三元催化器、車輛排氣系統(tǒng)及車輛的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種三元催化器、車輛排氣系統(tǒng)及車輛，該三元催化器包括用于與發(fā)動(dòng)機(jī)_氣管連接的預(yù)催化器（1)和與所述預(yù)催化器(1)串聯(lián)的主催化器（2)，其特征在于，所述預(yù)催f七器（1)并聯(lián)有降溫管（3)。本實(shí)用新型提供的三元催化器，增設(shè)了一條與預(yù)催化器并聯(lián)的降溫f，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大負(fù)荷工況時(shí)，關(guān)閉預(yù)催化器，使發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管排出的高溫廢氣沿該降溫管引導(dǎo)后澤溫至主催化器中進(jìn)行發(fā)應(yīng)，保護(hù)預(yù)催化器不會(huì)波燒壞；由于本實(shí)用新型不需要通過加濃空燃比宋降低排溫，實(shí)現(xiàn)了節(jié)省能源、降低污染的目的；比外，由于該降溫管較預(yù)催化器而言，減小了發(fā)動(dòng)卜幾排氣的阻力，使發(fā)動(dòng)機(jī)排氣更為順便，因而還能堤升發(fā)動(dòng)機(jī)功率和動(dòng)力性。
【專利說明】三元催化器、車輛排氣系統(tǒng)及車輛

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及車輛領(lǐng)域，具體地，涉及一種三元催化器、車輛排氣系統(tǒng)及車輛。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，燃料必須和吸進(jìn)的空氣成適當(dāng)?shù)谋壤?，才能形成可以燃燒的混合氣，這就是空燃比。從理論上說，每克燃料完全燃燒所需的最少的空氣克數(shù)，叫做理論空燃t匕?？杖急却笥诶碚撝档幕旌蠚饨凶鱿』旌蠚?，氣多油少，燃燒完全，油耗低，污染小，但功率較小?？杖急刃∮诶碚撝档幕旌蠚饨凶鰸饣旌蠚猓瑲馍儆投?，功率較大，但燃燒不完全，油耗高，污染大。
[0003]在發(fā)動(dòng)機(jī)最大負(fù)荷工況時(shí)，功率最大，排溫最高，催化器容易被燒壞，因此，現(xiàn)有的大多數(shù)車輛是通過電控標(biāo)定加濃空燃比系數(shù)來實(shí)現(xiàn)大負(fù)荷的排溫保護(hù)，通過增加燃料使燃料蒸發(fā)吸熱來排氣降低溫度，從而避免催化器被燒壞，但是該方法導(dǎo)致燃料燃燒不完全、油耗高、污染環(huán)境，與國家現(xiàn)在實(shí)行的節(jié)能、環(huán)保、創(chuàng)新的政策背道而馳。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種三元催化器，該三元催化器在大負(fù)荷時(shí)不需要加濃空燃比來降低排溫，保護(hù)催化器不會(huì)被燒壞。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種三元催化器，所述三元催化器包括用于與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管連接的預(yù)催化器和與所述預(yù)催化器串聯(lián)的主催化器，其中，所述預(yù)催化器并聯(lián)有降溫管。
[0006]優(yōu)選地，所述預(yù)催化器通過第一管路與所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管連接，所述預(yù)催化器通過第二管路與所述主催化器串聯(lián)，所述降溫管的兩端分別與所述第一管路和第二管路連接。
[0007]優(yōu)選地，所述第一管路上靠近所述預(yù)催化器的部分上安裝有用于控制所述預(yù)催化器開閉的第一耐高溫閥門，所述降溫管上安裝有用于控制所述降溫管通斷的第二耐高溫閥門，所述第一耐高溫閥門和第二耐高溫閥門分別連接第一電磁閥和第二電磁閥；所述第一電磁閥和第二電磁閥均與電控單元電連接。
[0008]優(yōu)選地，所述第一電磁閥和第二電磁閥均設(shè)置在遠(yuǎn)離所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的部位。
[0009]優(yōu)選地，所述降溫管與所述第一管路的連接處設(shè)有用于控制所述預(yù)催化器開閉以及所述降溫管通斷的第三耐高溫閥門，所述第三耐高溫閥門連接第三電磁閥，所述第三電磁閥與電控單元電連接。
[0010]優(yōu)選地，所述第三耐高溫閥門是閘閥，所述第三電磁閥的閥桿連接至所述第三耐高溫閥門的手輪。
[0011]優(yōu)選地，所述第三電磁閥設(shè)置在遠(yuǎn)離所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的部位。
[0012]本實(shí)用新型還提供一種車輛排氣系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管和消音器，其中，所述車輛排氣系統(tǒng)還包括根據(jù)本實(shí)用新型所述的三元催化器，其中，所述三元催化器的所述主催化器與所述消音器連接。
[0013]本實(shí)用新型還提供一種車輛，其中，所述車輛包括本實(shí)用新型所述的車輛排氣系統(tǒng)。
[0014]本實(shí)用新型提供的三元催化器，增設(shè)了一條與預(yù)催化器并聯(lián)的降溫管，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大負(fù)荷工況時(shí)，關(guān)閉預(yù)催化器，使發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管排出的高溫廢氣沿該降溫管引導(dǎo)后降溫至主催化器中進(jìn)行發(fā)應(yīng)，保護(hù)預(yù)催化器不會(huì)被燒壞；由于本實(shí)用新型不需要通過加濃空燃比來降低排溫，實(shí)現(xiàn)了節(jié)省能源、降低污染的目的；此外，由于該降溫管較預(yù)催化器而言，減小了發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的阻力，使發(fā)動(dòng)機(jī)排氣更為順便，因而還能提升發(fā)動(dòng)機(jī)功率和動(dòng)力性。
[0015]本實(shí)用新型的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]附圖是用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0017]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施方式的三元催化器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的第三耐高溫閥門與第三電磁閥連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖標(biāo)記說明
[0020]I預(yù)催化器2主催化器
[0021]3降溫管4第一管路
[0022]5第二管路6第三耐高溫閥門
[0023]7第三電磁閥61手輪
[0024]62閥板63轉(zhuǎn)動(dòng)軸
[0025]71閥桿A預(yù)催化器關(guān)閉位置
[0026]B預(yù)催化器開啟位置

【具體實(shí)施方式】
[0027]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。
[0028]在本實(shí)用新型中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下、左、右”通常是指參考附圖所示的上、下、左、右；“內(nèi)、外”是指相對(duì)于各部件本身的輪廓的內(nèi)、外。
[0029]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種三元催化器，如圖1所示，所述三元催化器包括用于與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管連接的預(yù)催化器I和與所述預(yù)催化器I串聯(lián)的主催化器2，其中，所述預(yù)催化器I并聯(lián)有降溫管3。其中，降溫管3具有對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管排出的氣體進(jìn)行導(dǎo)向并降溫的作用，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管排出的氣體在降溫管3中流動(dòng)的同時(shí)被自然冷卻，從而降低氣體的溫度。
[0030]本實(shí)用新型提供的三元催化器，增設(shè)了一條與預(yù)催化器I并聯(lián)的降溫管3，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大負(fù)荷工況時(shí)，關(guān)閉預(yù)催化器1，使發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管排出的高溫廢氣沿該降溫管3引導(dǎo)后降溫至主催化器2中進(jìn)行發(fā)應(yīng)，保護(hù)預(yù)催化器I不會(huì)被燒壞；由于本實(shí)用新型不需要通過加濃空燃比來降低排溫，實(shí)現(xiàn)了節(jié)省能源、降低污染的目的；此外，由于該降溫管3較預(yù)催化器I而言，減小了發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的阻力，使發(fā)動(dòng)機(jī)排氣更為順便，因而還能提升發(fā)動(dòng)機(jī)功率和動(dòng)力性。
[0031]具體地，所述預(yù)催化器I通過第一管路4與所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管連接，所述預(yù)催化器I通過第二管路5與所述主催化器2串聯(lián)，所述降溫管3的兩端分別與所述第一管路4和第二管路5連接。也就是說，降溫管3的兩端與預(yù)催化器I的兩端連接，從而在排氣溫度過高時(shí)將預(yù)催化器I短路。
[0032]為了使發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管排出的氣體能夠在預(yù)催化器I和降溫管3之間切換，本實(shí)用新型提供的三元催化器包括控制閥，控制閥有以下多種設(shè)置方式。
[0033]本實(shí)施方式提供一種控制閥的布置方式，所述第一管路4上靠近所述預(yù)催化器I的部分上安裝有用于控制所述預(yù)催化器I開閉的第一耐高溫閥門，所述降溫管3上安裝有用于控制所述降溫管3通斷的第二耐高溫閥門，所述第一耐高溫閥門和第二耐高溫閥門分別連接第一電磁閥和第二電磁閥；所述第一電磁閥和第二電磁閥均與電控單元(ECU，Electronic Control Unit)電連接。第一電磁閥和第二電磁閥分別用于控制第一耐高溫閥門和第二耐高溫閥門的開閉，第一耐高溫閥門和第二耐高溫閥門能夠在高溫環(huán)境中正常工作，避免發(fā)動(dòng)機(jī)排出的氣體溫度將閥門燒壞。
[0034]在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架標(biāo)定時(shí)設(shè)定由電控單元控制電磁閥本實(shí)施方式中為第一電磁閥和第二電磁閥，按需打開閥門本實(shí)施方式中為第一耐高溫閥門和第二耐高溫閥門，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度過高時(shí)有可能燒壞預(yù)催化器I時(shí)，電控單元向第一電磁閥發(fā)出關(guān)閉指令并向第二電磁閥發(fā)出打開指令，使第一電磁閥控制第一耐高溫閥門關(guān)閉，并使第二電磁閥控制第二耐高溫閥門打開，將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管排出的廢氣通過降溫管3導(dǎo)向主催化器2，經(jīng)過降溫管3的降溫作用后，到達(dá)主催化器2的廢氣溫度已經(jīng)有所下降，而且主催化器2早已完全起燃，催化效率為設(shè)定最大，故實(shí)現(xiàn)了不用加濃空燃比即可達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)大負(fù)荷時(shí)保護(hù)預(yù)催化器I的作用。
[0035]—般地,發(fā)動(dòng)機(jī)在剛啟動(dòng)或者冷啟動(dòng)時(shí)，排氣溫度較低，催化器溫度也較低，沒辦法對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排出的氣體進(jìn)行轉(zhuǎn)化，需要經(jīng)過預(yù)催化器I進(jìn)行預(yù)催化處理，此時(shí)，第一耐高溫閥門處于打開狀態(tài)，第二耐高溫閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)排出的氣體沿圖1中箭頭所示方向流動(dòng)，具體地，發(fā)動(dòng)機(jī)排出的氣體進(jìn)入第一管路4后，先經(jīng)過預(yù)催化器I催化反應(yīng)后溫度升高，溫度的升高會(huì)使主催化器2的啟燃時(shí)間變短，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)排出的氣體在主催化器2中催化反應(yīng)時(shí)，主催化器2的催化性能滿足廢氣排放要求，從而降低污染物的排放。
[0036]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在大負(fù)荷工況時(shí)，功率最大，排氣溫度最高，有可能將預(yù)催化器I燒壞，此時(shí)，需關(guān)閉第一耐高溫閥門，打開第二耐高溫閥門，使發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管排出的氣體進(jìn)入第一管路4后，通過降溫管3進(jìn)行降溫后進(jìn)入主催化器2所在管路，之后經(jīng)主催化器2催化反應(yīng)后排出。
[0037]為了避免第一電磁閥和第二電磁閥被燒壞，所述第一電磁閥和第二電磁閥均設(shè)置在遠(yuǎn)離所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的部位。
[0038]本實(shí)施方式提供另一種控制閥的布置方式，其中，所述降溫管3與所述第一管路4的連接處設(shè)有用于控制所述預(yù)催化器I開閉以及所述降溫管3通斷的第三耐高溫閥門6，所述第三耐高溫閥門6連接第三電磁閥7，所述第三電磁閥7與電控單元電連接。第三耐高溫閥門能夠在高溫環(huán)境中正常工作，避免發(fā)動(dòng)機(jī)排出的氣體溫度將閥門燒壞。本實(shí)施方式只設(shè)置一個(gè)第三電磁閥7便能夠同時(shí)控制預(yù)催化器I開閉以及所述降溫管3通斷，零部件少，經(jīng)濟(jì)性高。
[0039]在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架標(biāo)定時(shí)設(shè)定由電控單元控制電磁閥(即本實(shí)施方式中的第三電磁閥7)，按需打開閥門(即本實(shí)施方式中的第三耐高溫閥門6)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度過高(有可能燒壞預(yù)催化器I)時(shí)，電控單元向第三電磁閥7發(fā)出指令，第三電磁閥7控制第三耐高溫閥門6打開將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管排出的廢氣通過降溫管3導(dǎo)向主催化器2，經(jīng)過降溫管3的降溫作用后，到達(dá)主催化器2的廢氣溫度已經(jīng)有所下降，而且主催化器2早已完全起燃，催化效率為設(shè)定最大，故實(shí)現(xiàn)了不用加濃空燃比即可達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)大負(fù)荷時(shí)保護(hù)預(yù)催化器I的作用。
[0040]其中，第三電磁閥7用于控制第三耐高溫閥門6的狀態(tài)，當(dāng)?shù)谌姶砰y7控制第三耐高溫閥門6使所述預(yù)催化器I開啟時(shí)，所述降溫管3被阻斷，發(fā)動(dòng)機(jī)排出的氣體進(jìn)入第一管路4后，先經(jīng)過預(yù)催化器I催化反應(yīng)后溫度升高，繼而在主催化器2中催化反應(yīng)。當(dāng)?shù)谌姶砰y7控制第三耐高溫閥門6使所述降溫管3導(dǎo)通時(shí)，預(yù)催化器I所在管路被阻斷，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管排出的氣體進(jìn)入第一管路4后，通過降溫管3進(jìn)行降溫后進(jìn)入主催化器2所在管路，之后經(jīng)主催化器2催化反應(yīng)后排出。
[0041]其中，所述第三耐高溫閥門6可以是各種適合的能夠?qū)崿F(xiàn)本實(shí)用新型中所述功能的閥門，例如圖2所示，所述第三耐高溫閥門6是閘閥，所述第三電磁閥7的閥桿連接至所述第三耐高溫閥門6的手輪61。
[0042]具體地，閘閥包括手輪61和閥板62，手輪61和閥板62通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸63固定連接，第三電磁閥7的閥桿71與第三耐高溫閥門6的手輪61連接。閥桿71與手輪61的連接方式可以是現(xiàn)有技術(shù)中任何以直線方向的力矩驅(qū)動(dòng)弧線運(yùn)動(dòng)的連接方式。當(dāng)閥桿71移動(dòng)時(shí)，手輪61在閥桿71的帶動(dòng)下繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸63的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使閥板62在降溫管3與第一管路4的連接處繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸63的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)閥板62轉(zhuǎn)動(dòng)至預(yù)催化器關(guān)閉位置A(圖2中虛線所示位置)時(shí)，預(yù)催化器I所在管路被堵塞，降溫管3被導(dǎo)通，發(fā)動(dòng)機(jī)排出的氣體排入降溫管3中；當(dāng)閥板62轉(zhuǎn)動(dòng)至預(yù)催化器開啟位置B (圖2中實(shí)線所示位置)時(shí)，預(yù)催化器I所在管路被導(dǎo)通，降溫管3被堵塞，發(fā)動(dòng)機(jī)排出的氣體排入預(yù)催化器I中進(jìn)行預(yù)催處理。
[0043]為了避免第三電磁閥7被燒壞，所述第三電磁閥7設(shè)置在遠(yuǎn)離所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的部位。
[0044]本實(shí)用新型中的第一耐高溫閥門、第二耐高溫閥門和第三耐高溫閥門均采用耐高溫材料制成。
[0045]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供一種車輛排氣系統(tǒng)，該排氣系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管和消音器，其中，所述車輛排氣系統(tǒng)還包括根據(jù)本實(shí)用新型所述的三元催化器，其中，所述三元催化器的主催化器2與所述消音器連接。發(fā)動(dòng)起排出的氣體經(jīng)主催化器2后變成二氧化碳、水和氮?dú)?，再?jīng)消音器消音處理后排出。
[0046]根據(jù)本實(shí)用新型的又一方面，提供一種車輛，該車輛包括發(fā)動(dòng)機(jī)和電控單元，其中，所述車輛還包括根據(jù)本實(shí)用新型所述的車輛排氣系統(tǒng)。
[0047]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0048]另外需要說明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。
[0049]此外，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種三元催化器，所述三元催化器包括用于與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管連接的預(yù)催化器(I)和與所述預(yù)催化器(I)串聯(lián)的主催化器(2)，其特征在于，所述預(yù)催化器(I)并聯(lián)有降溫管⑶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元催化器，其特征在于，所述預(yù)催化器(I)通過第一管路(4)與所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管連接，所述預(yù)催化器(I)通過第二管路(5)與所述主催化器(2)串聯(lián)，所述降溫管(3)的兩端分別與所述第一管路(4)和第二管路(5)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三元催化器，其特征在于，所述第一管路(4)上靠近所述預(yù)催化器(I)的部分上安裝有用于控制所述預(yù)催化器(I)開閉的第一耐高溫閥門，所述降溫管(3)上安裝有用于控制所述降溫管(3)通斷的第二耐高溫閥門，所述第一耐高溫閥門和第二耐高溫閥門分別連接第一電磁閥和第二電磁閥；所述第一電磁閥和第二電磁閥均與電控單元電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三元催化器，其特征在于，所述第一電磁閥和第二電磁閥均設(shè)置在遠(yuǎn)離所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的部位。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三元催化器，其特征在于，所述降溫管(3)與所述第一管路(4)的連接處設(shè)有用于控制所述預(yù)催化器(I)開閉以及所述降溫管(3)通斷的第三耐高溫閥門(6)，所述第三耐高溫閥門(6)連接第三電磁閥(7)，所述第三電磁閥(7)與電控單元電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三元催化器，其特征在于，所述第三耐高溫閥門(6)是閘閥，所述第三電磁閥(7)的閥桿(71)連接至所述第三耐高溫閥門(6)的手輪(61)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三元催化器，其特征在于，所述第三電磁閥(7)設(shè)置在遠(yuǎn)離所述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的部位。
8.—種車輛排氣系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管和消音器，其特征在于，所述車輛排氣系統(tǒng)還包括根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的三元催化器，其中，所述三元催化器的所述主催化器(2)與所述消音器連接。
9.一種車輛，其特征在于，所述車輛包括根據(jù)權(quán)利要求8所述的車輛排氣系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】F01N3/28GK204024778SQ201420412463
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】雷渡軍 申請(qǐng)人:北汽福田汽車股份有限公司