金属基柴油车尾气颗粒捕捉器及其制造方法
【专利说明】
[0001]
技术领域
[0002] 本发明设及柴油车尾气净化技术，特别是一种金属基柴油车尾气颗粒捕捉器及其制造 方法。
[0003]
【背景技术】
[0004] 柴油车颗粒捕捉器能有效降低柴油车的碳颗粒排放，是柴油车尾气排放后处理系统 主要技术方案之一。目前市售的柴油车尾气颗粒捕捉器主要W堇青石或碳化娃陶瓷为载 体，主要存在如下的问题：①载体容重大，其中碳化娃DPF载体为600~700g/l，堇青石为 500~550g/l，不适合现代汽车轻量化设计要求。②堇青石材质颗粒捕捉器在再生工况下容 易开裂、烧损。虽然重结晶碳化娃DPF在强度上得到明显的改善，但在含高硫柴油情况，堵 塞特别的明显。③陶瓷基颗粒捕捉器制造工艺复杂、生产周期长，需要经过混料、捏合、练 泥、陈腐、挤压、定型、干燥、高溫般烧、堵孔等工序。④产品的质量一致性差、报废率高，特别 是陶瓷DPF内部气孔分布不均匀、孔形、孔道误差大，陶瓷载体在烧结、冷却过程中容易形 成内裂纹。⑥制造成本高，无法降低整车的制造成本。⑧生产能耗高，生产过程中大量的有 机粘结剂和活性剂挥发造成环境的污染。陶瓷DPF载体具体制造工艺已在相关专利上已公 开表述。 阳0化]虽然目前市场上有存在各种类型的金属基柴油车颗粒捕捉器，但存在着制造工艺 复杂、成本高、碳颗粒捕捉率低、颗粒捕捉率只有409?^60%，而且容易烧毁。
[0006]
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种金属基柴油车尾气颗粒捕捉器及其制造方法，本 发明的及其制造方法具有如下优势：①产品重量轻，金属基颗粒捕捉器单位容重只有 400~450邑/1，相对陶瓷基颗粒捕捉器下降了 30% ;②颗粒捕捉容量大，相同体积过滤面积比 陶瓷基颗粒捕捉器大15%，捕捉精度易于控制，孔道尺寸最小可W达到到0. 2um;③较低的 排气再生溫度与高耐热、低膨胀材料的应用，确保金属基颗粒捕捉器不易开裂和烧损；④金 属基颗粒捕捉器经过氧化处理后，表面形成大量的氧化侣晶须，丝网状表面设计易于催化 剂涂覆；0. 05~0. 08mm超薄金属锥壁，易于催化剂快速起燃；⑥生产工艺简单、品质稳定、制 造周期短，只要经过简单压波、卷制、压装、真空针焊就能实现自动化规模生产，而且原材料 品质和生产过程易于控制，⑧生产过程中不产生废水、废气，对人体和环境没伤害。
[0008] 为实现上述目的采用W下技术方案： 一种金属基柴油车尾气颗粒捕捉器，其特征在于：它包括不诱钢筒体、过滤层、波纹带 和密封环，过滤层和波纹带间隔卷制成螺旋状压入到筒体内并真空针焊在筒体内，并形成 若干个两端直通的气道，密封环也设置成螺旋状通过真空针焊焊接在螺旋状过滤层和波纹 带的两端，并在波纹带和过滤层之间形成密封，两端的密封环错位设置在筒体的两端口分 别形成螺旋状的进气端和出气端。
[0009] 过滤层是由细小的金属纤维或金属丝通过编制、烧结和压制而成。
[0010] 所述波纹带的波形为抛物线型、Ξ角型或方型的之一，并且波纹带与过滤层形成 气道的目数为100目W上。
[0011] 所述的密封环是由细小的金属纤维、金属带或陶瓷纤维其中的一种，通过编制或 压制而成。
[0012] 一种金属基柴油车尾气颗粒捕捉器的制造方法，包括不诱钢筒体、波纹带、密封环 和过滤层，其特征在于：先将不诱钢板卷制制成不诱铜筒体；再将密封环固定在一定开孔 率和厚度的过滤层上，再与波纹带、焊带(焊膏）在专用的夹持装置上卷制后压入到筒体内， 在6. 67X10中a真空条件下真空针焊而成。
[0013] 所述的不诱钢筒体，是由不诱钢板材经过剪切、卷制、抛光、清洗、焊接而成。
[0014] 所述的波纹带是由专用的压波装置滚压而成，其目的是提供不同开口面积和形状 的气流通道。
[0015] 所述的过滤层是由细小的金属纤维或金属丝通过编制、烧结和压制其中一种工艺 生产而成。
[0016] 所述的密封环是由细小的金属纤维、金属带或陶瓷纤维其中的一种，通过编制或 压制而成，主要的功能是在波纹带和过滤层之间形成密封。
[0017] 本发明主要由不同波形、孔密度波纹带、一定开孔率、厚度的过滤层和密封环在专 用的夹持装置上经过卷制压入到不诱钢筒体内，在高溫下真空针焊而成，不诱钢筒体和密 封环材料为耐热钢中的一种，波纹带和过滤层材料为不诱钢或铁铭侣（Fe-化-A1)中的一 种，本发明优选铁铭侣（Fe-化-A1);在金属基柴油车尾气颗粒捕捉器内部形成单开口迷宫 式孔道结构，过滤层和波纹带将捕捉器内部分隔若干小室，当含有颗粒物的柴油车尾气通 过捕捉器内部过滤层时，较大尺寸颗粒物无法穿透过滤层气孔，逐步堆积在过滤层表面，而 洁净气体从过滤层气孔得W排出，从而实现了颗粒物过滤捕捉，起到了降低柴油车PM排放 的目的。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明的结构示意图； 图2为本发明尾气流向示意图。
【具体实施方式】
[0019] 如图1、2所示，一种金属基柴油车尾气颗粒捕捉器，它包括不诱钢筒体1、过滤层 4、波纹带2和密封环3,过滤层4和波纹带2间隔卷制成螺旋状压入到筒体1内并真空针焊 在筒体1内，过滤层4和波纹带2之间形成若干个两端直通的气道，密封环3也设置成螺旋 状通过真空针焊焊接在螺旋状过滤层4和波纹带2的两端，并在波纹带2和过滤层3之间 形成密封，两端的密封环3错位设置在筒体的两端口分别形成螺旋状的进气端和出气端。
[0020] 具体的制造方法为： 1、 先将不诱钢板材经过剪切、卷制、抛光、清洗、焊接成不诱铜筒体； 2、 波纹带是由专用的压波装置滚压而成，其目的是提供不同开口面积和形状的气流通 道； 3、 过滤层是由细小的金属纤维或金属丝通过编制、烧结和压制其中一种工艺生产而 成； 4、 密封环是由细小的金属纤维、金属带或陶瓷纤维其中的一种，通过编制或压制而成， 5、 然后将密封环固定在一定开孔率和厚度的过滤层上，再与波纹带、焊带(焊膏）在专 用的夹持装置上卷制后压入到筒体内，在6. 67X10 4Pa真空条件下真空针焊而成。
[0021] 本发明主要由不同波形、孔密度波纹带、一定开孔率、厚度的过滤层和密封环在专 用的夹持装置上经过卷制压入到不诱钢筒体内，在高溫下真空针焊而成，不诱钢筒体和密 封环材料为耐热钢中的一种，波纹带和过滤层材料为不诱钢或铁铭侣（Fe-化-A1)中的一 种，本发明优选铁铭侣（Fe-化-A1);在金属基柴油车尾气颗粒捕捉器内部形成单开口迷宫 式孔道结构，过滤层和波纹带将捕捉器内部分隔若干小室，当含有颗粒物的柴油车尾气通 过捕捉器内部过滤层时，较大尺寸颗粒物无法穿透过滤层气孔，逐步堆积在过滤层表面，而 洁净气体从过滤层气孔得W排出，从而实现了颗粒物过滤捕捉，起到了降低柴油车PM排放 的目的。
[0022] 对比验证： 将本发明制作的尺寸为Φ150X254金属基颗粒捕捉器，在台州Ξ元车辆净化器有限 公司发动机台架试验室，按照GB17691-2005ESC试验循环的13工况，和市售同尺寸陶瓷基 颗粒捕捉器，在发动机台架上进行对比测试。
[0023] 发动机台架采用160KW电满流测功机，发动机型号为EQ498,排量为2800ml柴油 发动机，尾气采集采用日本册RIBA汽车尾气分析系统，烟度计为册RIBA/MEXA-600S。
[0024] 在整个工况台架测试过程中，全程记录颗粒捕捉器前后排气背压，溫度和发动机 功率。具体的测试结果如下表：
【主权项】
1. 一种金属基柴油车尾气颗粒捕捉器，其特征在于：它包括不锈钢筒体、过滤层、波纹 带和密封环，过滤层和波纹带间隔卷制成螺旋状压入到筒体内并真空钎焊在筒体内，并形 成若干个两端直通的气道，密封环也设置成螺旋状通过真空钎焊焊接在螺旋状过滤层和波 纹带的两端，并在波纹带和过滤层之间形成密封，两端的密封环错位设置在筒体的两端口 分别形成螺旋状的进气端和出气端。2. 如权利要求1所述的一种金属基柴油车尾气颗粒捕捉器，其特征在于：所述的过滤 层是由细小的金属纤维或金属丝通过编制、烧结和压制而成。3. 如权利要求1所述的一种金属基柴油车尾气颗粒捕捉器，其特征在于：所述波纹带 的波形为抛物线型、三角型或方型的之一，并且波纹带与过滤层形成气道的目数为100目 以上。4. 如权利要求1所述的一种金属基柴油车尾气颗粒捕捉器，其特征在于：所述的密封 环是由细小的金属纤维、金属带或陶瓷纤维其中的一种，通过编制或压制而成。5. -种金属基柴油车尾气颗粒捕捉器的制造方法，包括不锈钢筒体、波纹带、密封环和 过滤层，其特征在于：先将不锈钢板卷制制成不锈铜筒体；再将密封环固定在一定开孔率 和厚度的过滤层上，再与波纹带、焊带(焊膏）在专用的夹持装置上卷制后压入到筒体内，在 6. 67 X 10 4Pa真空条件下真空钎焊而成。6. 如权利要求5所述的一种金属基柴油车尾气颗粒捕捉器的制造方法，其特征在于： 所述的不锈钢筒体，是由不锈钢板材经过剪切、卷制、抛光、清洗、焊接而成。7. 如权利要求5所述的一种金属基柴油车尾气颗粒捕捉器的制造方法，其特征在于： 所述的波纹带是由专用的压波装置滚压而成，其目的是提供不同开口面积和形状的气流通 道。8. 如权利要求5所述的一种金属基柴油车尾气颗粒捕捉器的制造方法，其特征在于： 所述的过滤层是由细小的金属纤维或金属丝通过编制、烧结和压制其中一种工艺生产而 成。9. 如权利要求5所述的一种金属基柴油车尾气颗粒捕捉器的制造方法，其特征在于： 所述的密封环是由细小的金属纤维、金属带或陶瓷纤维通过编制或压制而成。
【专利摘要】本发明公开了一种金属基柴油车尾气颗粒捕捉器，它包括不锈钢筒体、过滤层、波纹带和密封环，过滤层和波纹带间隔卷制成螺旋状压入到筒体内并真空钎焊在筒体内，并形成若干个两端直通的气道，密封环也设置成螺旋状通过真空钎焊焊接在螺旋状过滤层和波纹带的两端，并在波纹带和过滤层之间形成密封，两端的密封环错位设置在筒体的两端口分别形成螺旋状的进气端和出气端；本发明在金属基柴油车尾气颗粒捕捉器内部形成单开口迷宫式孔道结构，过滤层和波纹带将捕捉器内部分隔若干小室，当含有颗粒物的柴油车尾气通过捕捉器内部过滤层时，较大尺寸颗粒物无法穿透过滤层气孔，逐步堆积在过滤层表面，而洁净气体从过滤层气孔得以排出，从而实现了颗粒物过滤捕捉，起到了降低柴油车PM排放的目的。
【IPC分类】B23P15/00, F01N3/022
【公开号】CN105240091
【申请号】CN201510710487
【发明人】王六杞
【申请人】台州三元车辆净化器有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月28日