[发明专利]一种可快速更换滤芯的柴油机颗粒过滤器

说明书

技术领域

本发明涉及柴油机的后处理技术领域，具体的说是一种可快速更换滤芯的柴油机颗粒过滤器。

背景技术

车用发动机发展的两大主要趋势是节能与环保。柴油机具有热效率高、燃油经济性好、低速转矩大、使用寿命长和维护成本低等特点，且柴油机的燃油消耗量和CO₂排放量比同等功率的汽油机少30%，这使柴油机成为日前较为成熟的节能首选动力，广泛应用于国民经济的各个领域。

但柴油机在应用中最大的问题是其微粒物排放多，随着环境保护问题重要性的日趋增加，降低柴油机有害排放物成为当今世界上柴油机发展的一个重要方向。柴油机排气中含有大量的微粒，其粒径小、重量轻，能长时间悬浮在大气中，容易被人体吸入并沉积在肺泡中，对人体健康造成极大的危害，容易引起呼吸道疾病、哮喘、癌症等对人体健康危害极大的疾病；还会对环境产生影响，如空气污染、水污染、酸雨、全球变暖等；同时，大气中颗粒物对能见度的影响也一直是环保部门所关注的问题之一，柴油机排放的微粒中的气溶胶虽然只占一小部分，但对大气的光学性质影响甚至可达99%，碳烟颗粒的消光系数是透明颗粒的2-3倍，较少数量的碳烟颗粒就可以导致某些地方的能见度降低一半。因此，柴油机的排放引起了各国的普遍重视，并制定了相应的控制汽车排放的法规，严格的排放法规使得柴油机排放控制技术成为柴油机行业研究的重点。

柴油机排放的控制技术是随着排放法规的完善而逐渐提高的，为了达到排放法规要求，净化柴油机颗粒物是解决柴油机污染的一个重要问题，现有的尾气颗粒捕集器，过滤材料有陶瓷纤维、泡沫陶瓷过滤体、壁流式蜂窝陶瓷过滤体等，这些滤芯材料大都价格昂贵。现有的过滤器虽然存在对颗粒的捕集效率高的优点，但是，由于被捕获的颗粒物聚集在捕集器内，随着捕集器中颗粒物的增加，发动机的排气背压会逐步上升，一定程度后发动机油耗会增加，效率会降低。

发明内容

为解决现有技术在处理柴油机排放的颗粒时效率低、发动机油耗大、滤芯拆卸困难等缺点，本发明提供了一种结构简单、成本低、拆装方便的可快速更换滤芯的柴油机颗粒过滤器。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种可快速更换滤芯的柴油机颗粒过滤器，主要由上排气管、下排气管、圆筒壳体和设在圆筒壳体内的滤芯组成，所述滤芯的外圆周面和圆筒壳体的内圆周面间距为1mm，滤芯是由金属圆筒和横截面为圆形的不锈钢网组成的一体结构，不锈钢网垂直于滤芯中轴线，并沿中轴线方向层层紧密叠放在金属圆筒内，不锈钢网从上排气管端到下排气管端按照孔径大小分为三种规格，依次是200目、160目、120目，各种规格不锈钢网的叠放厚度均占金属圆筒轴向长度的三分之一；所述上排气管的法兰盘和下排气管的法兰盘上均设有卡接圆筒壳体的卡槽，法兰盘和法兰盘的圆周方向上分别均匀设置有四个挂耳，法兰盘的四个挂耳上均设有弹簧挂钩。

所述金属圆筒连接上排气管的一端无盖，另一端焊接有十字形框架，用于固定不锈钢网。

所述上、下排气管法兰盘上的卡槽处还设有垫片，防止过滤器在工作时漏气。

所述上、下排气管法兰盘上的挂耳对称于圆筒壳体的垂直轴线方向设置。

所述弹簧挂钩可在下排气管法兰盘上挂耳的圆周方向转动，便于弹簧挂钩和上排气管的挂耳配合使用，夹紧滤芯；同时，便于滤芯的拆装和维修。

所述滤芯的外圆周面和圆筒壳体的内圆周面间距1mm，保证了在冷状态时便于更换滤芯，而当发动机运转时，由于受热膨胀的作用，1mm的间距将会被抵消，保证过滤器的正常工作。

本发明法兰盘设置的卡槽对圆筒壳体起到定位作用，限制圆筒壳体的轴向和径向的活动余量，卡槽处的垫片对滤芯起到密封作用，防止尾气的泄漏。

本发明的有益效果：

（1）发动机工作时，尾气中的颗粒物被滤芯内层层紧密叠放的不锈钢网过滤掉，滤芯结构紧凑密实，使用寿命长，且在部分不锈钢网损坏后，可以及时更换；

（2）对于汽车设计而言，尾气后处理装置的径向尺寸要求严格，对轴向尺寸要求不敏感，本发明可适当增加不锈钢网的数量以提高过滤效率；

（3）本发明滤芯中不锈钢网的孔径大小不同，从上排气管端开始不锈钢网的孔径由200目、160目、120目依次减小，从大到小的孔径可以有效降低尾气中颗粒的排放，同时避免了因各种直径的颗粒相互堆积而造成过滤器使用周期短的问题，提高了过滤效率；且这一结构能够减少尾气在过滤器中的压力损失，降低了发动机的排气背压，使发动机的功率得到了提高；