[實用新型]汽車催化轉化器的擴張管改進結構

有效

• 申請號: 201120498473.0
• 申請日: 2011-12-05
• 公開（公告）號: CN202370626U
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 許建民;羅善明;劉顯貴;向鐵明
• 申請（專利權）人: 廈門理工學院
• 主分類號: F01N3/28
• 分類號: F01N3/28
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 麻艷

技術領域

本實用新型涉及一種汽車用催化轉化器，尤指一種汽車催化轉化器的擴張管改進結構。

背景技術

三效催化轉化器是目前汽車領域中應用最多的廢氣后處理凈化技術。當發動機工作時，廢氣經排氣管進入催化器，其中氮氧化物與廢氣中的一氧化碳、氫氣等還原性氣體在催化作用下分解成氮氣和氧氣；而碳氫化合物和一氧化碳在催化作用下充分氧化，生成二氧化碳和水蒸氣。

現有催化轉化器的基本結構如圖1所示，它主要由殼體1＇、墊層2及載體3組成，載體3表面涂覆有涂層及催化劑等活性組分。殼體1＇是整個催化轉化器的支承體，其包括入口管11＇、擴張管12＇、載體管段13＇、收縮管14＇及出口管15＇。所述的墊層2則設置于載體3與殼體1＇之間，該墊層2通常由軟質耐熱材料構成，墊層2的設置是為了使載體3在殼體1＇內位置牢固，防止它因振動而損壞，還為了補償不同材料之間熱膨脹性的差別，保證載體3周圍的氣密性。墊層具有特殊的熱膨脹性能，可以避免載體3在殼體1＇內部發生竄動而導致載體破碎。所述的載體3設置于殼體1＇的載體管段14＇內，其一般采用蜂窩結構（如圖2），也有采用四方形通道（如圖3）或三角形通道等結構。載體3的蜂窩表面或通道表面有涂層和活性組分，涂層可增加載體的表面積，活動組分為催化劑和助催化劑，其涂覆于蜂窩表面，與廢氣的接觸表面積非常大，所以其凈化效率高，當發動機的空燃比在理論空燃比附近時，三效催化劑可將90%的碳氫化合物和一氧化碳及70%的氮氧化物同時凈化，因此這種催化器被稱為三效催化轉化器。目前，電子控制汽油噴射加三效催化轉化器已成為國內外汽油車排放控制技術的主流。

然而，現有催化轉化器卻也存在不足之處：

常規結構的催化轉化器殼體1＇在其擴張管12＇上，由于氣流的擴散，導致流速分布不均勻，當進入到載體管段13＇時，管道中心的流速高，使得氣體流動集中在載體3的中心區域，而載體3的蜂窩狀或者四方形等形狀的通道是均勻分布的（如圖2、3所示），并不會分散氣流，從而使中心區域的流速過快，溫度過高；而載體邊緣氣流量小，溫度又較低。這就使得載體中心區域的催化劑老化加快，而邊緣區域的催化劑卻不能充分發揮作用。其結果既降低了催化轉化器的轉化效率，又縮短了其使用壽命。另外，由于溫度分布的不均勻，導致載體截面產生熱應力，容易使載體損壞。載體阻力和擴張管壁面氣流分離造成的壓力損失，也影響發動機的動力性和經濟性。

實用新型內容

鑒于現有催化轉化器存在氣流流速不均勻，導致溫度不均，致使轉化效率低，使用壽命短等缺陷，本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種可令氣流流速均勻的汽車催化轉化器的擴張管改進結構。

為解決上述技術問題，本實用新型的技術解決方案是：

一種汽車催化轉化器的擴張管改進結構，所述的催化轉化器殼體依次設有擴張管、載體管段、收縮管及出口管，所述的擴張管為偏離其他管段軸線的傾斜設置。

所述擴張管的中心線與其他管段的軸線之間的夾角為50-70度。

采用上述方案后，由于本實用新型將催化轉化器的殼體的入口管與擴張管連成一體，且擴張管傾斜設置，而斜擴張管的傾斜角對氣體的流動特性有較大影響，氣流將在傾斜管段形成渦流，渦旋氣流在傾斜管段形成緩沖，短暫停留后將均勻分布到載體內內，獲得較好的流動性能，氣流均勻了，自然不會出現中心區域催化劑老化快，邊緣區域催化劑又不能充分發揮作用的現象，也不會出現因溫度公布不均勻而導致的載體截面產生熱應力問題，從而提高轉化效率，增加使用壽命，進而減小對發動機動力性、經濟性的影響。另外，這種斜擴張管與常規催化器相比，氣流方向與擴張管壁的夾角較小，氣流不易在管壁出現分離，載體內的氣流分布均勻，擴張管壓力損失減小。

附圖說明

圖1是現有催化轉化器的基本結構示意圖；

圖2是現有催化轉化器載體的截面示意圖；

圖3是現有催化轉化器另一種載體截面示意圖；

圖4是本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳述。

本實用新型所揭示的是一種汽車催化轉化器的擴張管改進結構，如圖4所示，為本實用新型的較佳實施例。所述的催化轉化器包括殼體1及載體3，該殼體1依次設有漸擴的擴張管12、平直的載體管段13、漸縮的收縮管14及出口管15，所述的載體3設置在載體管段13之內。

本實用新型的關鍵在于：所述的擴張管12為偏離其他管段軸線的傾斜設置，更進一步的，該擴張管12的中心線與其他管段的軸線之間的夾角a以50-70度為最佳。

由于將擴張管12傾斜設置，氣流從擴張管進入時，將在傾斜管段形成渦流，渦旋氣流在傾斜管段形成緩沖，短暫停留后將均勻分布到載體內3內，獲得較好的流動性能，氣流均勻了，自然不會出現中心區域催化劑老化快，邊緣區域催化劑又不能充分發揮作用的現象，也不會出現因溫度公布不均勻而導致的載體截面產生熱應力問題，從而提高轉化效率，增加使用壽命，進而減小對發動機動力性、經濟性的影響。