一种汽车催化器及汽车的制作方法

本实用新型涉及汽车技术领域，特别是涉及一种汽车催化器及汽车。

背景技术：

汽车催化器的主要作用是将发动机排出来的有害气体，如一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物等通过催化剂的氧化还原反应转化成无害的二氧化碳、水和氮气后排出到大气中。

随着涡轮增压发动机的普及，从涡轮排出的气体在排气管道中常出现局部流速较高、流量较大的现象，导致气体进入催化器载体前端时最大速度偏心率较大、气体均匀性较小，这使给催化器的使用寿命带来了严重的负面影响，使催化的转化效率变低，从而导致整车排放恶劣，环境污染加重。

为此，目前有少部分车型设计包括若干叶片的法兰，若干叶片沿法兰的进气口呈圆周分布，使气流充分混合，以达到提高催化器的入口气流均匀性、降低气流最大速度偏心率的目的；但该结构的法兰上需要设计数量较多的叶片，且叶片的导流面为曲面，制造工艺复杂，成本较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供结构简单的汽车催化器，能够提高催化器入口处的气流均匀性，以提高催化效率，延长催化器的使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种汽车催化器，其包括壳体，所述壳体内开设有气体通道及分别设于所述气体通道两端的进气口、出气口，所述壳体内设有第一导流板及涂覆有催化剂的催化载体；

所述第一导流板位于所述催化载体的前端，且所述第一导流板上开设有若干孔径不同的第一导流孔。

作为优选方案，所述汽车催化器还包括设于所述壳体内且位于所述第一导流板与所述催化载体之间的第二导流板，所述第二导流板上开设有若干孔径不同的第二导流孔；

任意一个所述第一导流孔的孔径大于与其对应的所述第二导流孔的孔径。

作为优选方案，各所述第一导流孔沿所述第一导流板的中心呈同心环分布，所述第一导流孔的孔径从所述第一导流板的中心至其外侧依次递增，且位于所述第一导流板的中心部分的第一导流孔比位于其边缘部分的第一导流孔分布更加密集；

各所述第二导流孔沿所述第二导流板的中心呈同心环分布，所述第二导流孔的孔径从所述第二导流板的中心至其外侧依次递增，且位于所述第二导流板的中心部分的第二导流孔比位于其边缘部分的第二导流孔分布更加密集。

作为优选方案，各所述第一导流孔成排分布于所述第一导流板上，且所述第一导流孔的孔径从所述第一导流板的第一侧至其第二侧依次递增，且位于所述第一导流板的第一侧的第一导流孔比位于其第二侧的第一导流孔分布更加密集；

将所述第二导流板上与所述第一导流板的第一侧相对的一侧定义为第三侧，与所述第一导流板的第二侧相对的一侧定义为第四侧，各所述第二导流孔成排分布于所述第二导流板上，各所述第二导流孔的孔径从所述第二导流板的第三侧至其第四侧依次递增，且位于所述第二导流板的第三侧的第二导流孔比位于其第四侧的第二导流孔分布更加密集。

作为优选方案，各所述第一导流孔和各所述第二导流孔的面积之和大于或等于所述进气口的截面积。

作为优选方案，沿所述第一导流板的外边缘设有第一翻边，所述第一导流板通过所述第一翻边与所述壳体的内侧壁相连；

沿所述第二导流板的外边缘设置有第二翻边，所述第二导流板通过所述第二翻边与所述壳体的内侧壁相连。

作为优选方案，所述第二导流板与所述第一导流板之间、及所述第二导流板与所述催化载体的前端面之间沿所述壳体的轴向距离均大于10㎜。

作为优选方案，所述壳体包括：筒体、连接于所述筒体前端的进气端锥体及连接于所述筒体后端的出气端锥体，所述进气端锥体及所述出气端锥体均为从靠近所述筒体的一端至另一端内径逐渐减小的圆锥体；

所述催化载体设于所述筒体内，所述第一导流板设于所述进气端锥体内。

作为优选方案，所述壳体还包括分别设于所述进气端锥体及所述出气端锥体的外端且用于连接管道的两个安装部。

作为优选方案，所述汽车催化器还包括衬垫，所述衬垫包覆于所述催化载体的外侧壁并贴设于所述壳体的内侧壁。

同样的目的，本实用新型第二方面还提供一种汽车，其包括如第一方面中任一项所述的汽车催化器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型实施例中的汽车催化器，其通过在涂覆有催化剂的催化载体前端设置第一导流板，且第一导流板上开设有若干孔径不相同的第一导流孔，各第一导流孔的排布方式根据第一导流板的迎风面的气体流速分布进行适应性匹配；在气流较密集的区域，也即气体流速较大的位置，设置孔径较小的第一导流孔，而在气流稀疏的区域，也即气体流速较小的位置，则设置孔径较大的第一导流孔，通过第一导流板的引导作用对气流进行等量分割，能够降低最大流速偏心率，从而使气体均匀地流入催化载体内与其上的催化剂进行反应，可提高催化器的催化转化效率，避免了催化器由于存在某些部位气流过多所导致的催化效率低问题，并延长了催化器的使用效率；另外，第一导流板结构简单，易于制造，降低了生产成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例中一种汽车催化器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中一种汽车催化器位于进气端的气流分布示意图。

图中，10、壳体；11、气体通道；12、进气口；13、出气口；14、筒体；15、进气端锥体；16、出气端锥体；17、安装部；20、第一导流板；21、第一导流孔；22、第一翻边；30、催化载体；40、第二导流板；41、第二导流孔；42、第二翻边；50、衬垫。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实施例中，需要理解的是，采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

另外，需要注意的是，本实用新型中的“前”、“后”等描述，是以气体的流动方向为参照。

如图1所示，本实用新型第一方面的优选实施例提供一种汽车催化器，其包括壳体10，所述壳体10内开设有气体通道11及分别设于所述气体通道11两端的进气口12、出气口13，所述壳体10内设有第一导流板20及涂覆有催化剂的催化载体30；所述第一导流板20位于所述催化载体30的前端，且所述第一导流板20上开设有若干孔径不同的第一导流孔21。

具体实施方式中，在开设第一导流板20上的各第一导流孔21时，各所述第一导流孔21的分布与所述第一导流板20的迎风面上的气体流速分布相匹配：在第一导流板20的迎风面的气体流速较大的区域，也即气流较密集的区域，对应第一导流板20的位置开设的第一导流孔21的孔径较小，而在第一导流板20的迎风面的气体流速较小的区域，也即气流较稀疏的区域，对应第一导流板20的位置处开设的第一导流孔21的孔径较大。示例性地，在开设第一导流孔21之前，需要根据具体情况，通过模拟计算或者实验测试出第一导流板20前端的气体流速分布情况。

本实施例中，请参阅附图2所示，将所述第一导流板20的迎风面上的任意两个位置分别定义为第一参考点a及第二参考点b，其中，第一参考点a处气体的流速为V1，与其位置相对的第一导流孔21的孔径为D1，第二参考点b处气体的流速为V2，与其位置相对的第一导流孔21的孔径为D2，本实施例中，所述第一参考点a处的气体流速大于所述第二参考点b处的气体流速，即V1＞V2，将则所述第一参考点a所对应的第一导流孔21的孔径设置为小于所述第二参考点b所对应的第一导流孔21的孔径，即D1＜D2，用于等量分配气流，使流经各第一导流孔21的气流质量流量保持相等，即

基于上述技术方案，本实施例中提供一种汽车催化器，通过设置第一导流板20，且第一导流板20上的若干个内径不同的第一导流孔21根据其迎风面上的气体流速进行分布，经排气管道流出的气体经过第一导流板20后被等量分割，降低了气流的最大速度偏心率，从而引导气体均匀地从催化载体30的前端流入，并与涂覆于催化载体30上的催化剂反应，使催化效率大幅度增加，且能够延长催化器的使用寿命；另外，第一导流板20的结构简单，易于加工及装配，可降低生产成本。

具体地，当气体流入催化器中时，由于与催化器前端连接的管道为弯管或者由于其它原因，导致气流主要集中在中心部位或者集中于管壁的一侧；针对于气流主要集中在中心部位的情形，第一导流孔21的分布形式为：各所述第一导流孔21沿所述第一导流板20的中心呈同心环分布，所述第一导流孔21的孔径从所述第一导流板20的中心至其外侧依次递增，且位于所述第一导流板20的中心部分的第一导流孔21比位于其边缘部分的第一导流孔21分布更加密集；而针对于气流集中于一侧时的情形，第一导流孔21的分布形式则为：各所述第一导流孔21成排分布于所述第一导流板20上，且所述第一导流孔21的孔径从所述第一导流板20的第一侧至其第二侧依次递增，且位于所述第一导流板20的第一侧的第一导流孔21比位于其第二侧的第一导流孔21分布更加密集，其中第一侧为气流集中的一侧。

优选地，本实施例中，为了实现气体的进一步均匀流动，所述汽车催化器还包括设于所述壳体10内且位于所述第一导流板20与所述催化载体30之间的第二导流板40，所述第二导流板40上开设有若干孔径不同的第二导流孔41。

且为了进一步细化分割，使气流分流成质量流量更小的直流，任意一个所述第一导流孔21的孔径大于与其对应的所述第二导流孔41的孔径，在第二导流板40上开设的第二导流孔41的数量多于在第一导流板20上开设的第一导流孔21的数量。

同样地，具体实施方式中，各所述第二导流孔41的分布也与所述第一导流板20的迎风面的气体流速分布相匹配，若所述第一参考点a处的气体流速大于所述第二参考点b处的气体流速，则所述第一参考点a所对应的第二导流孔41的孔径小于所述第二参考点b所对应的第二导流孔41的孔径；也即第二导流孔41的分布与第一导流孔21的分布相对应，孔径大的第一导流孔21所对应的第二导流板40的位置上开设的第二导流孔41的内径较大，而孔径小的第一导流孔21所对应的第二导流板40的位置上开设的第二导流孔41的内径较小。

基于上述技术方案，气流通过不同孔径的第二导流孔41的开设，能够保证通过各第二导流孔41的气体的质量流量保持相同；气流分别流经第一导流板20及第二导流板40后，能够进行流量重新分配，提高气流均匀性、降低最大速度偏心率，使气流均匀地流入催化载体30内与催化剂发生催化反应。

同样地，针对于气流主要集中在中心部位的情形，第二导流孔41的分布形式为：各所述第二导流孔41沿所述第二导流板40的中心呈同心环分布，所述第二导流孔41的孔径从所述第二导流板40的中心至其外侧依次递增，且位于所述第二导流板40的中心部分的第二导流孔41比位于其边缘部分的第二导流孔41分布更加密集；而针对于气流集中于一侧时的情形，第二导流孔41的分布形式则为：将所述第二导流板40上与所述第一导流板20的第一侧相对的一侧定义为第三侧，与所述第一导流板20的第二侧相对的一侧定义为第四侧，各所述第二导流孔41成排分布于所述第二导流板40上，各所述第二导流孔41的孔径从所述第二导流板40的第三侧至其第四侧依次递增，且位于所述第二导流板40的第三侧的第二导流孔41比位于其第四侧的第二导流孔41分布更加密集。

进一步地，本实施例中，为了使气流平缓地流入至催化载体30内与催化剂进行反应，各所述第一导流孔21和各所述第二导流孔41的面积之和大于或等于所述进气口12的截面积。

优选地，为了便于装配，沿所述第一导流板20的外边缘设有第一翻边22，所述第一导流板20通过所述第一翻边22与所述壳体10的内侧壁相连；沿所述第二导流板40的外边缘设置有第二翻边42，所述第二导流板40通过所述第二翻边42与所述壳体10的内侧壁相连。示例性地，第一导流板20通过第一翻边22与壳体10的内侧壁焊接相连，第二导流板40通过第二翻边42与壳体10的内侧壁焊接相连。

优选地，本实施例中，所述第二导流板40与所述第一导流板20之间、及所述第二导流板40与所述催化载体30的前端面之间沿所述壳体10的轴向距离均大于10㎜；合理设计第一导流板20与第二导流板40之间的距离、以及第二导流板40与催化载体30的前端面之间的距离，可以使气流混合更加均匀。

本实施例中，为了便于将各部件安装于壳体10内，且使壳体10便于与管道连接，所述壳体10包括：筒体14、连接于所述筒体14前端的进气端锥体15及连接于所述筒体14后端的出气端锥体16，所述进气端锥体15及所述出气端锥体16均为从靠近所述筒体14的一端至另一端内径逐渐减小的圆锥体；所述催化载体30设于所述筒体14内，所述第一导流板20设于所述进气端锥体15内。

进一步地，为了便于连接管道，所述壳体10还包括分别设于所述进气端锥体15及所述出气端锥体16的外端且用于连接管道的两个安装部17；示例性地，安装部17呈圆环状，便于与管道连接。

本实施例中，所述汽车催化器还包括衬垫50，所述衬垫50包覆于所述催化载体30的外侧壁并贴设于所述壳体10的内侧壁，催化载体30通过衬垫50能够紧贴壳体10的内侧壁设置。

示例性地，本实施例中的壳体10、第一导流板20和第二导流板40需要采用耐高温腐蚀的材质制成，保证在高温腐蚀气体的环境中正常工作，避免失效；优选地，采用SUS436材质。

示例性地，催化载体30的材料为陶瓷，其上涂覆的催化剂为贵金属。示例性地，衬垫50的材质为玻纤蛭石。

同样的目的，本实用新型实施例的第二方面还提出一种汽车，其包括如实施例第一方面的汽车催化器。

本实施例提供的汽车，由于具有上述的汽车催化器，因此具有上述的汽车催化器的所有有益效果，在此不作一一陈述。

综上，本实用新型实施例提供一种汽车催化器及包括该催化器的汽车，通过在涂覆有催化剂的催化载体的前端设置第一导流板，且第一导流板上开设有若干孔径不同的第一导流孔，第一导流孔的分布形式与第一导流板的迎风面上的气体流速分布相匹配，在气体流速较大的区域设置内径较小的第一导流孔，而在气体流速较小的区域设置内径较大的第一导流孔，气体经过第一导流板后能够降低最大流速偏心率，气体均匀地流入催化载体内与催化剂反应，可提高催化器的催化转化效率，并延长催化器的使用效率；另外，导流板结构简单，易于制造，生产成本低廉。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。