專利名稱：汽車催化轉(zhuǎn)化器的擴張管改進結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種汽車用催化轉(zhuǎn)化器，尤指一種汽車催化轉(zhuǎn)化器的擴張管改進結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景三效催化轉(zhuǎn)化器是目前汽車領(lǐng)域中應(yīng)用最多的廢氣后處理凈化技術(shù)。當(dāng)發(fā)動機工作時，廢氣經(jīng)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(xiàn)有催化轉(zhuǎn)化器的基本結(jié)構(gòu)如圖I所示，它主要由殼體I丨、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I'是整個催化轉(zhuǎn)化器的支承體，其包括入口管、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(shè)置于載體3與殼體I丨之間，該墊層2通常由軟質(zhì)耐熱材料構(gòu)成，墊層2的設(shè)置是為了使載體3在殼體I '內(nèi)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I'內(nèi)部發(fā)生竄動而導(dǎo)致載體破碎。所述的載體3設(shè)置于殼體I '的載體管段14'內(nèi)，其一般采用蜂窩結(jié)構(gòu)(如圖2)，也有采用四方形通道(如圖3)或三角形通道等結(jié)構(gòu)。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(dāng)發(fā)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(zhuǎn)化器。目前，電子控制汽油噴射加三效催化轉(zhuǎn)化器已成為國內(nèi)外汽油車排放控制技術(shù)的主流。然而，現(xiàn)有催化轉(zhuǎn)化器卻也存在不足之處常規(guī)結(jié)構(gòu)的催化轉(zhuǎn)化器殼體I丨在其擴張管12丨上，由于氣流的擴散，導(dǎo)致流速分布不均勻，當(dāng)進入到載體管段13丨時，管道中心的流速高，使得氣體流動集中在載體3的中心區(qū)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(qū)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(qū)域的催化劑老化加快，而邊緣區(qū)域的催化劑卻不能充分發(fā)揮作用。其結(jié)果既降低了催化轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)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(dǎo)致載體截面產(chǎn)生熱應(yīng)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(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性。

實用新型內(nèi)容鑒于現(xiàn)有催化轉(zhuǎn)化器存在氣流流速不均勻，導(dǎo)致溫度不均，致使轉(zhuǎn)化效率低，使用壽命短等缺陷，本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種可令氣流流速均勻的汽車催化轉(zhuǎn)化器的擴張管改進結(jié)構(gòu)。[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)解決方案是一種汽車催化轉(zhuǎn)化器的擴張管改進結(jié)構(gòu)，所述的催化轉(zhuǎn)化器殼體依次設(shè)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(shè)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(zhuǎn)化器的殼體的入口管與擴張管連成一體，且擴張管傾斜設(shè)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(nèi)內(nèi)，獲得較 好的流動性能，氣流均勻了，自然不會出現(xiàn)中心區(qū)域催化劑老化快，邊緣區(qū)域催化劑又不能充分發(fā)揮作用的現(xiàn)象，也不會出現(xiàn)因溫度公布不均勻而導(dǎo)致的載體截面產(chǎn)生熱應(yīng)力問題，從而提高轉(zhuǎn)化效率，增加使用壽命，進而減小對發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性的影響。另外，這種斜擴張管與常規(guī)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(xiàn)分離，載體內(nèi)的氣流分布均勻，擴張管壓力損失減小。

圖I是現(xiàn)有催化轉(zhuǎn)化器的基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有催化轉(zhuǎn)化器載體的截面示意圖；圖3是現(xiàn)有催化轉(zhuǎn)化器另一種載體截面示意圖；圖4是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)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(zhuǎn)化器的擴張管改進結(jié)構(gòu)，如圖4所示，為本實用新型的較佳實施例。所述的催化轉(zhuǎn)化器包括殼體I及載體3，該殼體I依次設(shè)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(shè)置在載體管段13之內(nèi)。本實用新型的關(guān)鍵在于所述的擴張管12為偏離其他管段軸線的傾斜設(shè)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(shè)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(nèi)3內(nèi)，獲得較好的流動性能，氣流均勻了，自然不會出現(xiàn)中心區(qū)域催化劑老化快，邊緣區(qū)域催化劑又不能充分發(fā)揮作用的現(xiàn)象，也不會出現(xiàn)因溫度公布不均勻而導(dǎo)致的載體截面產(chǎn)生熱應(yīng)力問題，從而提高轉(zhuǎn)化效率，增加使用壽命，進而減小對發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性的影響。
權(quán)利要求1.一種汽車催化轉(zhuǎn)化器的擴張管改進結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的催化轉(zhuǎn)化器殼體依次設(shè)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(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車催化轉(zhuǎn)化器的擴張管改進結(jié)構(gòu)，其特征在于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。
專利摘要本實用新型公開了一種汽車催化轉(zhuǎn)化器的擴張管改進結(jié)構(gòu)，所述的催化轉(zhuǎn)化器殼體依次設(shè)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(shè)置。這種斜擴張管結(jié)構(gòu)，氣流將在傾斜管段形成渦流，短暫停留后將均勻分布到載體內(nèi)內(nèi)，獲得較好的流動性能，從而可提高轉(zhuǎn)化效率，增加使用壽命。
文檔編號F01N3/28GK202370626SQ20112049847
公開日2012年8月8日 申請日期2011年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月5日
發(fā)明者劉顯貴, 向鐵明, 羅善明, 許建民 申請人:廈門理工學(xué)院