排气净化装置及车辆的制作方法

本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种排气净化装置。在此基础上，本实用新型还涉及具有所述排气净化装置的车辆。

背景技术：

随着生活环境的恶化，世界各国都制定了相应的法规和标准，以期把汽车有害排放物控制在较低的水平。为此，汽车界开发和创造出多种净化排气的新技术和新装置。例如，针对发动机燃烧产生的一氧化碳、碳氢化合物和/或氮氧化物等污染物，可以利用催化转换装置中的催化剂将其转换(三效催化或二效催化)为对人体无害的气体；利用废气再循环技术将发动机排出的部分废气回送到进气支管，并与新鲜混合气一起在此进入气缸，以通过废气中的二氧化碳降低燃烧室的燃烧温度，减少氮氧化物的生成量；利用多孔陶瓷等制造的滤芯(微粒过滤装置)过滤尾气中的微粒；以及，利用强制式曲轴箱通风系统将窜入曲轴箱内的可燃混合气和燃烧产物引入进气管，以避免其排放到大气中等。

其中，上述催化转换装置的转换过程和微粒过滤装置的过滤过程具有共同之处：在尾气流过时通过化学反应和/或物理吸附的方式去除污染物。本实用新型主要关注此类排气净化装置。具体地，针对传统技术中的排气净化装置，利用流体力学软件分析发现，尾气经过其中流动时的均匀性系数较低，主要表现为经过中心部分的气体量较多，而边缘部分利用率较低。

由此可知现有排气净化装置(如三效催化转换器)净化效率较低且易于失效的一个重要原因，即在工作过程中，主要依赖于位于中心部分的催化剂或陶瓷部分催化或吸附污染物，而边缘部分则近乎处于闲置状态，且在中心部分由于例如吸附饱和等失效后要求整体更换。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种排气净化装置，以具有较高的净化效率和较长的使用寿命。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种排气净化装置，包括具有容腔的壳体和设置于所述容腔内的载体，所述壳体具有分别位于所述载体的两侧的进气端和出气端，所述进气端设置有用于引导由所述进气端通入的流体朝向所述载体螺旋输送的螺旋导流片。

进一步的，所述螺旋导流片沿着所述壳体的中心轴线扭转延伸。

进一步的，所述螺旋导流片的轴向两端之间的扭转角度为85°～95°。

进一步的，所述壳体包括圆筒状的本体部和在所述进气端一侧连接至所述本体部的进气端锥部，所述螺旋导流片的朝向所述载体的一端延伸至所述进气端锥部内。

进一步的，所述螺旋导流片的延伸至所述进气端锥部内的轴向长度为15mm～20mm。

进一步的，所述螺旋导流片的远离所述载体的一端设置有导流片支架，所述导流片支架沿所述螺旋导流片的径向延伸并在径向两端分别连接至所述进气端。

进一步的，所述导流片支架形成为片状结构，并与所述螺旋导流片的厚度均为2mm～3mm。

进一步的，所述进气端形成有第一插槽，所述导流片支架的径向两端分别插装至所述第一插槽内。

进一步的，所述进气端连接有进气管，所述进气管的朝向所述壳体的一端形成有用于插装所述导流片支架的第二插槽，所述导流片支架的轴向长度小于或等于所述第一插槽和所述第二插槽的轴向长度，且所述进气管的外壁面贴合于所述进气端的内壁面。

相对于现有技术，本实用新型所述的排气净化装置具有以下优势：

(1)本实用新型所述的排气净化装置能够利用设置于进气端的螺旋导流片引导通入的流体(如尾气)朝向载体螺旋输送，从而使得尾气中的污染物在输送过程中向外扩散，相对均匀地流过载体，有效提高其均匀性系数，改善净化效率，并且由此具有较长的使用寿命。

(2)本实用新型所述的螺旋导流片可以通过导流片支架插装至进气端的插槽内而进行安装，结构简单、安装工艺性好，且能够防止其在气流作用下发生抖动、移位等，避免产生振动和噪声。

本实用新型的另一目的在于提出一种车辆，以具有较高的排气净化效率。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种车辆，所述车辆包括本实用新型提供的上述排气净化装置。

所述车辆与上述排气净化装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施方式所述的催化转换器的剖视结构示意图；

图2为本实用新型实施方式所述的催化转换器的分解图；

图3a和图3b分别为图2中催化转换器的螺旋导流片及导流片支架的主视图和俯视图。

附图标记说明：

1-容腔，2-壳体，21-进气端，21a-第一插槽，22-出气端，6a-第二插槽，23-本体部，24-进气端锥部，25-出气端锥部，3-载体，4-螺旋导流片，5-导流片支架，6-进气管，7-出气管。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

另外，在本实用新型的实施方式中所提到的排气净化装置，既可以为利用附着在载体上的催化剂将尾气中的污染物催化转换为其他对人体无害的物质的催化转换装置(如三效催化转换器)，也可以为利用吸附材料等过滤尾气中的污染物的过滤装置等。只要其具有随附权利要求书限定的结构并能够通过使具有污染物的流体经过载体以进行净化，均属于本实用新型的构思范围。

典型地，催化转换装置中的载体可以为由直径为2mm～3mm的多孔性陶瓷小球构成反应床，或者为具有很多蜂窝状小孔的陶瓷块，而催化剂可以为其表面上的薄薄的铂、铑或钯的镀层等。另外，本实用新型的排气净化装置可以用作车辆上的尾气净化装置。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。

参照图1至图3b所示，根据本实用新型一种优选实施方式的排气净化装置，包括壳体2。该壳体2具有空腔1并在两端形成有进气端21和出气端22。容腔1内设置有载体3(如附着有催化剂的多孔陶瓷)。由此，例如当该排气净化装置安装于车辆的排气管路中时，尾气可以通过进气端21进入壳体2的空腔1内，经过载体3时其中的污染物被催化转换或吸附，进而通过出气端22排出。

在该排气净化装置中，进气端21还设置有螺旋导流片4，用于引导由所述进气端21通入的流体(如尾气)朝向载体3螺旋输送。由此，流体在输送过程中能够在离心力和螺旋导流片4的引导作用下径向向外扩散，从而相对均匀地与载体3各部分接触，其中的污染物能够更均匀地被载体3吸附或其上的催化剂催化反应。因此，本实用新型的排气净化装置使得流体经过载体3时具有更高的均匀性系数，有效提高了载体3的边缘利用率，改善了净化效率并有利于延长使用寿命。

在本实用新型中，螺旋导流片4可以设置为多种结构形式，只要其能够引导由进气端21通入的流体朝向载体3螺旋输送即可。通常地，从进气端21至出气端22，壳体2具有中心轴线(可以由载体3的中心轴线确定)。螺旋导流片4可以沿该中心轴线扭转延伸。在图示实施例中，排气净化装置仅设置有一片螺旋导流片4，该螺旋导流片4可以通过将平板状的薄板两端沿相反的方向扭转一定角度而成型，由此其螺旋轴线与上述壳体2的中心轴线可以重合，从而能够引导流体均匀地螺旋输送至载体3。

螺旋导流片4能够提高流体的均匀性，但同时也会对气流产生阻力，在车辆上表现为排气阻力，这不利于发动机动力的发挥。为此，螺旋导流片4的轴向两端之间的扭转角度不宜过大(螺旋个数不宜过多)。综合考虑流体经过时的引导效果以保证较高的均匀性，优选为其轴向两端之间的扭转角度为85°～95°，即轴向两端基本垂直，如图3a和图3b所示。

参照图1和图2所示，在一种典型的排气净化装置中，壳体2可以包括本体部23以及设置于该本体部23两侧的进气端锥部24和出气端锥部25。经过实验发现，将螺旋导流片4形成并安装为朝向载体3的一端延伸至进气端锥部24内，能够显著改善流体向外扩散的效果。优选地，螺旋导流片4的延伸至进气端锥部24内的轴向长度可以为15mm～20mm。为此，可以使得螺旋导流片4整体的轴向长度为50mm～52mm。

可以理解的是，尽管图示为载体3仅设置于壳体2的本体部23内以便于加工和安装，在其他实施方式中载体3亦可以填充至少部分进气端锥部24和/或出气端锥部25。

螺旋导流片4可以以各种适当的形式连接至壳体2的进气端21，例如可以在两侧直接焊接至进气端21的侧壁上。在一种较为优选的实施方式中，螺旋导流片4的远离载体3的一端设置有导流片支架5，该导流片支架5沿螺旋导流片4的径向延伸并在两端分别连接至壳体2的进气端21。此处所述导流片支架5可以与螺旋导流片4一体成型或通过焊接等方式连接，导流片支架5优选为片状结构，并与螺旋导流片4均具有2mm～3mm的厚度，从而具有较轻的质量并便于成型，且不至于在气流作用下发生变形。

另外，导流片支架5可以在径向两端延伸至超出螺旋导流片4，以便于与进气端21的相应结构配合安装。典型地，其径向两端可以插装至形成在进气端21的安装孔中。在一种优选实施方式中，可以在进气端21形成有第一插槽21a。此处所述第一插槽21a及进一步优选实施方式中所述的第二插槽6a均指其延伸至相应部件的自由端，以形成为槽状结构，从而便于从该自由端插装导流片支架5。由此，本实用新型的排气净化装置的结构较为简单、安装工艺性好。并且由于第一插槽21a的约束作用，可以防止螺旋导流片4在气流作用下摆动或移位，避免发生振动、产生噪声。

正如上述，本实用新型的排气净化装置可以用于车辆尾气处理，因此需要与如排气支管连接。为此，该排气净化装置可以在进气端21连接有进气管6，在出气端22连接有出气管7。进气管6的朝向壳体2的一端可以形成有第二插槽6a，且导流片支架5的轴向长度(即沿螺旋导流片4轴向的长度)小于或等于第一插槽21a和第二插槽6a的轴向长度(如导流片支架5、第一插槽21a和第二插槽6a的轴向长度可以分别为5mm)，以便使导流片支架5在轴向完全沉入第一插槽21a和第二插槽6a中。另外，可以使进气管6的外壁面贴合于壳体2的进气端21的内壁面，从而密封流体流动的管路，避免污染物泄露。进气管6插装于进气端21内还有利于减小流动阻力(如发动机排气阻力)。在插装完成后，可以通过焊接或耐高温的密封胶将各部分固定连接。

以上对本实用新型提供的排气净化装置进行了示例性说明，在此基础上，本实用新型还提供一种具有该排气净化装置的车辆。典型地，该排气净化装置可以为三效催化转换器或微粒过滤器。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。