一種車輛尾氣捕捉裝置設(shè)計(jì)

楊本健，姜永成，何樹國，常艷琴，韓慶林，謝風(fēng)偉

（1.大慶鉆探工程公司 運(yùn)輸一公司，黑龍江 大慶 163458；2.佳木斯大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007；3.黑龍江省農(nóng)副產(chǎn)品加工機(jī)械化研究所，黑龍江佳木斯 154004；4.佳木斯市電機(jī)股份有限公司，黑龍江佳木斯 154002）

0 引言

我國北方是傳統(tǒng)的重工業(yè)基地，內(nèi)燃類的修理項(xiàng)目比較多。由于北方氣溫較低的天氣比較長，對內(nèi)燃機(jī)的修理環(huán)境有溫度上的影響。特別是進(jìn)入冬季后，室外溫度一般都在-20 ℃左右，車輛內(nèi)燃機(jī)的維修都是在室內(nèi)進(jìn)行，維修完畢后需要進(jìn)行啟動(dòng)試驗(yàn)用來驗(yàn)證維修效果。內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)后排出的尾氣內(nèi)含有一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔铩⒘蚧瘹?、二氧化硫等有害成分，?yán)重危害廠房內(nèi)的人員身體健康。因此對修理間進(jìn)行通風(fēng)是排除煙塵和有毒氣體的有效措施，常規(guī)通風(fēng)方式有全面通風(fēng)和局部通風(fēng)兩種。對整個(gè)修理間進(jìn)行通風(fēng)換氣，用新鮮空氣把整個(gè)修理間的有害物濃度沖淡到最高容許濃度以下的通風(fēng)方法稱為全面通風(fēng)；在有害物產(chǎn)生地點(diǎn)直接將其捕集并排至室外的方法稱為局部排風(fēng)。全面通風(fēng)所需要的風(fēng)量大大超過局部排風(fēng)，相應(yīng)的設(shè)備和消耗的動(dòng)力也較大。局部排風(fēng)系統(tǒng)需要的風(fēng)量小，而且排風(fēng)效果好。同時(shí)將廠房門打開進(jìn)行全面通風(fēng)，則室內(nèi)溫度會(huì)很快下降，不但影響維修質(zhì)量而且也會(huì)干擾到人員作業(yè)。而局部通風(fēng)基本不影響室內(nèi)溫度?？赘?，陳忠斌提出了如何檢測汽車尾氣的方法［1］，張民分析了汽車尾氣對人體健康的危害及其防治，楊曉梅，曹霄劍對汽車尾氣進(jìn)行了凈化處理［2］。雖然使尾氣的污染得到了改善，但是在汽車維修車間里，汽車尾氣的有害物質(zhì)的濃度還是很高的，對工作人員的身體健康有著很大的威脅［3］。本文設(shè)計(jì)制造了車輛尾氣捕捉排放裝置?？傮w構(gòu)思是將車輛尾氣通過排放裝置排放到室外。

1 維修車間環(huán)境的改造

圖1 維修車間示意圖

大慶采油總廠運(yùn)輸大隊(duì)維修車間占地3 000 m2，維修車間可容納10 輛30～40 t 的大型卡車。維修時(shí)大量的汽車尾氣將會(huì)對室內(nèi)的環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，為此設(shè)計(jì)了汽車尾氣捕捉裝置。維修車間示意圖如圖1 所示。

1.1 捕捉裝置的工作原理

圖2 工作原理圖

捕捉裝置的吸口與汽車的排氣管相連，汽車排放的尾氣通過低噪音離心風(fēng)機(jī)抽出維修車間，耐熱軟管可以通過Ⅱ型鋁合金吸氣滑軌來調(diào)整排氣管道的長度，從而適應(yīng)不同車輛的維修。工作原理圖如圖2 所示。

圖3 吸口零件圖

1.2 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

汽車尾氣捕捉排放系統(tǒng)由吸口、耐熱軟管、Ⅱ型鋁合金吸氣滑軌、低噪音離心風(fēng)機(jī)、排煙管道、煙囪、電控系統(tǒng)組成。吸口用于與汽車尾氣排放口連接，采用帶有卡扣的橡膠吸口，適用溫度范圍為-40～200 ℃。吸口零件圖及實(shí)物圖分別如圖3 和圖4所示。

圖4 吸口實(shí)物圖

耐熱軟管用于傳遞收集到的車輛尾氣，采用織物雙面涂耐熱膠管，尼龍絲骨架螺旋加固，耐熱溫度范圍為-40～200 ℃，內(nèi)徑為180 mm（重量為1.8 kg/m），長度為6 m。

II 型鋁合金吸氣滑軌用于在不同工位作業(yè)時(shí)將吸口擺放到相應(yīng)的位置，同時(shí)擔(dān)負(fù)傳遞車輛尾氣的功能。II 型鋁合金吸氣滑軌的零件圖及實(shí)物圖分別如圖5 和圖6 所示。

圖5 II 型鋁合金吸氣滑軌零件圖

圖6 II 型鋁合金吸氣滑軌實(shí)物圖

低噪音離心風(fēng)機(jī)是產(chǎn)生負(fù)壓的動(dòng)力裝置，用以收集車輛尾氣。采用2.2 kW 的的離心風(fēng)機(jī)，每小時(shí)產(chǎn)生2 300 m3的風(fēng)量、1 600 Pa 負(fù)壓。排煙管道、煙囪是將收集到的車輛尾氣排出到室外。電控系統(tǒng)由電源連接線、控制開關(guān)組成，用以控制裝置的開合使用。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過檢測維修車間內(nèi)汽車尾氣有害物質(zhì)濃度發(fā)現(xiàn)，使用捕捉裝置的車間空氣中有害物質(zhì)的濃度非常低，對人體幾乎不產(chǎn)生影響。使工人能在良好的環(huán)境下工作，從而大大提高了工作效率。捕捉裝置的實(shí)物圖如圖7 所示。

圖7 捕捉裝置的實(shí)物圖

3 結(jié)語

通過這套設(shè)備，能夠快速排除修理間內(nèi)車輛尾氣等有毒有害氣體和煙塵，達(dá)到國家Z1-2002《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。冬季基本不降低室內(nèi)溫度，改善了修理間的空氣質(zhì)量，確保了工人的身體健康和正常的生產(chǎn)操作。系統(tǒng)噪聲A 級（小于85dB)。

［1］孔根民，陳忠斌.檢測汽車尾氣的作用與方法［J］.黑龍江科技信息，2010（28）：16.

［2］楊曉梅，曹霄劍.汽車尾氣凈化處理技術(shù)［J］.黑龍江交通科技，2008（12）：133-134.

［3］崔家榮.汽車尾氣及噪聲對人體健康的危害分析［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2008（7）：231-234.