专利名称：用于固定纤维金属载体的结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于固定纤维金属载体的结构，应用于汽车发动机行业，满足了欧4以上的环保标准要求。
背景技术：
汽车发动机排气中的有害成分主要是PM、N0X、HC及CO等。在过去2 3年里，低排放发动机已经成为人们争论、关心、甚至渴望实现的一个理想。国4以上的排放法规要求汽车制造商同时减少汽车尾气中的颗粒(PM)和氮氧化物(NOX)两种主要的污染物。这需要有相当的技巧，解决这个问题没有什么捷径可走。按传统的方法，减少一种污染势必导致另一种污染的增加。汽车制造商似乎已经陷入了困境。在排放法规的压力下，一方面车用柴油机正不断进行技术升级和改进，另一方面， 选择恰当的后处理技术策略和装备，例如，SCR、DPF、D0C、P0C等后处理措施来满足欧4或欧 5排放标准。SCR后处理器技术的本质是利用尿素在高温下分解出NH3,作为还原剂的NH3和发动机排气中的NOX在催化剂和温度的综合作用下进行反应，理想工况下生成无毒的N2和 H2O,从而达到净化的目的。但是SCR后处理系统的结构复杂，每套的成本在11000元 25000 元，成为推广应用的障碍。DPF后处理器技术的本质是利用一种特殊的载体，例如进口和出口端的蜂窝孔交替封堵后的‘壁流’式陶瓷或碳化硅载体，新鲜的DPF后处理器样件对柴油车排出的PM — 类的‘黑烟’的过滤效率最高可以达到90%，新车出厂检测完全可以达到国4或国5排放标准，但是，这种陶瓷DPF载体的价格昂贵，无法国产，世界范围内都被美国的‘Corning’公司和日本的‘NGK’公司专利垄断，不仅每套的成本在7000元 12000元，而且，最容易堵塞失效，成为推广应用的障碍。DOC后处理器技术的本质是类似于汽油乘用车的三元催化转化器(TWC)，用来脱除尾气中的CO和HC，载体和催化剂技术比较成熟，均能国产化，价格低，效率高。但应用于柴油车后，由于其主要的处理的主要对象为PM，对PM的去除效率仅仅在1(Γ30%，因此，效率低，成为推广应用的障碍。POC后处理器技术的本质是先把PM ‘过滤’或‘截留’下来，然后在催化剂的作用下进行氧化，把PM中的主要成分SOF部分氧化成C02和Η20，把PM颗粒尺寸降低，消除其毒性和危害的因素，因此，解决了 PM超标的本质问题。POC后处理器对PM的处理效率可以达到50、0%，被堵塞的故障率也远远低于DPF。因此，POC是国外研究的热点，其中，以Ecocat 公司最具代表性。所有的后处理方式，其本质是先进的载体和催化剂技术的结合。其中，载体最为基础和关键，不仅影响后处理系统的性能，也影响装车成本和使用寿命。目前，泡沫金属载体、金属箔板的蜂窝载体、陶瓷蜂窝载体和金属纤维纤维载体是常用的几种载体方式。但是，金属载体是最适合中国国情的载体。[0011]检索发现，一些利用超薄耐热不锈钢板制造的一些‘蜂窝状板以及其组合’，例如，专利号为‘200810091662.9’的‘废气净化金属载体、所用层合物废气净化过滤器’专利；专利号为‘200710003694.4’的‘金属载体及金属载体的制造方法’专利；专利号为 ‘02202495. 6’的‘用于废气排放控制的金属载体’专利；专利号为‘200410022788. 2’的‘新型陶瓷化处理的金属载体’专利；专利号为‘03208434. X’的‘蜂窝状金属载体’专利；专利号为‘99101110.4’的‘一种带氧化铝层的催化剂金属载体’专利；专利号为‘98119279.3’ 的‘用于内燃机排气系统的金属载体’专利；专利号为‘00100560. V的‘废气净化用金属载体’专利；专利号为‘01111387. 1’的‘用于废气净化的金属载体催化剂’专利等等，由于气体的传质和传热的通道是贯通型或等同于贯通，因此，上述专利是传统的载体，一般是采用整体钎焊而成，不涉及到载体的固定问题。检索发现，一些专利采用金属丝十字交叉纺织成平面的金属网，再把这些网片叠放在一起，例如专利号为‘98248772. X，的‘网状陶瓷载体，专利；专利号为‘99253757.6， 的‘网状陶瓷载体’专利；专利号为‘200710010357. 8，的‘催化还原氮氧化物的蜂窝状金属丝网载体’专利；专利号为‘200710010359.7’的‘一种具有氧化铝涂层的蜂窝状金属丝网载体及其制备方法’专利；专利号为‘200810011365.9’的‘蜂窝状金属丝网载体上涂覆氧化铝涂层的方法’专利；专利号为‘200810011366.3’的‘用于净化废气的蜂窝状金属丝网载体’专利；专利号为‘200420094705. 6’的‘表面负载纳米TiO2金属滤网’专利等等，载体的固定方式不同于本发明。检索发现，一些专利采用完整的泡沫金属作为后处理金属载体，虽然解决了上述问题，可以应用于小规模的场合，但是面临成本的劣势，无法应用于汽车的大批量生产，例如专利号为‘200610156330.5’的‘一种高孔隙率金属多孔载体材料的制备方法’专利；专利号为‘2005100M944.3’的‘汽车尾气净化器催化剂金属载体及其制备方法’专利；专利号为‘200410096609. X’的‘一种泡沫金属加氢催化剂及其制备方法和应用’专利；专利号为‘200710034317. V的‘一种多孔金属载体及其制备方法’专利等等。没有涉及到载体固定方式的描述。上述各种金属材料的载体可能都涉及到在壳体中的安装固定的问题，采用一些固定措施，可能存在对载体固定不牢，造成载体松动的问题；也可能采用一些固定措施，可能具备了较好的固定和支撑作用，但是对发动机的排气背压产生不良的影响。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种用于固定纤维金属载体的结构，其金属多孔管芯从载体的芯部穿过，并和两端的金属齿板焊接一起，整体加固，具有结构简单，制备方便； 加装后对后处理器的排气背压的影响几乎为零。本实用新型的技术方案是这样实现的用于固定纤维金属载体的结构，由金属齿板，金属多孔管芯，壳体，纤维载体，焊点组成；其特征在于金属齿板的两端齿板上均勻分布有614个锯齿，金属齿板与金属多孔管芯以及壳体通过焊点焊接在一起；金属多孔管芯与两端的齿板之间采用细长螺栓的螺纹连接或采用钢棒两端焊接。所述的金属齿板为厚度为1. 5 2. 5mm,宽度Ll= 2(T40mm，锯齿高度L2=5 20mm的不锈钢板，在齿板上的锯齿角度为20飞0°。[0018]所述的金属多孔管芯为璧厚度2. 0mm，直径20mm的不锈钢管，切割的长度为L5的管段，L5 ( L3 ；且管壁上钻孔3(Γ40个直径为5mm的扩散孔；金属多孔管芯的出口端方向封闭。本实用新型的积极效果是一种结构简单的支撑金属纤维并于壳体焊接的金属载体用齿板结构，焊接后的焊接强度能满足要求，用该齿板结构固定的载体，对发动机排气背压的影响几乎为零。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型的结构安装示意图。图3为本发明的齿板结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进一步描述，对于本领域的技术人员依照本实用新型进行的更改，均应包含在本实用新型的保护范围之内。如图1-3所示，用于固定纤维金属载体的结构，由金属齿板1，金属多孔管芯2，壳体3，纤维载体4，焊点5组成；其特征在于金属齿板1的两端齿板上均勻分布有614个锯齿，金属齿板与金属多孔管芯2以及壳体3通过焊点焊接在一起；金属多孔管芯2与两端的齿板之间采用细长螺栓的螺纹连接或采用钢棒两端焊接。所述的金属齿板1为厚度为1. 5 2. 5mm,宽度Ll= 2(T40mm，锯齿高度L2=5 20mm 的不锈钢板，在齿板上的锯齿角度为2(Γ60°。所述的金属多孔管芯2为璧厚度2. 0mm，直径20mm的不锈钢管，切割的长度为L5 的管段，L5 ( L3 ；且管壁上钻孔3(Γ40个直径为5mm的扩散孔；金属多孔管芯2的出口端方向封闭。如图2所示，选择金属齿板材料为不锈钢，板厚度为1. 5mm，宽度Ll=20mm，长度为 140mm;在两端齿板上切割出连续的锯齿，锯齿高度L2=5mm，锯齿的角度为20°，3个金属齿板为一组；选择金属多孔管芯2材料为不锈钢，由璧厚度2. 0mm，直径20mm的不锈钢管切割的成长度为L5的管段，其中，L5=L3=300mm，且管壁上钻孔30个直径为5mm的扩散孔，金属多孔管芯2的出口端方向封闭；3个金属齿板均勻分布和1个金属多孔管芯2以及同长度为 L3=300mm、内径D2=300mm金属纤维载体的壳体壳体焊接一起，作为载体的一端固定支撑； 同理在载体的另一端也完成此操作；完成整个载体的固定。把此载体同排量为9L的柴油发动机的排气管连接，选择不同的发动机转速和负荷的工况点，完成发动机排气背压的测量，结果显示，本发明的金属载体的背压在8 15kpa， 满足要求。当选择金属齿板材料为不锈钢，板厚度为2. 5mm，宽度Ll=40mm，长度为140mm ；在两端的齿板上切割出连续的锯齿，锯齿高度1^2=20!11111，锯齿的角度为60°，6个金属齿板为一组；选择金属多孔管芯2材料为不锈钢，由璧厚度2. 0mm，直径20mm的不锈钢管切割的成长度为L5的管段，其中，L5=L3=300mm，且管壁上钻孔40个直径为5mm的扩散孔，金属多孔管芯2的出口端方向封闭；6个金属齿板均勻分布和1个金属多孔管芯2以及同长度为L3、内
5径为300mm金属纤维载体的壳体壳体焊接一起，作为载体的一端固定支撑；同理在载体的另一端也完成此操作；完成整个载体的固定。 把此载体同排量为9L的柴油发动机的排气管连接，选择不同的发动机转速和负荷的工况点，完成发动机排气背压的测量，结果显示，本发明的金属载体的背压在8 15kpa， 满足要求。
权利要求1.用于固定纤维金属载体的结构，由金属齿板，金属多孔管芯，壳体，纤维载体，焊点组成；其特征在于金属齿板的两端齿板上均勻分布有614个锯齿，金属齿板与金属多孔管芯以及壳体通过焊点焊接在一起；两端的齿板之间采用细长螺栓的螺纹连接或采用钢棒两端焊接。
2.根据权利要求1所述的用于固定纤维金属载体的结构，其特征在于所述的金属齿板为厚度为1. 5^2. 5mm,宽度Ll= 2(T40mm，锯齿高度L2=5 20mm的不锈钢板，在齿板上的锯齿角度为20 60°。
3.根据权利要求1所述的用于固定纤维金属载体的结构，其特征在于所述的金属多孔管芯为璧厚度2. 0mm，直径20mm的不锈钢管，切割的长度为L5的管段，L5 ^ L3 ；且管壁上钻孔3(Γ40个直径为5mm的扩散孔；金属多孔管芯的出口端方向封闭。
专利摘要本实用新型涉及一种用于固定纤维金属载体的结构，由金属齿板，金属多孔管芯，壳体，纤维载体，焊点组成；其特征在于金属齿板的两端齿板上均匀分布有6~24个锯齿，金属齿板与金属多孔管芯以及壳体通过焊点焊接在一起；金属多孔管芯与两端的齿板之间采用细长螺栓的螺纹连接或采用钢棒两端焊接。其结构简单，制造方便，成本低，用于金属载体的样件中，发动机台架检测结果表明对于排气背压的影响可以忽略。
文档编号F01N3/28GK202220646SQ20112033424
公开日2012年5月16日 申请日期2011年9月7日 优先权日2011年9月7日
发明者刘国军, 崔龙, 张克金, 张苡铭, 王丹, 米新艳 申请人:中国第一汽车股份有限公司