[發明專利]三元催化器及車輛

有效

• 申請號: 201810644195.1
• 申請日: 2018-06-21
• 公開（公告）號: CN110630359B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 裴云飛
• 申請（專利權）人: 寶沃汽車（中國）有限公司
• 主分類號: F01N3/10
• 分類號: F01N3/10;F01N3/20;F01N3/28;F01N13/14
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 韓建偉;謝湘寧

本發明提供了一種三元催化器及車輛。其中，三元催化器包括：催化器本體；管體，管體具有擴徑段，擴徑段位于管體的入口端與管體的出口端之間，催化器本體設置在擴徑段內，管體的管壁上設置有至少兩個連通口；外套管，外套管套設在擴徑段的外側，且外套管與管體的外表面之間形成腔體，腔體內填充有流體介質以對管體內的催化器本體保溫，擴徑段上設置有與外套管連通的一個連通口，管體除擴徑段的其他節段上設置有與外套管連通的另一個連通口。本發明解決了現有技術中的三元催化器的保溫效果差的問題。

技術領域

本發明涉及汽車廢氣凈化技術領域，具體而言，涉及一種三元催化器及車輛。

背景技術

在汽車的廢氣處理過程中經常會使用三元催化器，常溫或低溫下三元催化器是不具備催化能力的，其中的催化劑必須加熱到一定的溫度才具有氧化或還原的能力，通常三元催化器的起燃溫度在250℃-350℃，正常工作溫度一般在350℃-700℃。

目前這兩工況的冷啟動階段廢氣排放占比都較大，THC占94.7％，CH₄占75.1％，CO占63.6％，NO_x占65.1％，在冷啟動階段主要由廢氣的熱量對催化劑進行加熱，目前通常會在三元催化器的外部單獨設置有保溫層，以保證三元催化器內的溫度在工作維度的范圍內，但是保溫層使得三元催化劑整體結構復雜，并且隨著使用時間的推移，保溫層的保溫效果逐漸減弱，降低了三元催化器的凈化效果。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種三元催化器及車輛，以解決現有技術中的三元催化器的保溫效果差的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種三元催化器，包括：催化器本體；管體，管體具有擴徑段，擴徑段位于管體的入口端與管體的出口端之間，催化器本體設置在擴徑段內，管體的管壁上設置有至少兩個連通口；外套管，外套管套設在擴徑段的外側，且外套管與管體的外表面之間形成腔體，腔體內填充有流體介質以對管體內的催化器本體保溫，擴徑段上設置有與外套管連通的一個連通口，管體除擴徑段的其他節段上設置有與外套管連通的另一個連通口。

進一步地，至少兩個連通口包括至少一個第一連通口和至少一個第二連通口，第一連通口位于管體除擴徑段的靠近入口端的其他節段上，第二連通口位于擴徑段上。

進一步地，經過催化器本體后的部分廢氣通過第二連通口進入至腔體內，并流經腔體由第一連通口回流至管體的內腔中。

進一步地，擴徑段沿管體的入口端向出口端的方向包括順次連接的第一段、第二段和第三段，第一段靠近入口端的口徑小于第一段靠近出口端的口徑，第三段靠近入口端的口徑大于第三段靠近出口端的口徑，第二連通口位于第三段上，催化器本體設置在第二段內。

進一步地，外套管通過焊接或卡接的方式與管體連接。

進一步地，三元催化器還包括彈性件，彈性件設置在催化器本體與管體之間。

進一步地，催化器本體包括：基體，基體具有貫穿基體的多個通孔，并且所有通孔的軸線均與管體的軸線平行；催化劑，催化劑設置在通孔的內壁上。

根據本發明的另一方面，提供了一種車輛，包括上述的三元催化器。

應用本發明的技術方案，通過在管體的外部套設有外套管，使得外套管與管體之間形成腔體，并且使得管體的擴徑段和非擴徑段上分別設置連通口，根據伯努利原理，擴徑段的開口面積大于管體其他節段的開口面積，因而，擴徑段氣體的流速大于其他段氣體的流速，又根據文丘里效應，流速快的位置壓強小，從而使得流體介質能夠自發地從管體中進入到腔體內，使得流體介質能夠對管體起到保溫作用，該設置方式利用了伯努利原理，使得流體介質能夠自發地進入到腔體內，并通過流體介質對催化器本體進行保溫，保溫效果穩定可靠，并且不會因為使用時間的推移導致保溫效果變弱，極大提高了三元催化器的使用壽命。同時可以使得催化器本體均勻受熱，避免因為單區域迅速升溫，熱脹冷縮不平衡引起的催化器脆裂。還可以降低排氣噪聲的傳播。