CN104612794A - 一种轻型客车及其柴油机催化器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻型客车及其柴油机催化器，后者包括圆柱形的外壳体，颗粒催化装置通过支撑组件安装于外壳体，支撑组件包括开设有若干通气孔的套筒、设置于套筒靠近氧化催化装置一端的固定板，和设置于套筒远离所述氧化催化装置一端的后挡板；套筒内设置有反应层，反应层的内壁形成内腔，套筒的外壁与外壳体的内壁之间具有预设间隙，并形成外腔，固定板封闭外腔，且其开设有连通内腔与氧化催化装置的第一通孔；后挡板封闭内腔，且其开设有第二通孔，第二通孔连通外腔与出气端壳体形成的出气腔。这样，由于尾气在径向穿出反应层，提高了颗粒氧化催化器与尾气的接触面积，从而提高了其净化效率，提高了过滤精度。

Description

一种轻型客车及其柴油机催化器

技术领域

本发明涉及商用车领域，尤其涉及一种用于轻型客车的柴油机催化器。本发明还涉及一种包括上述柴油机催化器的轻型客车。

背景技术

随着国家排放标准的升级，对发动机排放污染物限值要求越来越高。柴油机排放的污染物主要有HC、CO、NOx、PM等，柴油机催化器用于柴油发动机尾气中颗粒污染物的净化。

如图1所示，现有柴油机催化器包括圆柱形的外壳体101，该外壳体101的两端分别设置有呈圆锥台形式的前壳体102和后壳体103，前壳体102远离外壳体101的一端通过前端法兰104与发动机的排气口连通；在外壳体101内沿进气方向依次设置有柴油机氧化催化器105和颗粒氧化催化器106，两催化器的外侧壁均与外壳体101的内侧壁相贴合；柴油机氧化催化器105和颗粒氧化催化器106采用蜂窝陶瓷或金属丝网材质并在表面涂覆贵金属用于催化反应。

在工作过程中，发动机排出的尾气经连接法兰104的中间孔进入外壳体，并沿轴向依次通过柴油机氧化催化器105和颗粒氧化催化器106，尾气中的CO(一氧化碳)、CH(碳氢化合物)和碳颗粒在流经柴油机氧化催化器，105和颗粒氧化催化器106时被吸附在催化器表面，并在贵金属的催化器作用下发生反应，达到净化排气提升排放等级的作用；图1中箭头方向即为尾气流经柴油机催化器时的气流方向。

但是，上述柴油机催化器中，其颗粒氧化催化器采用径流式，气流沿其轴向流动时，仅能在经过颗粒氧化催化器106时，通过表面吸附污染物进行催化器反应，吸附效率较低，净化效率较差；

并且，蜂窝陶瓷材质的颗粒氧化催化器虽然不易烧蚀，但受到本身材质影响，升温较慢，催化效率较低，而金属丝网材质的颗粒氧化催化器虽然升温较快，效率较高，但是容易因颗粒污染物的堆积突然进行催化反应造成局部温度过高引发烧蚀，造成排气堵塞；另外，上述柴油机催化器无法根据环境温度调整排气背压及温度，在低温情况下易发生积碳过多引发催化器堵塞报警。

因此，提供一种用于轻型客车的柴油机催化器，以期提高颗粒氧化催化器与尾气的接触面积，从而提高其净化效率，提高过滤精度，就成为本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于轻型客车的柴油机催化器，以期提高颗粒氧化催化器与尾气的接触面积，从而提高其净化效率，提高过滤精度。本发明的另一目的是提供一种包括上述柴油机催化器的轻型客车。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于轻型客车的柴油机催化器，包括圆柱形的外壳体，所述外壳体的两端分别设置有进气端壳体和出气端壳体，所述外壳体内设置有氧化催化装置和颗粒催化装置，所述氧化催化装置较所述颗粒催化装置靠近进气端；

所述颗粒催化装置通过支撑组件安装于所述外壳体，所述支撑组件包括开设有若干通气孔的套筒、设置于所述套筒靠近所述氧化催化装置一端的固定板，和设置于所述套筒远离所述氧化催化装置一端的后挡板；

所述套筒内设置有具有若干尾气通过孔的反应层，所述反应层的内壁形成内腔，所述套筒的外壁与所述外壳体的内壁之间具有预设间隙，并形成外腔，所述固定板封闭所述外腔，且其开设有连通所述内腔与所述氧化催化装置的第一通孔；

所述后挡板封闭所述内腔，且其开设有第二通孔，所述第二通孔连通所述外腔与所述出气端壳体形成的出气腔。

优选地，所述后挡板包括主体部和设置于所述主体部周向的若干支爪，所述第二通孔形成于两所述支爪间的空隙，所述主体部封闭所述内腔，所述支爪固定于所述外壳体。

优选地，所述支爪为三个，且各所述支爪均布于所述主体部的周向。

优选地，所述反应层由外至内依次包括第一金属丝网层、金属纤维层和第二金属丝网层，所述第一金属丝网层、所述金属纤维层和所述第二金属丝网层均具有贵金属涂层。

优选地，所述套筒为网孔结构的不锈钢板弯折结构。

本发明还提供一种轻型客车，包括发动机和与所述发动机的排气端连通的柴油机催化器，所述柴油机催化器为如上所述的柴油机催化器。

本发明提供的柴油机催化器用于轻型客车，该柴油机催化器包括圆柱形的外壳体，所述外壳体的两端分别设置有进气端壳体和出气端壳体，所述外壳体内设置有氧化催化装置和颗粒催化装置，所述氧化催化装置较所述颗粒催化装置靠近进气端；其中，所述颗粒催化装置通过支撑组件安装于所述外壳体，所述支撑组件包括开设有若干通气孔的套筒、设置于所述套筒靠近所述氧化催化装置一端的固定板，和设置于所述套筒远离所述氧化催化装置一端的后挡板；所述套筒内设置有反应层，所述反应层的内壁形成内腔，所述套筒的外壁与所述外壳体的内壁之间具有预设间隙，并形成外腔，所述固定板封闭所述外腔，且其开设有连通所述内腔与所述氧化催化装置的第一通孔；所述后挡板封闭所述内腔，且其开设有第二通孔，所述第二通孔连通所述外腔与所述出气端壳体形成的出气腔。

在工作过程中，发动机产生的尾气经进气端壳体上的前端法兰进气孔进入催化器，首先经过氧化催化装置的过滤，而后，经过初级过滤后的尾气进入颗粒催化装置；颗粒催化装置与外壳体之间形成的外腔在进气端被固定板封闭，则外腔与氧化催化装置隔绝，尾气无法进入外腔，只能够通过第一通孔进入反应层形成的内腔中，并且，由于该内腔在出气端被后挡板封闭，则内腔与出气腔隔绝，尾气无法从内腔直接进入出气腔排出，只能通过反应层上开设的尾气通过孔、套筒上开设的通气孔经由外腔排出，在尾气经过反应层时即能够与反应层发生反应，从而实现过滤、净化的目的。这样，由于尾气在径向穿出反应层，提高了颗粒氧化催化器与尾气的接触面积，从而提高了其净化效率，提高了过滤精度。

在一种优选的实施方式中，本发明所提供的柴油机催化器中，其后挡板包括主体部和设置于所述主体部周向的若干支爪，所述第二通孔形成于两所述支爪间的空隙，所述主体部封闭所述内腔，所述支爪固定于所述外壳体，以便既能够保证尾气的顺利通过，又能够实现其与外壳体的可靠连接，同时也能够保证内腔的有效封堵，且结构较为简单，加工成本较低。

在另一种优选的实施方式中，本发明所提供的柴油机催化器中，其反应层由外至内依次包括第一金属丝网层、金属纤维层和第二金属丝网层，所述第一金属丝网层、所述金属纤维层和所述第二金属丝网层均具有贵金属涂层；这样，在工作过程中，尾气经过三层过滤净化，从而进一步提高了尾气净化效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中柴油机催化器的结构示意图；

图2为本发明所提供的柴油机催化器一种具体实施方式的结构示意图；

图3为图2所示柴油机催化器的局部剖视图；

图4为图3中颗粒催化装置的放大图；

图5为图3中A向的结构示意图；

图6为图3中B向的结构示意图。

附图标记说明：

在图1中：101-外壳体 102-前壳体 103-后壳体 104-前端法兰105-柴油机氧化催化器 106-颗粒氧化催化器

在图2-图6中：1-外壳体 2-进气端壳体 3-出气端壳体 4-氧化催化装置 5-颗粒催化装置 6-套筒 7-固定板 8-后挡板 9-内腔 10-外腔11-第一通孔 12-第二通孔 81-主体部 82-支爪 13-第一金属丝网层14-金属纤维层 15-第二金属丝网层 16-前取气接头 17-前端法兰18-后取气接头 19-后端法兰

具体实施方式

本发明的核心是提供一种用于轻型客车的柴油机催化器，以期提高颗粒氧化催化器与尾气的接触面积，从而提高其净化效率，提高过滤精度。本发明的另一核心是提供一种包括上述柴油机催化器的轻型客车。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

如图2至图6所示，在一种具体实施方式中，本发明提供的柴油机催化器用于轻型客车，该柴油机催化器包括圆柱形的外壳体1，所述外壳体1的两端分别设置有进气端壳体2和出气端壳体3，所述外壳体1内设置有氧化催化装置4和颗粒催化装置5，所述氧化催化装置4较所述颗粒催化装置5靠近进气端；其中，所述颗粒催化装置5通过支撑组件安装于所述外壳体1，所述支撑组件包括开设有若干通气孔的套筒6、设置于所述套筒6靠近所述氧化催化装置4一端的固定板7，和设置于所述套筒6远离所述氧化催化装置4一端的后挡板8；所述套筒6内设置有反应层，反应层上开设有若干尾气通过孔，以便尾气能够通过，且所述反应层的内壁形成内腔9，所述套筒6的外壁与所述外壳体1的内壁之间具有预设间隙，并形成外腔10，所述固定板7封闭所述外腔10，且其开设有连通所述内腔9与所述氧化催化装置4的第一通孔11；所述后挡板8封闭所述内腔9，且其开设有第二通孔12，所述第二通孔12连通所述外腔10与所述出气端壳体3形成的出气腔。

应当理解的是，本发明所提供的柴油机催化器不仅包括上述零部件，其还应当包括能够实现使用目的的其他必要组成结构，例如设置在进气端壳体2上的前取气接头16、将进气端壳体2安装于发动机的前端法兰17、设置在前端法兰上的凸焊螺母；以及设置在出气端壳体3上的后取气接头18、安装于出气端壳体3外端的后端法兰19、设置在后端法兰上的凸焊螺母等，由于这些结构与现有技术无异，文中不再赘述。

在工作过程中，发动机产生的尾气经进气端壳体2上的前端法兰进气孔进入催化器，首先经过氧化催化装置4的过滤，而后，经过初级过滤后的尾气进入颗粒催化装置5；颗粒催化装置5与外壳体1之间形成的外腔10在进气端被固定板7封闭，则外腔10与氧化催化装置4隔绝，尾气无法进入外腔10，只能够通过第一通孔11进入反应层形成的内腔9中，并且，由于该内腔9在出气端被后挡板8封闭，则内腔9与出气腔隔绝，尾气无法从内腔9直接进入出气腔排出，只能通过反应层上开设的尾气通过孔、套筒6上开设的通气孔经由外腔10排出，在尾气经过反应层时即能够与反应层发生反应，从而实现过滤、净化的目的。这样，由于尾气在径向穿出反应层，提高了颗粒氧化催化器与尾气的接触面积，从而提高了其净化效率，提高了过滤精度。

具体地，后挡板8包括主体部81和设置于所述主体部81周向的若干支爪82，所述第二通孔12形成于两所述支爪82间的空隙，所述主体部81封闭所述内腔9，所述支爪82固定于所述外壳体1，以便既能够保证尾气的顺利通过，又能够实现其与外壳体1的可靠连接，同时也能够保证内腔9的有效封堵，且结构较为简单，加工成本较低。

上述支爪82可以为三个，且各所述支爪82均布于所述主体部81的周向；三个均匀分布的支爪82能够实现后挡板8与外壳体1的可靠固定，且不会影响过滤后的尾气排出；显然地，支爪82也不局限于为三个，以其能够固定可靠，并不限制尾气排出为准，具体数目不作限定。

进一步地，上述反应层由外至内依次包括第一金属丝网层13、金属纤维层14和第二金属丝网层15，所述第一金属丝网层13、所述金属纤维层14和所述第二金属丝网层15均具有贵金属涂层；这样，在工作过程中，尾气经过三层过滤净化，从而进一步提高了尾气净化效果。同时三层金属网具有自动调整排气背压的作用，当前一层或两层催化器碳颗粒吸附满后保持较高的排气的背压，使排气温度上升，加快催化效率，如因特殊原因如燃油含硫过高导致三层催化器全部吸附满碳颗粒，则会通过前取气接头和后取气接头压差进行报警，进行人工的维护处理。

从理论上来讲，反应层不局限于为三层，可以根据使用要求设置更多层；上述贵金属涂层可以为金涂层、银涂层或者其他铂族元素形成的涂层。

上述套筒6为网孔结构的不锈钢板弯折结构，也可以为在普通套筒6上开设若干通孔形成的结构。

需要指出的是，文中所述“第一、第二”等序数词是为了区别相同名称的不同结构，仅为了描述方便，不表示某种顺序，更不应理解为任何限定。

除了上述柴油机催化器，本发明还提供一种包括上述柴油机催化器的轻型客车，该轻型客车的各部分结构请参考现有技术，在此不再赘述。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (6)

1.一种用于轻型客车的柴油机催化器，包括圆柱形的外壳体(1)，所述外壳体(1)的两端分别设置有进气端壳体(2)和出气端壳体(3)，所述外壳体(1)内设置有氧化催化装置(4)和颗粒催化装置(5)，所述氧化催化装置(4)较所述颗粒催化装置(5)靠近进气端；其特征在于，

所述颗粒催化装置(5)通过支撑组件安装于所述外壳体(1)，所述支撑组件包括开设有若干通气孔的套筒(6)、设置于所述套筒(6)靠近所述氧化催化装置(4)一端的固定板(7)，和设置于所述套筒(6)远离所述氧化催化装置(4)一端的后挡板(8)；

所述套筒(6)内设置有具有若干尾气通过孔的反应层，所述反应层的内壁形成内腔(9)，所述套筒(6)的外壁与所述外壳体(1)的内壁之间具有预设间隙，并形成外腔(10)，所述固定板(7)封闭所述外腔(10)，且其开设有连通所述内腔(9)与所述氧化催化装置(4)的第一通孔(11)；

所述后挡板(8)封闭所述内腔(9)，且其开设有第二通孔(12)，所述第二通孔(12)连通所述外腔(10)与所述出气端壳体(3)形成的出气腔。

2.根据权利要求1所述的柴油机催化器，其特征在于，所述后挡板(8)包括主体部(81)和设置于所述主体部(81)周向的若干支爪(82)，所述第二通孔(12)形成于两所述支爪(82)间的空隙，所述主体部(81)封闭所述内腔(9)，所述支爪(82)固定于所述外壳体(1)。

3.根据权利要求2所述的柴油机催化器，其特征在于，所述支爪(82)为三个，且各所述支爪(82)均布于所述主体部(81)的周向。

4.根据权利要求1所述的柴油机催化器，其特征在于，所述反应层由外至内依次包括第一金属丝网层(13)、金属纤维层(14)和第二金属丝网层(15)，所述第一金属丝网层(13)、所述金属纤维层(14)和所述第二金属丝网层(15)均具有贵金属涂层。

5.根据权利要求1至4任一项所述的柴油机催化器，其特征在于，所述套筒(6)为网孔结构的不锈钢板弯折结构。

6.一种轻型客车，包括发动机和与所述发动机的排气端连通的柴油机催化器，其特征在于，所述柴油机催化器为如权利要求1至5任一项所述的柴油机催化器。