱內(nèi)產(chǎn)生的正負(fù) 交替壓力，通過活塞運(yùn)動(dòng)上行時(shí)曲軸箱內(nèi)產(chǎn)生的負(fù)壓，將新鮮空氣吸入一用于儲(chǔ)備空氣的 裝置中儲(chǔ)備充足，通過活塞運(yùn)動(dòng)下行時(shí)曲軸箱內(nèi)產(chǎn)生正壓，將用于儲(chǔ)備空氣的裝置中儲(chǔ)備 的新鮮空氣送到內(nèi)燃機(jī)的排氣消聲器中，使內(nèi)燃機(jī)排出的高溫廢氣中的HC、CO、NOx與充足 的氧氣進(jìn)行充分的化學(xué)反應(yīng)后再排放出。 由于采用了上述方案，利用內(nèi)燃機(jī)的活塞運(yùn)動(dòng)在曲軸箱內(nèi)產(chǎn)生的正負(fù)交替壓力， 因活塞運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生約10kPa的正壓或約-lOkPa的負(fù)壓，其負(fù)壓能夠?qū)⒊渥愕男迈r空氣吸入 用于儲(chǔ)備空氣的裝置中進(jìn)行儲(chǔ)備，其正壓能夠?qū)?chǔ)備的充足新鮮空氣送到內(nèi)燃機(jī)的排氣消 聲器中，提供能夠在消聲器中使內(nèi)燃機(jī)排出的高溫廢氣中的HC、CO、NOx產(chǎn)生充分化學(xué)反應(yīng) 的氧氣，使內(nèi)燃機(jī)排放廢氣中的HC、 CO、 NOx含量得到極大的減少，將內(nèi)燃機(jī)排放的廢氣中 HC+NOx的排放量降低到3 5g/kW *h， CO的排放量降低到150 250g/kW h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于采 用現(xiàn)有的負(fù)壓式二次補(bǔ)氣結(jié)合高品質(zhì)三元催化劑的降低發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣排放方法的HC+NOx和 CO的排放量，從而可以輕松的滿足各國(guó)嚴(yán)格的排放法規(guī)要求。 本發(fā)明裝置是這樣實(shí)現(xiàn)的在內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱和排氣消聲器之間設(shè)置用于儲(chǔ)備空
氣的裝置，所述用于儲(chǔ)備空氣的裝置包括空氣儲(chǔ)備腔，空氣儲(chǔ)備腔設(shè)有空氣進(jìn)氣孔，該空氣
進(jìn)氣孔處設(shè)有第一單向閥，內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱、排氣消聲器分別通過氣道連通用于儲(chǔ)備空氣
的裝置的空氣儲(chǔ)備腔，排氣消聲器與空氣儲(chǔ)備腔連通的氣道設(shè)有第二單向閥。 所述第一單向閥為負(fù)壓開啟的單向閥。 所述第二單向閥為正壓開啟的單向閥。 所述第一單向閥、第二單向閥均為簧片式單向閥。 所述排氣消聲器中也可以設(shè)置三元催化劑。 由于采用了上述方案，在內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱與排氣消聲器之間設(shè)置用于儲(chǔ)備空氣的 裝置，因此能夠在用于儲(chǔ)備空氣的裝置設(shè)置空氣儲(chǔ)備腔，該空氣儲(chǔ)備腔能夠儲(chǔ)備充足的新 鮮空氣為降低廢氣排放污染提供足夠的氧氣。內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱、排氣消聲器分別通過氣道 連通用于儲(chǔ)備空氣的裝置的空氣儲(chǔ)備腔，使內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)的活塞運(yùn)動(dòng)猶如一個(gè)氣泵，在活 塞運(yùn)動(dòng)的上行過程曲軸箱內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)大的負(fù)壓，將外界的新鮮空氣通過用于儲(chǔ)備空氣的裝置 大量吸入儲(chǔ)備在空氣儲(chǔ)備腔內(nèi)，解決了現(xiàn)有的二次補(bǔ)氣方法通過內(nèi)燃機(jī)排氣時(shí)脈動(dòng)壓力的 瞬間負(fù)壓吸入空氣而導(dǎo)致的新鮮空氣的補(bǔ)充量很微小，使參與化學(xué)反應(yīng)的氧氣不足，廢氣 中的HC、 CO不能被充分的氧化或N0x不能充分還原，無法有效的降低廢氣排放污染物的問 題；并且在活塞運(yùn)動(dòng)的下行過程曲軸箱內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)大的正壓，將空氣儲(chǔ)備腔內(nèi)充足的新鮮空 氣壓入排氣消聲器中，以保證參與化學(xué)反應(yīng)的氧氣充足，讓高溫廢氣中的HC、 C0、 N0x能夠 在大量氧氣的參與下充分氧化或還原，使內(nèi)燃機(jī)的廢氣排放達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家的廢氣排放法規(guī) 標(biāo)準(zhǔn)。所述空氣儲(chǔ)備腔設(shè)有空氣進(jìn)氣孔，該空氣進(jìn)氣孔處設(shè)有第一單向閥，該單向閥為負(fù)壓 開啟的單向閥；排氣消聲器與空氣儲(chǔ)備腔連通的氣道設(shè)有第二單向閥，該單向閥為正壓開 啟的單向閥；這兩個(gè)單向閥的分別設(shè)置，能夠保證在活塞運(yùn)動(dòng)的上行過程曲軸箱內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng) 大的負(fù)壓將第一單向閥吸動(dòng)打開，使外界的新鮮空氣被大量吸入空氣儲(chǔ)備腔儲(chǔ)備，同時(shí)使第二單向閥緊閉，使儲(chǔ)備的新鮮空氣暫時(shí)不會(huì)進(jìn)入排氣消聲器內(nèi)，只有當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)下行過 程產(chǎn)生的強(qiáng)大正壓，才會(huì)將第一單向閥關(guān)閉，并使第二單向閥打開，將空氣儲(chǔ)備腔內(nèi)儲(chǔ)備充 足的新鮮空氣壓入排氣消聲器中。本發(fā)明裝置由于能夠利用內(nèi)燃機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)在曲軸箱內(nèi) 產(chǎn)生的強(qiáng)大正負(fù)壓力，通過用于儲(chǔ)備空氣的裝置儲(chǔ)備和提供參與化學(xué)反應(yīng)的充足氧氣，大 量充足的氧氣進(jìn)入排氣消聲器內(nèi)與高溫廢氣中的HC、CO、NOx進(jìn)行充分的化學(xué)反應(yīng)，因此可 以不再使用三元催化劑，也能使廢氣中的HC、 CO得到充分氧化，NOx得到充分還原，極大地 降低廢氣排放污染；由此可以大大的降低治理廢氣排放污染的成本，為制造業(yè)和用戶節(jié)約 經(jīng)費(fèi)。當(dāng)然，也可以在排氣消聲器設(shè)置三元催化劑，以加快廢氣中的HC、 CO、 NOx的化學(xué)反 應(yīng)，這時(shí)采用的三元催化劑即使是低品質(zhì)的三元催化劑，也能滿足高標(biāo)準(zhǔn)的降低排放污染 需要，同樣也能為制造業(yè)和用戶節(jié)約經(jīng)費(fèi)。 本發(fā)明方法簡(jiǎn)單、適用、效果好；本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造時(shí)所增加的成本幾乎 可以忽略不計(jì)。對(duì)促進(jìn)環(huán)境保護(hù)，降低制造業(yè)生產(chǎn)成本和用戶使用成本都有積極的現(xiàn)實(shí)意 義。 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。


圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明裝置的另一種實(shí)施例。 附圖中，1為曲軸箱，2為排氣消聲器，3為用于儲(chǔ)備空氣的裝置，4為空氣儲(chǔ)備腔，5 為第一單向閥，6為第二單向閥，7為氣道，8為三元催化劑，9為活塞，10為汽缸頭，11為排 氣管，12為內(nèi)燃機(jī)。
具體實(shí)施例方式
參見圖l，本降低內(nèi)燃機(jī)廢氣排放污染的裝置的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。內(nèi)燃機(jī) 12的汽缸頭10的排氣道通過排氣管11連接排氣消聲器2，在內(nèi)燃機(jī)12的曲軸箱1和排氣 消聲器2之間設(shè)置用于儲(chǔ)備空氣的裝置3。所述用于儲(chǔ)備空氣的裝置3包括空氣儲(chǔ)備腔4， 空氣儲(chǔ)備腔4設(shè)有空氣進(jìn)氣孔，該空氣進(jìn)氣孔處設(shè)有第一單向閥5，所述第一單向閥5為負(fù) 壓開啟的簧片式單向閥。內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱1、排氣消聲器2分別通過氣道7連通用于儲(chǔ)備空 氣的裝置的空氣儲(chǔ)備腔4，排氣消聲器2與空氣儲(chǔ)備腔4連通的氣道7設(shè)有第二單向閥6， 所述第二單向閥為正壓開啟的簧片式單向閥。在內(nèi)燃機(jī)活塞9運(yùn)動(dòng)的上行過程曲軸箱1內(nèi) 產(chǎn)生強(qiáng)大的負(fù)壓將第一單向閥5吸動(dòng)打開，第二單向閥6關(guān)閉，使外界的新鮮空氣被大量吸 入空氣儲(chǔ)備腔4儲(chǔ)備；在內(nèi)燃機(jī)活塞9運(yùn)動(dòng)的下行過程曲軸箱1內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)大的正壓將第一 單向閥5關(guān)閉，將第二單向閥6打開，使用于儲(chǔ)備空氣的裝置的空氣儲(chǔ)備腔4內(nèi)儲(chǔ)備的充足 氧氣能夠被壓入排氣消聲器2中，在排氣消聲器2內(nèi)參與高溫廢氣中HC、C0、N0x的化學(xué)反 應(yīng)，降低廢氣排放污染。本發(fā)明裝置的第一、第二單向閥采用簧片式單向閥效果為佳，當(dāng)然 也可采用由彈簧控制的膜式單向閥，或者由彈簧控制的柱塞式單向閥，只要能夠在活塞運(yùn) 動(dòng)產(chǎn)生的正壓或負(fù)壓下打開即可。 參見圖2，本發(fā)明裝置不僅僅局限于上述實(shí)施例，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述排 氣消聲器2內(nèi)還可以按常規(guī)方式設(shè)置三元催化劑8，以加快氧氣與廢氣中HC、 C0、 N0x的化學(xué)反應(yīng)。 本發(fā)明降低內(nèi)燃機(jī)廢氣排放污染的方法是利用內(nèi)燃機(jī)的活塞運(yùn)動(dòng)在曲軸箱內(nèi) 產(chǎn)生的正負(fù)交替壓力，通過活塞運(yùn)動(dòng)上行時(shí)曲軸箱內(nèi)產(chǎn)生的負(fù)壓(約-10kPa)，將新鮮空 氣吸入一用于儲(chǔ)備空氣的裝置中儲(chǔ)備充足，通過活塞運(yùn)動(dòng)下行時(shí)曲軸箱內(nèi)產(chǎn)生正壓(約 10kPa)，將用于儲(chǔ)備空氣的裝置中儲(chǔ)備的新鮮空氣送到內(nèi)燃機(jī)的排氣消聲器中，使內(nèi)燃機(jī) 排出的高溫廢氣中的HC、 C0、 N0x與充足的氧氣進(jìn)行充分的化學(xué)反應(yīng)后再排放出。內(nèi)燃機(jī) 采用該方法排放的廢氣中HC、CO、NOx的含量得到極大地降低，HC+NOx排放量能降低到3 5g/kW h， CO排放量降低到150 250g/kW h，從而可以輕松的滿足各發(fā)達(dá)國(guó)家嚴(yán)格的排 放法規(guī)要求。
權(quán)利要求
一種降低內(nèi)燃機(jī)廢氣排放污染的方法，其特征在于該方法利用內(nèi)燃機(jī)的活塞運(yùn)動(dòng)在曲軸箱內(nèi)產(chǎn)生的正負(fù)交替壓力，通過活塞運(yùn)動(dòng)上行時(shí)曲軸箱內(nèi)產(chǎn)生的負(fù)壓，將新鮮空氣吸入一用于儲(chǔ)備空氣的裝置中儲(chǔ)備充足，通過活塞運(yùn)動(dòng)下行時(shí)曲軸箱內(nèi)產(chǎn)生正壓，將用于儲(chǔ)備空氣的裝置中儲(chǔ)備的新鮮空氣送到內(nèi)燃機(jī)的排氣消聲器中，使內(nèi)燃機(jī)排出的高溫廢氣中的HC、CO、NOx與充足的氧氣進(jìn)行充分的化學(xué)反應(yīng)后再排放出。
2. —種降低內(nèi)燃機(jī)廢氣排放污染的裝置，其特征在于在內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱和排氣消聲器之間設(shè)置用于儲(chǔ)備空氣的裝置，所述用于儲(chǔ)備空氣的裝置包括空氣儲(chǔ)備腔，空氣儲(chǔ)備腔 設(shè)有空氣進(jìn)氣孔，該空氣進(jìn)氣孔處設(shè)有第一單向閥，內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱、排氣消聲器分別通過 氣道連通用于儲(chǔ)備空氣的裝置的空氣儲(chǔ)備腔，排氣消聲器與空氣儲(chǔ)備腔連通的氣道設(shè)有第二單向閥。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的降低內(nèi)燃機(jī)廢氣排放污染的裝置，其特征在于所述第一單向閥為負(fù)壓開啟的單向閥。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的降低內(nèi)燃機(jī)廢氣排放污染的裝置，其特征在于所述第二單向閥為正壓開啟的單向閥。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的降低內(nèi)燃機(jī)廢氣排放污染的裝置，其特征在于所述第一單向閥、第二單向閥均為簧片式單向閥。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的降低內(nèi)燃機(jī)廢氣排放污染的裝置，其特征在于所述排氣消聲器中設(shè)置三元催化劑。
全文摘要
一種降低內(nèi)燃機(jī)廢氣排放污染的方法及裝置，在內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱和排氣消聲器之間設(shè)置用于儲(chǔ)備空氣的裝置，用于儲(chǔ)備空氣的裝置的空氣儲(chǔ)備腔的空氣進(jìn)氣孔處設(shè)有第一單向閥，內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱、排氣消聲器分別通過氣道連通空氣儲(chǔ)備腔，排氣消聲器與空氣儲(chǔ)備腔連通的氣道設(shè)有第二單向閥。利用內(nèi)燃機(jī)的活塞運(yùn)動(dòng)在曲軸箱內(nèi)產(chǎn)生的正負(fù)交替壓力，通過活塞運(yùn)動(dòng)上行時(shí)曲軸箱內(nèi)產(chǎn)生的負(fù)壓，將新鮮空氣吸入一用于儲(chǔ)備空氣的裝置中儲(chǔ)備充足，通過活塞運(yùn)動(dòng)下行時(shí)曲軸箱內(nèi)產(chǎn)生正壓，將用于儲(chǔ)備空氣的裝置中儲(chǔ)備的新鮮空氣送到內(nèi)燃機(jī)的排氣消聲器中，使內(nèi)燃機(jī)排出的高溫廢氣中的HC、CO、NOx與充足的氧氣進(jìn)行充分的化學(xué)反應(yīng)后再排放出，能夠極大地降低內(nèi)燃機(jī)廢氣排放污染。
文檔編號(hào)F01N3/30GK101694175SQ20091019116
公開日2010年4月14日 申請(qǐng)日期2009年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月20日
發(fā)明者唐江 申請(qǐng)人:隆鑫工業(yè)有限公司;