基于新型尾气处理设备的双层车壳节能汽车.doc

基于新型尾气处理设备的双层车壳节能汽车 本作品旨在设计一种基于双层汽车壳体的尾气处理系统，以期提高尾气净化效率，减少尾气排放，同时降低成本，起到节能的作用。本系统具体包括四个子系统。分别是双层车壳系统，催化剂及载体系统，催化剂副产品回收系统，尾气余热循环系统。通过以上几个子系统共同工作，获得良好的经济与环境效益。 关键词：双层壳体 尾气处理 催化剂 余热循环 Abstract ：This work aims to design a exhaust control system base on a double-layer frame.The designing purpose of this system is to improve the efficiency of purifying the exhausted gas.The system is consisted of four parts that are, double-layer frame, catalyst-carrier system, by-product-recycle system and the heat circulation system.Thus supreme economic and environment effect can be achieved with all those parts working together. Keywords: double-layer frame exhaust control catalyst heat circulation system 创新点综述 1. 双层车壳技术：采用双层汽车壳体，代替三元催化剂壳体作为反应空间，其中外层不变，采用薄钢钣金制作，内层覆盖在车体骨架之上，采用耐高温的轻质材料，在保证不泄露尾气的情况下，最大可能减轻重量，尽可能减少燃油消耗。这样，将发动机产生的尾气直接通到双层壳体之间，利用其空间进行尾气的催化反应。 2.低成本催化剂技术：由于采用双层壳体作为反应空间，使得催化剂不必局限在一个小范围之内发挥作用，要求不需十分严格，故可采用成本较为低廉的催化剂，如稀土元素。相对目前广泛适用的贵金属催化剂，节约了成本。同时，采用市场上已经较为成熟的多孔陶瓷材料作为载体。 3.催化剂副产品再利用：作为稀土元素催化剂重要的组成部分，氧化铈不仅可以用于汽车尾气净化过程中，也可以回收并作为护肤品的原料。 4.尾气热量交换系统：由于发动机尾气在双层壳体之间流动，将导致车顶温度过高，设置热量交换系统，及时排走废气产生的热量，防止高温使驾驶员及乘客产生不适；同时需要向车内供暖时，可以方便的将尾气中的热量利用起来，交换到车内空间，起车内供暖的目的。 一、研制背景及意义 随着国民经济的发展, 汽车保有量逐渐增加, 据统计,截止到2007年底,全国机动车保有量达到1.598亿辆,其中汽车保有量为近5700万辆,较 2006年增长了14.28%,且呈快速增长趋势。城市汽车污染排放问题日益突出,已成为继城市煤烟污染之后的又一主要污染源,所引起的大气污染是一个不 容忽视的问题。 当今世界范围内，汽车排放标准并立，分为欧洲、美国、日本标准体系。欧洲标准测试要求相对而言比较宽泛，是发展中国家大都沿用的汽车尾气排放体系。我国现阶段实行的中国Ⅲ号排放标准，相当于欧Ⅲ和欧Ⅳ的标准 。中国Ⅲ号标准的尾气污染物排放限值比我国目前现行的第Ⅱ阶段标准降低了30%。 为应对该现状，各种政策法规正在不断建立和完善中。国民经济发展“十二五”规划纲要要求：强化污染物减排和治理，实施主要污染物排放总量控制；严格落实环境保护目标责任制，强化总量控制指标考核。环境保护“十二五”规划要求深化总量控制工作，在原有二氧化硫和化学需氧量两项主要污染物继续安排减排之外，又增加了氨氮和氮氧化物两项约束性指标，减排幅度是8%-10%。在双层壳体内部，垂直于废气流动方向设置若干滤网，将催化剂载体分隔成若干立方体块，便于制造，同时也对增加气流分布的均匀性起到一定的作用。 通过上述结构，气流流经系统时就不会因管道截面积突变而产生死区，也可以在双层壳横截面上呈均匀分布，也就使得壳内温度分布均匀，这样催化剂可以在一个相对恒温的环境下工作，如果调整至催化剂的最适宜温度，则可发挥其最高性能。 整个车壳，包括内部的隔板，采用耐高温的轻质材料，在保证不泄露尾气的情况下，最大可能减轻重量，尽可能减少燃油消耗。 假设车顶空间垂直于气流流向的尺寸为1500mm，为使双层壳体横截面积与当今广泛使用的三元催化剂壳体相当，则壳体厚度大约为50mm，这样整个管道的横截面积与三元催化剂系统相当。而气体流动方向上尺度的增加，可以通过增加多孔陶瓷载体