一种排气催化器和车辆的制作方法

文档序号:30004541发布日期:2022-05-11 15:06阅读:36来源:国知局
一种排气催化器和车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆技术领域,更具体地,涉及一种排气催化器和一种车辆。


背景技术:

2.排气催化器是车辆排气系统最重要的机外净化装置,它将氮氧化合物、碳氧化合物、碳氢化合物等有机化合物转化成二氧化碳、水和氮气,使有害气流(即:车辆有害气流)得以净化。相关技术提供了一种排气催化器,包括进气端锥10、筒体20、催化载体30、保温衬套40和排气端锥50,催化载体30通过套设在其外的保温衬套40压装在筒体20内,进气端锥10和排气端锥50连接在筒体20的两端。
3.为了达到较好的催化效率,使有害气流均匀的流向催化载体端面,让排气催化器全区域介入工作状态,可以更好地发挥排气催化器的氧化还原作用,达到提升有害气流净化效果的目的。而针对供向催化载体的有害气流的分布均匀性问题,当前采用的方案是:提高有害气流速度均匀性系数(即:筒体径向外端有害气流的速度与筒体中心处的有害气流的速度的比值)、降低有害气流峰值速度偏心率系数(极:自进气端锥供向催化载体的有害气流落至催化载体上的位置,该位置与催化载体轴线之间的距离,该距离与催化载体半径的比值)。现阶段我们设计的目标是速度均匀性系数要大于等于0.9(理想系数为1),而速度偏心率系数要小于0.7。
4.当前采取的解决方式是:通过结构优化及仿真分析,对排气催化器的前端锥结构及布局进行持续的改进,在此基础上,又通过多种设计方案的不断改进和优化,并在布置空间及制造工艺限制下,结合排气催化器流场分析结果折衷选择一种较为理想的设计方案,但是由于排气催化器流场无法做到理想的流动均匀性,造成排气催化器的实际催化效率大打折扣,而且此方式还需要较长的开发周期。因此我们只能采用增大催化载体的体积或者增加催化载体上贵金属催化剂的涂敷量的方式,来提升有害气流的净化效果,但是此方案成本比较高。


技术实现要素:

5.本实用新型实施例提供了一种排气催化器,其催化效率高,有害气流净化效果更好,无需增大催化载体的体积,也无需增加催化载体上贵金属催化剂的涂敷量。
6.本实用新型实施例还提供了一种车辆。
7.本实用新型实施例提供的排气催化器,包括:外壳,所述外壳设有进气端和排气端;流体均布装置,设置在所述外壳内,用于提升自所述进气端供向所述催化载体的有害气流的分布均匀性;和催化载体,设置在所述外壳内且位于所述流体均布装置和所述排气端之间,用于承载加速分解有害气流的催化剂。
8.在一示例性实施例中,所述流体均布装置包括:搅动件,可转动地安装在所述外壳内,能够在所述进气端进入的有害气流的驱动下转动。
9.在一示例性实施例中,所述流体均布装置还包括:轴向两端开口的壳体,安装在所
述外壳内、且与所述外壳同轴设置;和安装架,安装在所述壳体内,所述搅动件可转动地安装在所述安装架上。
10.在一示例性实施例中,所述安装架包括:轴座,所述搅动件可转动地安装在所述轴座上;和多个连接臂,位于所述轴座和所述壳体之间、并沿所述轴座的周向均布设置,多个所述连接臂的临近所述轴座的一端与所述轴座相连接,多个所述连接臂的临近所述壳体的一端与所述壳体相连接。
11.在一示例性实施例中,所述安装架包括沿所述外壳的轴向间隔设置的两个,所述搅动件位于两个所述安装架之间。
12.在一示例性实施例中,所述搅动件为风叶,所述风叶的叶片的数量为3~15个。
13.在一示例性实施例中,所述搅动件为搅拌桨。
14.在一示例性实施例中,所述流体均布装置和所述催化载体在所述外壳的轴向上至少间隔5mm。
15.在一示例性实施例中,所述排气催化器还包括:保温衬套,套设在所述外壳内,所述流体均布装置和所述催化载体套设在所述保温衬套内。
16.在一示例性实施例中,所述外壳包括依次相连接的进气端锥、筒体和排气端锥,所述进气端为所述进气端锥的远离所述筒体的一端,所述排气端为所述排气端锥的远离所述筒体的一端,所述流体均布装置和所述催化载体位于所述筒体内。
17.本实用新型实施例提供的车辆,包括上述任一实施例所述的排气催化器。
18.本实用新型实施例提供的排气催化器,流体均布装置和催化载体自进气端向排气端依次设置在外壳内,流体均布装置用于提升自进气端供向催化载体的有害气流的分布均匀性,使得有害气流更均匀地供向以及通过催化载体,从而达到提升有害气流分解效率的目的,因此该排气催化器对有害气流的净化效果更好,无需增大催化载体的体积,也无需增加催化载体上催化剂的涂敷量。
19.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
20.附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本技术的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案,并不构成对本实用新型技术方案的限制。
21.图1为相关技术所述的排气催化器的剖视结构示意图;
22.图2为本实用新型一实施例所述的排气催化器的剖视结构示意图;
23.图3为图2中的流体均布装置的立体结构示意图。
24.其中,图2和图3中附图标记与部件名称之间的关系为:
25.110进气端锥,111进气端,120筒体,130排气端锥,131排气端,200流体均布装置,210风叶,220壳体,230安装架,300催化载体,400保温衬套。
具体实施方式
26.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
27.本实用新型实施例提供的排气催化器,如图2和图3所示,包括:外壳,外壳设有进气端111和排气端131;流体均布装置200和催化载体300,自进气端111向排气端131依次设置在外壳内,流体均布装置200用于提升自进气端111供向催化载体300的有害气流的分布均匀性,催化载体300用于承载加速分解有害气流的催化剂,有害气流经过催化载体300与催化载体300上的催化剂接触后,催化剂提升有害气流的分解速度。
28.该排气催化器,流体均布装置200和催化载体300自进气端111向排气端依次设置在外壳内,流体均布装置200用于提升自进气端111供向催化载体300的有害气流的分布均匀性,使得有害气流更均匀地供向以及通过催化载体300,从而达到提升有害气流分解效率的目的,因此该排气催化器对有害气流的净化效果更好,无需增大催化载体300的体积,也无需增加催化载体300上催化剂的涂敷量。有害气流被净化后自排气端131排出壳体100。
29.在一示例性实施例中,如图3所示,流体均布装置200包括:风叶210,风叶210可转动地安装在外壳内,自进气端111供向外壳内的有害气流驱动风叶210转动,风叶210搅动有害气流,以此来提升流向催化载体300的有害气流的分布均匀性。即:风叶210搅动有害气流,将有害气流打散、并供向风叶210和催化载体300之间的区域,使得风叶210和催化载体300之间区域的有害气体呈无序状态,以此来改善风叶210和催化载体300之间区域的有害气流在各位置的分布均匀性,也就是风叶210和催化载体300之间区域的有害气流的分布范围更大、在各位置的速度更接近(速度均匀性系数得到大幅提升)、在各位置的密度也更接近,这样进入催化载体300的有害气流就能够更好地与催化载体300上的催化剂接触,使得催化剂全部介入有害气体分解反应中,有效提升催化载体300上催化剂的催化效率,因此有害气流的净化效果更好,避免开发过程中需要通过多个方案持续优化的局面;而且该流体均布装置200结构简单,因此其开发周期也更短,开发成本和制作成本也更低。再者,该方案无需增加催化载体上贵金属催化剂的涂敷量,流体均布装置200的成本相对于贵金属催化剂的成本也更低,因此制成的排气催化器的成本更低。
30.有害气流通过风叶210后,有害气流的流速会有所降低,一方面能够延长有害气流通过催化载体300的时间,这样可以提升催化剂的催化效果;另一方面有害气流的能量能够被均匀分布后,对催化载体300端面局部区域的冲击力也会大幅下降,这样可以延长催化载体300的使用寿命。
31.当然,风叶210也可以替换成搅拌桨等,也可实现本技术的目的,其宗旨未脱离本实用新型的设计思想,在此不再赘述,也应属于本技术的保护范围内。
32.示例地,如图3所示,流体均布装置200还包括:环形的壳体220,套设在外壳内;和安装架230,安装在壳体220内,风叶210可转动地安装在安装架230上。这样,流体均布装置200更容易实现装入并固定在外壳内。
33.示例地,如图3所示,安装架230包括:轴座,风叶210可转动地安装在轴座上;和多个连接臂,位于轴座和壳体220之间、并沿轴座的周向均布间隔设置,多个连接臂的临近轴座的一端与轴座相连接,多个连接臂的临近壳体220的一端与壳体220相连接。多个连接臂
可以是两个、三个或四个等,均可实现本技术的目的,其宗旨未脱离本实用新型的设计思想,在此不再赘述,均应属于本技术的保护范围内。
34.示例地,如图3所示,安装架230包括沿外壳的轴向间隔设置的两个,风叶210位于两个安装架230之间、并可转动地安装在两个安装架230上,这样风叶210在转动过程中转动更平稳,能够更好地改善有害气流在风叶210和催化载体300之间区域各位置的分布均匀性。
35.示例地,如图3所示,风叶210的叶片的数量为3~15个,如叶片的数量为三个、六个、八个、十二个或十五个等,均可实现本技术的目的,其宗旨未脱离本实用新型的设计思想,在此不再赘述,均应属于本技术的保护范围内。
36.示例地,如图2所示,流体均布装置200和催化载体300在外壳的轴向上至少间隔5mm,使得风叶210和催化载体300之间区域的有害气体更好地进入无序状态,进一步提升风叶210和催化载体300之间区域的有害气体的分布均匀性。
37.在一示例性实施例中,如图2所示,排气催化器还包括:保温衬套400,套设在外壳内,流体均布装置200和催化载体300套设在保温衬套400内,通过压装的方式装入外壳内。
38.示例地,保温衬套400设置为蛭石纤维件,保温衬套400采用纤维以及蛭石编织压制而成,此种保温衬套400的结构更简单,制作成本更低,安装也更容易。
39.在一示例性实施例中,如图2所示,外壳包括依次相连接的进气端锥110、筒体120和排气端锥130,进气端111为进气端锥110的远离筒体120的一端,排气端131为排气端锥130的远离筒体120的一端,流体均布装置200和催化载体300位于筒体120内。保温衬套400、流体均布装置200和催化载体300装入筒体120后,再在筒体120的两端分别安装进气端锥110和排气端锥130。
40.其中,如图2所示,进气端锥110的直径自远离筒体120的一端向邻近筒体120的一端逐渐增大,排气端锥130的直径也自远离筒体120的一端向邻近筒体120的一端逐渐增大。
41.排气催化器与发动机配合使用,发动机排出的有害气流通过流体均布装置200后,流体均布装置200和催化载体300之间区域的有害气体的分布范围更大、在各位置的流速会趋于均匀、在各位置的密度也会趋于均匀,这样有害气流就可以全区域均匀通过催化载体300端面上的微小孔隙,而且有害气体的最大速度降低,这样有害气流通过催化载体300的最短时间延长,因此排气催化器的净化效率更高、催化效果更好;再者,有害气流的能量被均匀分布后,对催化载体300端面局部区域的冲击力也会大幅下降,可延长催化载体300的使用寿命。
42.本实用新型实施例提供的车辆(图中未示出),包括上述任一实施例所述的排气催化器。
43.本实用新型实施例提供的车辆,具备上述任一实施例提供的排气催化器的全部优点,在此不再赘述。
44.综上所述,本实用新型实施例提供的排气催化器,流体均布装置和催化载体自进气端向排气端依次设置在外壳内,流体均布装置用于提升自进气端供向催化载体的有害气流的分布均匀性,使得有害气流更均匀地供向以及通过催化载体,从而达到提升有害气流分解效率的目的,因此该排气催化器对有害气流的净化效果更好,无需增大催化载体的体积,也无需增加催化载体上催化剂的涂敷量。
45.在本实用新型中的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、
““
口”字结构”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
46.在本实用新型实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
47.虽然本实用新型所揭露的实施方式如上,但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式,并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员,在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化,但本实用新型的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定为准。
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