本发明涉及一种多功能机动车尾气净化装置，属环境保护领域 中特别是针对机动车尾气的净化装置。

洁净的大气环境是我们人类赖以生存的最基本保证，但是我们 目前的大气环境状态非常令人担忧，其恶化程度之快之深足以引起 人类的强烈重视。我们人类需要呼吸洁净的空气来维持生命，一个 成年人每天要呼吸大约两万次之多，吸入的空气量约12-17m3。一 般人三至五周不吃饭，四至六天不喝水，尚能生存，但五分钟不呼 吸就会死亡。因此，洁净的空气对于生命来说，比任何东西都重要。 然而，由于近年来世界各国的工业高速发展，汽车数量倍增，使能 源的消耗特别是石油的消耗与日俱增，现已发展演变成为典型的“石 油型”污染。空气中SO2、H2S、CO、HC、NOx、CO2、重金属和 烃等大气污染物普遍存在，造成了全球性的复合型空气污染。这些 有害气体又常与排入大气中的颗粒物(气溶胶)共同长时间地悬浮 在大气中和人群的呼吸带上，从而对动植物的生长和生存造成严重 的威胁，并同时对我们人类的身心健康带来直接的危害。近年来频 繁出现的臭氧层空洞、温室效应、诺尔尼诺现象和最近又出现的拉 尼娜现象等，都充分地证明了地球生态环境正遭受到非常严重的破 坏。另据联合国环境保护组织的调查结果表明，全球性的气候反常、 气候恶化已导致自然灾害的出现率呈现逐年上升的趋势。据不完全 统计，全世界每年因空气污染而引发的各种疾病已夺去了上百万人 的生命。另有上亿人的身心健康正受到极大的威胁。为了保护我们 人类赖以生存的大气环境，理所当然地成为了当今世界各国的当务 之急。

众所周知，机动车尾气排放中的主要污染物有一氧化碳CO、碳 氢化物HC、硫氧化物SOx、氮氧化物NOx、烃类等有害废气。针 对上述污染源所造成的大气污染，许多国家都把治理和控制机动车 尾气排放作为重点。目前，美国、德国、日本等一些汽车大国生产 汽车出厂时都装有尾气净化装置，其方法大体上有三种：一是一段 催化净化法；二是二段催化净化法；三是三元催化净化法。上述三 种尾气净化法在使用中存在以下缺陷。一、现有净化器内的催化剂 载体多为细孔蜂窝状陶瓷质地，使用时气阻较大，明显影响发动车 的功率。二、现有净化器内的催化活性物质，大都是一些贵重金属 如钯、铂，使得净化器制造成本太高，不易于推广使用。三、现有 净化器内的催化活性物质都是通过吸附而附着在载体上的，因此遇 振动、冲击或大温差很容易损坏或剥落，从而直接影响净化效果。 四、现有净化器内的催化块，都是通过焊接封死在净化器内的，即 使是催化活性物质已完全钝化或损坏也不能够更换，净化效果无法 保证，因此实用性较低。另据CN2229818Y授权公告《车用消烟消 声防火防爆装置》和CN2215593Y授权公告《汽车尾气净化器》中 所述，尾气净化装置因其制造工艺和操作太复杂，缺水和无水时又不 能正常工作，在北方冬季几乎无法使用，而且还容易造成二次污染。 因此，其净化效果大打折扣，最终很难实现净化尾气的目的。

本发明的目的是提供一种多功能机动车尾气净化装置，特别是 对以汽油为燃料的机动车尾气采用燃油净化技术、燃油助燃技术、 催化净化技术和分子筛吸附过滤净化技术等进行全方位的尾气净化 处理，使得机动车燃料燃烧得更充分，废气催化的效果更明显，吸 附废气的能力更强，释放的噪音更小，并彻底地熄灭火种，最终将 发动机所排放出的高浓度一氧化碳CO、碳氢化物HC、氮氧化物 NOx、二氧化碳、烃类等有害污染物减少到最低限度，从而达到净 化尾气的目的。

本发明的目的是这样实现的：首先是要从解决发动机的燃油系 数着手，燃料燃烧得越充分，热效率就越高，有害废气的排放浓度 就越低，同时还有利于节约燃料，提高发动机的功率。对最终进行 尾气净化处理，同样有着非常重要的积极作用。因此，可在发动机 ①化油器②进油口的前端燃油导管6上安装一个强磁力切割器和一 组电加热器③。利用燃油在通过特定强磁场线路时，油分子会在多 组强磁体的吸引力和排斥力的作用下，相互做快速摩擦剪切运动， 把油分子链拉长，使分子与分子间距离增大，最终导致分子团解体， 从而使油滴变细雾化的原理。与此同时，一组缠绕在油管上的电加 热层45，迅速地将燃油导管6内的燃油油温加热到40-80℃，进一 步促使燃油雾化，增强燃油的燃烧系数，使燃料燃烧得更充分、更 彻底，最大程度地提高燃油效率，减少尾气中有害污染物的排放。 进行完上述前端净化处理后的机动车尾气，其一氧化碳CO、碳氢化 物HC，氮氧化物NOx的排放浓度已明显减轻，但为了使净化效果更 充分、更彻底，因此需要对尾气做进一步的净化处理。即在发动机 尾气排放导管4的后端接口处，增加一中端催化净化器⑤和终端分 子筛吸附过滤净化器⑨。即在发动机的排气管4的后端尾气对接口 处，先安装一个金属圆筒状废气催化净化器⑤，并在该催化净化器 圆筒型外壳28的两端，分别设置进气管25和排气管32，使进气管 25的前端对接口23，通过对接法兰24与发动机尾气排气导管4上 的接口对接，而后端排气管32再与弯形导气管7的一端对接。催化 净化器是利用催化剂能加速化学反应速度，而本身的化学性质在参 与化学反应前后保持不变的原理，采用一组可有效催化一氧化碳CO、 碳氢化物HC、氮氧化物NOx、烃类等有害废气的稀土和过渡金属氧 化物等作催化剂，按一定的比例与陶瓷原料混合制成圆柱型多孔直 通式块状催化剂块29，再按一定的时间经高温烧结活化，使其成为 具有高活性组份的催化剂块29，然后再根据车型的需要，将数块催 化剂块29安装在⑤废气催化净化器的圆筒28内，即制成中端催化 净化器⑤。此时，由于来自发动机的尾气温度很高，进入催化净化 器圆筒28内后的尾气，就会与催化块上的高活性物质广泛的接触， 并迅地进行催化反应。经催化反应后的尾气，其一氧化碳CO、碳氢 化物HC、氮氧化物NOx，烃类等有害废气大都被催化转化成为无害 的水、二氧化碳和氮气等。而且有害废气的浓度也大幅度降低，噪 音也明显减少，火种基本上被熄灭消除。为了使净化效果更加理想， 经催化净化处理后的尾气，又会通过尾气导管7，将尚未净化完的 尾气又送入终端分子筛吸附过滤器⑨中进行终极净化处理。 首先，将终端净化处理器⑨按照车型的不同制成筒型金属材料外壳 38，并在其两端焊接上挡板34以及进气管40和终极排气管33，使 进气管40与尾气导管7的后端相对接。然后将分子筛吸附过滤净化 器⑨内，平均分为五个体积相同的分子筛吸附过滤净化室35，即A、 B、C、D、E。每个分子筛吸附过滤净化室35都是由形状面积相同的 一块分子筛吸附过滤净化室隔板39所构成的，并在其每块隔板39 的一端开设一个与进气管40直径相同的圆孔气流通道36，使进入 分子筛吸附过滤净化器⑨的尾气，在装置内呈迷宫式走势，一是加 长尾气的净化行程；二是削弱和降低声音的分贝值；三是彻底的熄 灭火种。另外，利用多孔状或颗粒状固体分子筛吸附质，能够有效 的吸附分解过滤有害废气，同时又能吸收声波的原理，将几种具有 物理吸附能力较强的固体吸附质物质，按照一定的比例与非金属原 料混合制成多孔骨架状颗粒物，再经一定的时间和温度烧结制成吸 附性和过滤能力很强的固体吸附质颗粒物37，并将其分别装入分子 筛吸附过滤净化室35即A、B、C、D、E中，再将其封死在分子筛吸 附过滤净化器内即制成终端分子筛吸附过滤净化器⑨。当尾气经过 前端、中端净化处理后，最后进入终端净化器内进行分子筛吸附过 滤净化处理，促使分子筛吸附并过滤尾气中的一氧化碳CO、氮氢化 物HC、氮氧化物NOx、二氧化碳CO2、烃类等气体，使废气的浓度减 少到最低的限度，并且大幅度的降低尾气噪音的排放，同时彻底的 消除了尾气中的火种隐患。最后再将经多次净化处理后远远优于国 家标准的尾气，通过终极排气管33排出，即完成整个多极净化处理 过程，而最终成为本发明多功能机动车尾气净化装置。

本发明的技术特征在于，整个尾气净化过程是分三步来实现并 完成的。首先，第一步是在汽油机动车10的发动机1上，化油器2 的进油管路6的前端，安装一个强磁力切割器和一组电加热器③。 利用燃油在通过特定强磁场线路时，油分子会在多组强磁体的吸引 力和排斥力的作用下，相互做快速摩擦剪切运动，并把油分子链逐 步拉长，使分子间的距离增大，最终导致油分子团解体。从而使油 滴变细雾化的原理和燃油被加热后可更进一步的提高燃油的助燃 性，使燃油雾化效果更好的原理，促使燃料燃烧得更充分、更彻底。 从根本上减少尾气中有害污染物的排放。第二步中端则是利用催化 剂能够加速化学反应速度，而本身的化学性质在参与化学反应前后 保持不变的原理，采用一组可有效催化一氧化碳CO、碳氢化物HC、 氮氢化物NOx烃类等有害废气的催化剂物质稀土和过渡金属氧化物 等作催化剂，再按一定比例与陶瓷原料混合制成圆柱型多孔直通式 块状催化剂块29，之后再将其按一定时间(1.5-6.5小时)，经高 温(700-1100℃)烧结，使其稀土和过滤金属氧化物中的活性组份 充分活化，即制成具有高效催化能力的催化剂块成品29。需要使用 时将数块催化剂块安装在催化净化器⑤的圆筒形外壳28内并封死， 同时将进气管25与发动机对接口对接，排气管32再与尾气导管7 相连接即成为中端催化净化器⑤。第三步则是对尾气进行终端净化 处理，利用多孔颗粒状固体吸附质如活性氧化铝、硅胶、活性碳、 沸石分子筛等能够非常有效的吸附分解过滤有害废气。同时，又能 吸收声波的原理。将经选择好的吸附质物质按照一定的比例与非金 属材料混合，制成多孔骨架状颗粒物吸附质及分子筛材料，再经过 400-800℃的高温进行烧结活化，使其具有较强的吸附过滤 能力，即制成分子筛吸附过滤颗粒物37。使用时只要将上述颗粒物 装满分子筛吸附过滤净化器⑨内的分子筛吸附过滤净化室35即A、 B、C、D、E中，再将分子筛吸附过滤净化器外壳19上的封盖盖板20 封闭死，并联接好进气管40和排气管33，即制成终端分子筛吸附 过滤净化器⑨。

本发明与现有尾气净化技术相比具有以下优点：①本发明针对 尾气净化治理，采取标本兼治的办法，即采用燃油磁力净化技术， 首先从提高燃油燃烧的质量入手，从根本上减少有害废气的排放量。 然后再加上后续的中端催化净化处理和终端分子筛吸附过滤净化处 理，最终实现了将尾气排放中的有害废气污染物减少到了最低的限 度。②该发明装置设计先进，结构合理具有节油净化、消烟、消声、 防火、除尘、净化多种功能，尾气净化效果非常显著，实用性很强。 ③该净化装置由于采用催化剂块多孔直通式和分子筛吸附质为颗粒 物，以及迷宫式净化通道的设计。因此，气阻小，不影响发动机的 功率，而且消声、防火效果更佳。④该净装置中所使用的催化活化 物均为非贵重金属，分子筛吸附质又都为廉价材料所制造，因而大 大降低了生产成本，具有广泛的推广使用价值。⑤该净化装置为分 部件整体组装结构，各部件(如燃油强磁力切割器和电加热器、催 化净化器、分子筛吸附过滤净化器)即可根据需要单独安装使用， 也可组合安装使用。所有催化剂块和分子筛吸附质颗粒物都可以根 据使用情况更换，从而提高了尾气净化的持久性和可靠性，有效地 延长了净化器的使用寿命。⑥该净化装置可有效的将机动车尾气中 的一氧化碳CO、碳氢化物HC、氮氧化物NOx，烃类等有害污染物的 排放减少到最低值，同时还能够将尾气中的噪声和二氧化碳的排放 量降低到最低的限度，从而真正实现净化尾气的目的。

下面结合本发明的说明书附图和实施例，对本发明作更进一步 的详细说明。

图(一)是本发明装置的组装结构平面示意图

图(二)是本发明装置中催化净化器和分子筛吸附过滤净化器的 连接组合平面示意图。

图(三)⑤是本发明装置中催化净化器的解剖示意图

图(四)⑨是本发明装置中分子筛吸附过滤净化器的解剖示意图

图(五)③是本发明装置中燃油强磁力切割器和燃油电加热器的 平面示意图

说明书附图(一)中的1是汽车发动机，2是化油器，③是燃 油强磁力切割器和燃油电加热器，4是发动机尾气导管，⑤是催化 净化器，6是燃油导管，7是尾气导管，8是油箱，⑨是分子筛吸附 过滤净化器，10是汽车，11是终极排气管。

说明书附图(二)中的12是对接法兰，13是催化净化器法兰， 14是催化净化器外壳，15是对接管夹，16是尾气导管固定吊环挂 钩，17是尾气导管，18是对接管卡，19是分子筛吸附过滤器外壳， 20是封盖盖板，21是分子筛吸附净化过滤器的固定吊环挂钩，22 是终极排气管。

说明书附图(三)⑤中的23是喇叭形对按口，24是活动对接 法兰盘，25是进气管，26是催化净化器外壳对接法兰，27是法兰 盘，28是催化净化器外壳，29是催化剂块，30是金属环，31是金 属网，32是排气管。

说明书附图(四)⑨中的33是分子筛吸附过滤器上的终极排 气管，34是分子筛吸附过滤净化器后端的密封挡板，35是分子筛吸 附过滤净化室即A、B、C、D、E，36是净化室隔板上的气流通道口， 37是分子筛吸附质颗粒物装填口，38是分子筛吸附过滤净化器的外 壳，39是分子筛吸附过滤净化室的隔板，40是分子筛吸附过滤净化 器上的进气管。

说明书附图(五)③中的41是燃油出油管，42是固定螺栓，43 是燃油强磁力切割器的磁体(N极)，44是电发热层，45是绝缘保 护层，46是燃油强磁力切割器的磁体(S极)，47是燃油强磁力切 割器的绝缘塑性保护层外壳，48是燃油电加热器的电源接线柱， 49是燃油电加热器的电源线，50是燃油进油油管。

由说明书附图(一)(二)(三)⑤(四)⑨(五)③可知。本 发明装置在对汽车尾气⑩进行净化处理之前，首先应解决发动机的 燃油系数问题，即在发动机化油器2的进油口处燃油导管6上，安 装一个燃油强磁力切割器和燃油电加热器③，促使燃油在未进入燃 烧室前被充分变细雾化和提高油温，最终实现使燃油充分燃烧，减 少废气排放的第一步。然后通过尾气导管4将尾气送入中端催化净 化器⑤中进行催化净化处理。经催化净化处理后的尾气又通过尾气 导管7被送入分子筛吸附过滤净化器⑨中进行终端净化处理，最后 再由终级排气管11将净化处理后的尾气排出，即完成整个尾气净化 过程。本发明装置是通过催化净化器14上的对接法兰12与发动机 尾气排放口相对接来实现的。尾气导管17则是通过15、18两个对 接管卡将催化净化器和分子筛吸附过滤净化器连为一体，并由设置 在17尾气导管上的固定吊环挂钩与汽车底盘上的挂钩用橡胶环来加 以悬挂固定的。而分子筛吸附过滤净化器⑨则是通过设置在其外壳 19上的四个固定吊环挂钩21用橡胶环悬挂在汽车10底盘的挂钩上 来实现固定的。另外，催化净化器⑤是由两部分组成的，即前端23 喇叭形对接口，24活动对接法兰，25进气管和26对接法兰是一个 整体部分，而后端法兰盘27，28催化净化器外壳和32排气管又是 一个整体部分。最后由对接法兰上的固定螺栓将两部分连接成为一 个整体。这样设计是为了能使多块催化剂块29、多个金属环30和 多片金属网31安装更换方便。其中催化净化器图(三)⑤中的催化 剂块29的制备方法是这样的：先将稀土和过渡金属如Nb、Ni、Cr、 Zn、Si、Al、Ag、Rh、Fe、Ce等有选择性的将其中部分单质金属元 素按一定的比例与含低水份的陶瓷质地的原材料混合，并用模具冲 压成多孔直通式圆柱形催化剂块半成品29，然后送入烘干设备中进 行烘干。使其含水量小于3％烘干后的半成品，再送入高温烧结炉中 进行烧结活化，烧结温度初期应控制在300℃以下，时间应控制在 1.5-2小时，中期温度应控制在300-700℃，时间应控制在2-3小 时，终期温度应控制在700-1100℃，时间应控制在1.5-2小时， 而且整个烧结过程是连续进行的，目的是要能够使混合后分布在陶 瓷载体上的单质金属元素活性组份，在烧结后能够牢固的附着在载 体上，最终形成具有高效催化能力的催化剂块成品29。而终端分 子筛吸附过滤净化器⑨则是一个由金属村料所组成的椭圆形的外观 设计，其内部被四块面积相同的净化室隔板39平均分为五个体积相 同的分子筛吸附过滤净化室35即A、B、C、D、E。而且使每块净化 室隔板39的一端都设置有一个与分子筛吸附净化过滤器上的进气管 40和排气管33直径相同的气流通道口36，从而使分子筛吸附过滤 净化室外壳38的内部，形成了一个迷宫式净化通道。使用时只要将 制备好的分子筛吸附质颗粒物37装满整个净化室35，即A、B、C、 D、E中，最后再用分子筛吸附过滤净化器外壳19上的封盖盖板20 将所有分子筛吸附过滤净化室35即A、B、C、D、E封闭死，即成为 分子筛吸附过滤净化器图(四)⑨。其中分子筛吸附质颗粒物的制 备方法是这样的，先将稀土和过渡金属(如Ni、Si、Al、Rh、Ag、 Zn、Ce)等有选择性的将其按比例与陶瓷原材料充分混合，再送入 造粒机中造粒。使其约成为直径3-5毫米大小的圆球形颗粒物。然 后再将制备好的颗粒物送入烧结炉中进行烧结，烧结温度先期应控 制在100-300度，时间应控制在1.5-2小时。中期烧结温度应控 制在300-500度，时间应控制在2-4小时，后期烧结温度应控制 在500-900度，时间应控制在2-3小时。而整个烧结过程都是连续 进行的，这样即得到成品分子筛吸附质颗粒物37。最后再将吸附质 活性碳也送入烧结炉中进行活性处理，全过程温度应控制在500℃ 以下，以活性碳吸附质在炉内不灰化为原则，活化时间应控制在4 小时以内完成。使用时，只要将上述两种成品再按一定的比例混合 后，装进分子筛吸附过滤净化室35即A、B、C、D、E中即可。另外， 安装在发动机化油器2进油燃油导管6上的燃油强磁力切割器和燃 油电加热器③是由两个部分组合而成的。即电加热器部分是套扣在 燃油导管6上；41燃油出油口与50燃油进油口之间，为了防止电 发热层45发生漏电，特在燃油导管6的外部设置了耐温绝缘保护层 44。再由电加热器的电源线49和电加热器的电源接线柱48组成电 加热器的供电线路，通电后可以在短时间内将通过燃油导管6中的 燃油加热到40-80℃，以满足燃油充分燃烧所需的温度，从而提高 化油器的燃油雾化效果。与此同时，包裹在燃油电加热器外部的燃 油强磁力切割器也在磁体N极43和磁体S极46；的强磁力作用下， 对燃油进行更高质量的细化雾化处理。燃油强磁力切割器的磁体N 极与磁体S极是由上下两个部分组成的。即磁体N极43是一个单独 凹形结构，磁体S极46也是一个单独凹形结构，而且其磁体外部都 设置有一层硬质绝缘塑性保护层47。使用时只要将磁体N极43与 磁体S极46紧密地扣合在燃油进油油管50与燃油出油管41之间的 电加热器外部，并通过设置在两块磁体上的固定螺栓加以固定即可。 燃油强磁力切割器的组成可以是一段的，也可以是多段的，一般最 佳组合为三段以内为好。而且燃油强磁力切割器也可以与燃油电加 热器分别安装使用。

实施例：选择三种不同类型的汽油机动车，即一辆桑塔纳普通型 轿车，一辆北京130牌小货车和一辆东风牌1091货车，并将三辆不 同类型的车辆在尾气测试台上进行一氧化碳CO、碳氢化物HC的测 定，并将其实测结果记录备查。见受测车型未安装尾气净化装置前 检测结果表(一)。然后再将用上述方法制造出的燃油强磁力切割器 和燃油电加热器③分别安装在上述三辆不同型号的机动车，发动机 化油器的进油口处，再将燃油电加热器的电源线与汽车电路及控制 设备相连接。设然后再将上述三辆不同型号机动车上的原尾气消声 拆卸下来，再安装上述本发明一种多功能机动车尾气净化装置的中 端催化净化器⑤和终端分子筛吸附过滤净化器⑨后，并一一对三辆 受测机动车开始进行尾气净化测试。先启动机动车电路约一分钟后， 再启动机动车发动机空转，并使其发动机油门进油量控制在中量位 置上约一到两分钟。然后将油门回到迨速位置上，此时再将尾气测 试探头抽入尾气终极排气管中进行测试，并将其测定结果记录备查。 见受测车型安装净化装置后测定结果表(二)。最后让上述三种受测 机动车都使用本发明尾气净化装置上路，并在不同路况下行驶数千 公里后，再进行尾气一氧化碳CO和碳氢化物HC的含量测定。见受 测车型安装使用尾气净化装置后的测定结果(表三)。之后再将本发 明尾气净化装置全部拆卸下来，并将三辆原车上的消声装置原封不 动地再安装上，再次进行尾气测定。请见未安装净化装置后的测定 结果表(四)。然后将分别安装在三辆不同车型上的本发明尾气净化 装置全部进行分解检查，所有部件均完好无损，特别是催化剂块和 分子筛吸附质均未有堵塞、剥落和破损出现。 受测车型未安装尾气净化装置前的测定结果表(一) 受测车型安装尾气净化装置后的测定结果表(二) 受测车型安装使用净化装置数千公里后测定结果(三) 受测车型未安装净化装置后测定结果见表(四)