CN111075541B - 一种催化器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种催化器，属于发动机技术领域。它解决了现有的催化器检测装置复杂，采用多个参数对比导致反馈不及时的问题。本催化器，包括壳体，壳体内设有薄壁载体，壳体具有进气口和出气口，壳体内还设有金属网和金属网探针，薄壁载体、金属网和金属网探针依次自进气口至出气口方向排列分布，薄壁载体与金属网以及金属网与金属网探针之间均具有缝隙，壳体上还设有能检测金属网和金属网探针是否接触的传感器。本催化器能在行驶过程中快速的检测出催化器是否故障。

Description

一种催化器

技术领域

本发明属于发动机技术领域，涉及一种催化器。

背景技术

汽车作为人们最熟悉和最常见的交通运输工具，它在人们生活中发挥着十分重要的作用。但是汽车在使用过程中，存在尾气排放进而污染环境的问题，造成了生态环境的严重恶化，并且影响到人体健康。

因此，人们采用各种各样的催化器来对尾气进行处理和催化后再排放，随着国六法规的推行，对于发动机的排放限值要求越来越高。但是现有的催化器，都是采用薄壁载体来实现对气体的催化和处理，催化器内的排气温度上升，容易导致催化器内的薄壁载体破裂故障。而在行驶过程中，如果不能及时排除故障，会造成尾气排放急剧升高，污染环境，也对催化器后面连接的零部件进行堵塞，导致其他零部件性能降低，甚至影响发动机性能。

针对上述存在的情况，人们研发出了各种各样的催化器故障检测装置：

如中国专利申请(专利申请号：200510021347.5)公开了一种三效催化器故障检测方法及系统，其中三效催化器故障检测方法为：1、测量以下参数：前后压力参数、前后温度参数、转化效率参数和前后含氧量参数；2、将测量结构和预存样本参数比较；3、输出比较结果；另，三效催化器故障检测系统：包括压力检测装置，检测催化器前后压力参数；温度检测装置，检测催化器前后温度参数；废气成分检测装置，用于分析催化器前后废气成分；氧检测装置，检测催化器前后氧含量；数据采集装置，对前述各检测装置的检测结构进行A/D转换；显示装置，用于显示检测结构；处理装置，从数据采集装置中读取检测结构，与预存数据比较厚，输出到显示装置，存储装置，存储有样本参数和处理程序。

上述方案虽然能对催化器进行检测，但是由于该方式是采用较多的装置对其进行检测，而催化器是装设在车体上的，导致整个车体需要预留出较大的空间供催化器检测装置进行安装，影响了车体内其他部件的安装；且所需要检测的参数比较多，导致了反馈到处理装置时，需要对各个参数作出比对，造成了反馈不及时，从而导致了驾驶员知晓的速度较慢，未处理的尾气排放较多，造成了环境的污染。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种催化器，本发明所要解决的技术问题是：如何在行驶过程中快速的检测出催化器是否故障。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种催化器，包括壳体，所述壳体内设有薄壁载体，所述壳体具有进气口和出气口，其特征在于，所述壳体内还设有金属网和金属网探针，所述薄壁载体、金属网和金属网探针依次自进气口至出气口方向排列分布，所述薄壁载体与金属网以及金属网与金属网探针之间均具有缝隙，所述壳体上还设有能检测金属网和金属网探针是否接触的传感器。

工作原理：通过在催化器的壳体内设置有金属网和金属网探针，将薄壁载体、金属网和金属网探针依次沿着自进气口至出气口的方向排列分布，在对尾气进行催化处理时，常规的不将检测装置放置在催化器壳体内，是避免检测机构对催化器的使用具有一定的影响，但是由于采用网状设计以及探针设计，使得处理后的尾气能快速的经过金属网和金属网探针，并不影响尾气的排出，使得催化器能正常使用，常规是设置多个测量装置，需要较大的空间，而由于金属网和金属网探针的体积较小，可直接设置在壳体内的，因此并不需要车体腾出其他的安装空间给金属网和金属网探针进行安装，节省了金属网和金属网探针的安装空间；当发动机或薄壁载体正常运行时，此时薄壁载体与金属网之间具有一定的缝隙，使得在催化器内的薄壁载体在催化和处理尾气时，金属网和金属网探针均不与薄壁载体接触，保证了催化器在正常运行时的稳定性，而金属网和金属网探针之间具有缝隙，是为了后续检测的方便性；当发动机或者是薄壁载体发生形变时或者是发动机零部件掉落至薄壁载体上使薄壁载体脱离壳体时，由于薄壁载体、金属网和金属网探针的排列方向是沿着尾气流动方向，因此薄壁载体能沿着壳体移动至与金属网相抵靠，并推动金属网发生形变，金属网发生形变后与金属网探针接触，从而使得传感器能接收到金属网和金属网探针接触的异常信号，并将该异常信号传递给驾驶员，因此本方案中仅仅是通过测试金属网是否与金属网探针相接触就能得出催化器是否故障，使得整个检测较为简便，且能快速的反馈结果至驾驶员，从而能在行驶过程中快速检测出催化器是否故障。

在上述的催化器中，所述壳体包括进气端盖和筒体，所述进气端盖呈筒状，所述进气端盖的两端分别为开口端一和收口端一，所述收口端一的口径小于开口端一的口径，所述进气口开设在收口端一上，所述开口端一与筒体的一端连接。

该结构的设置，使得薄壁载体不会朝向进气端盖方向从筒体内移出，导致薄壁载体只能沿着筒体朝远离进气端盖的方向移动，且进气口设置在收口端一上，进气口流入的尾气能将薄壁载体朝向远离进气端盖的方向移动的趋势，提高了整个检测的稳定性和催化器使用的稳定性，也使得检测更加的迅速和稳定。

在上述的催化器中，所述筒体内还设有呈筒状的衬垫，所述衬垫采用耐高温材料制成，所述薄壁载体设置在衬垫内，所述衬垫与筒体相贴合。

衬垫能承载一部分尾气的高温，在催化过程中，将薄壁载体与筒体之间的摩擦转移至衬垫与筒体之间的摩擦，使得在发动机或者是薄壁载体未发生故障时，衬垫能稳定的将薄壁载体固定在筒体内，此时薄壁载体并不会随着筒体移动，并能稳定对尾气进行处理，且衬垫是采用耐高温材料制成，避免了筒体受到筒体内尾气高温的影响，从而使得整个检测结果更加的准确，提高了检测的稳定性。

在上述的催化器中，所述壳体还包括与筒体另一端连接的出气端盖，所述金属网和金属网探针均设置在出气端盖内，所述金属网的直径大于薄壁载体的直径。

当发动机内零部件从发动机内移出(例如：内部大的铁屑、铝屑、焊渣等异物排出损坏载体)或者薄壁载体发生形变后破损时，由于金属网的直径是大于薄壁载体的直径，且金属网的硬度较大，此时金属网能起到拦截的作用，防止碎片流入后部零部件内部，避免催化器后部零部件性能损坏，提高了催化器使用的稳定性。

在上述的催化器中，所述出气端盖的两端分别为开口端二和收口端二，所述出气端盖呈筒状，所述收口端二的口径小于开口端二的口径，所述金属网和金属网探针均设置在开口端二内，所述开口端二与筒体的另一端连接，所述金属网探针的长度大于收口端二的口径。

该结构的设置，避免了金属网和金属网探针从出气端盖移出，从而减少发生形变后的金属网和金属网探针对后部零部件的影响，进一步的提高了催化器检测和使用的稳定性。

在上述的催化器中，所述金属网探针包括两个平行设置的连接条和呈弧形设置的连接头，所述连接头的两端分别与相应的连接条连接，所述连接头位于金属网的正下方。

连接条和连接头的设置，在尽可能增大与金属网的接触面积的同时，占用更少的竖向空间，使得尾气的排放更加的方便，减少对催化器尾气排放的影响，且连接头的位置设置，能快速的检测出金属网是否发生形变，避免了当发动机或者薄壁载体损坏后驾驶员不能知晓，从而导致尾气继续排放的问题，进一步的提高检测的效率和准确性。

在上述的催化器中，所述传感器包括ECU、电阻R1和电阻R2，所述ECU与金属网电连接，所述ECU与电阻R2电连接，所述电阻R2与金属网探针电连接，所述电阻R1与金属网电连接，所述电阻R1与金属网探针电连接，所述电阻R1与电阻R2串联。

当发动机或者薄壁载体未损坏时，电阻R1和电阻R2串联，此时ECU接收稳定的电流值，当发动机或者薄壁载体损坏时，金属网和金属网探针电连接，造成将电阻一短路，此时电路上的电阻变小，而额定电压不变，造成了ECU接收的电流值变大，此时电流值为非正常值，仅仅是通过监测电流值的变化，就能快速检测出催化器或者发动机是否发生故障，提高了检测效率。

在上述的催化器中，所述传感器包括线束插头，所述出气端盖内还设有与线束插头连接的固定环，所述固定环与出气端盖过盈配合，所述金属网固定在固定环上。

固定环的设置，提高了金属网和线束插头连接的稳定性，并且避免了金属网发生形变后脱出出气端盖，进一步的提高了检测后的稳定性，减少对催化器后部零部件性能损坏，提高了催化器使用的稳定性。

在上述的催化器中，所述出气端盖内还设有固定块，所述固定块与固定环连接，所述连接条均与固定块连接。

固定块的设置，由于金属网探针是采用易形变的材料制成，当金属网探针受到金属网的推力时，能将该推力传递至固定块上，减少对固定环的影响，提高了催化器使用的稳定性。

在上述的催化器中，所述连接条均凸起形成沿长度方向设置的加强筋一，所述连接头凸起形成沿长度方向设置的加强筋二。

该结构的设置，增加了金属网探针的设置强度，避免了当尾气正常流过时，对金属网探针造成损坏，进一步的提高了催化器使用的稳定性。

与现有技术相比，本催化器具有以下优点：

1、现有的不将检测装置放置在催化器壳体内，是避免检测机构对催化器的使用具有一定的影响，但是由于采用金属网的网状设计以及金属网探针的探针设计，减少对尾气排放空间的影响，保证处理后的尾气能快速的经过金属网和金属网探针，并不影响尾气的排出。

2、采用较为简单的结构，且仅仅是检测电流值的变化，就能实现对催化器或者发动机是否损坏的监控，由于检测数值的单一性，使得整个检测结果能快速得出，提高了检测的效率。

3、当发动机内零部件从发动机内移出(例如：内部大的铁屑、铝屑、焊渣等异物排出损坏载体)或者薄壁载体发生形变后破损时，由于金属网的直径是大于薄壁载体的直径，且金属网的硬度较大，零部件或者形变后的薄壁载体能落入到金属网上，此时金属网能起到拦截的作用，防止碎片流入后部零部件内部，避免催化器后部零部件性能损坏，提高了催化器使用的稳定性。

附图说明

图1是本催化器的结构示意图。

图2是本催化器的俯视图。

图3是图2中沿A-A的剖视图。

图4是图3中A处的局部放大图。

图5是本催化器的部分结构示意图。

图6是本催化器中金属网探针的结构示意图。

图7是本催化器内检测的电路原理图。

图中，1、壳体；11、进气口；12、出气口；13、进气端盖；131、开口端一；132、收口端一；14、筒体；15、出气端盖；151、开口端二；152、收口端二；16、出气管；161、通孔；162、安装螺母；2、薄壁载体；3、金属网；31、透气孔；4、金属网探针；41、连接条；42、连接头；43、加强筋一；44、加强筋二；5、缝隙；6、传感器；61、线束插头；7、衬垫；8、固定环；9、固定块；10、安装法兰。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-3所示，本催化器，包括壳体1，壳体1内设有薄壁载体2，壳体1具有进气口11和出气口12。

具体的说，如图1-7所示，壳体1内还设有金属网3和金属网探针4，薄壁载体2、金属网3和金属网探针4依次自进气口11至出气口12方向排列分布，薄壁载体2能沿着壳体1移动至与金属网3相抵靠并推动金属网3发生形变与金属网探针4接触，薄壁载体2与金属网3以及金属网3与金属网探针4之间均具有缝隙5，壳体1上还设有与金属网3和金属网探针4电连接的传感器6，传感器6能检测金属网3和金属网探针4是否接触。

工作原理：通过在催化器的壳体1内设置有金属网3和金属网探针4，将薄壁载体2、金属网3和金属网探针4依次沿着自进气口11至出气口12的方向排列分布，在对尾气进行催化处理时，常规的不将检测装置放置在催化器壳体1内，是避免检测机构对催化器的使用具有一定的影响，但是由于采用网状设计以及探针设计，使得处理后的尾气能快速的经过金属网3和金属网探针4，并不影响尾气的排出，使得催化器能正常使用，常规是设置多个测量装置，需要较大的空间，而由于金属网3和金属网探针4的体积均较小，可直接设置在壳体1内的，因此并不需要车体腾出其他的安装空间给金属网3和金属网探针4进行安装，节省了金属网3和金属网探针4的安装空间；当发动机或薄壁载体2正常运行时，此时薄壁载体2与金属网3之间具有一定的缝隙5，使得在催化器内的薄壁载体2在催化和处理尾气时，金属网3和金属网探针4均不与薄壁载体2接触，保证了催化器在正常运行时的稳定性，而金属网3和金属网探针4之间具有缝隙5，是为了后续检测的方便性；当发动机或者是薄壁载体2发生形变时或者是发动机零部件掉落至薄壁载体2上使薄壁载体2脱离壳体1时，由于薄壁载体2、金属网3和金属网探针4的排列方向是沿着尾气流动方向，因此薄壁载体2能沿着壳体1移动至与金属网3相抵靠，并推动金属网3发生形变，金属网3发生形变后与金属网探针4接触，从而使得传感器6能接收到金属网3和金属网探针4接触的异常信号，并能将异常信号传递给驾驶员，因此本方案中仅仅是通过测试金属网3是否与金属网探针4相接触就能得出催化器是否故障，使得整个检测较为简便，且能快速的反馈结果至驾驶员，从而能在行驶过程中快速检测出催化器是否故障。

如图3和图4所示，壳体1包括进气端盖13和筒体14，进气端盖13呈筒状，进气端盖13的两端分别为开口端一131和收口端一132，收口端一132的口径小于开口端一131的口径，进气口11开设在收口端一132上，开口端一131与筒体14的一端连接，筒体14内还设有呈筒状的衬垫7，衬垫7采用耐高温材料制成，薄壁载体2设置在衬垫7内，衬垫7与筒体14相贴合。筒体14与进气端盖13焊接连接。

如图3和图4所示，壳体1还包括与筒体14另一端连接的出气端盖15，出气端盖15呈筒状，金属网3和金属网探针4均设置在出气端盖15内，金属网3的直径大于薄壁载体2的直径，出气端盖15的两端分别为开口端二151和收口端二152，收口端二152的口径小于开口端二151的口径，金属网3和金属网探针4均设置在开口端二151内，开口端二151与筒体14的另一端连接，金属网探针4的长度大于收口端二152的口径。

如图5和图6所示，金属网探针4包括两个平行设置的连接条41和呈弧形设置的连接头42，连接头42的两端分别与相应的连接条41连接，连接头42位于金属网3的正下方，连接条41均凸起形成沿长度方向设置的加强筋一43，连接头42凸起形成沿长度方向设置的加强筋二44。

如图7所示，传感器6包括ECU、电阻R1和电阻R2，ECU与金属网3电连接，ECU与电阻R2电连接，电阻R2与金属网探针4电连接，电阻R1与金属网3电连接，电阻R1与金属网探针4电连接，电阻R1与电阻R2串联。

如图3和图4所示，传感器6包括线束插头61，出气端盖15内还设有与线束插头61连接的固定环8，固定环8与出气端盖15过盈配合，金属网3固定在固定环8上，出气端盖15内还设有固定块9，固定块9与固定环8连接，连接条41均与固定块9连接。固定环8通过过盈配合压装在出气端盖10上。

如图5所示，金属网3上具有若干个透气孔31。

该结构的设置，使得金属网3的设置并不影响尾气的排放，提高了催化器使用的稳定性，并且金属网3的位置设置，能快速感知催化器的内部情况，并对其进行检测，进一步的提高了检测的快速性。

如图1-3所示，收口端二152连接有出气管16，出气管16的侧壁上开设有通孔161，出气管16上安装有安装螺母162，安装螺母162安装在通孔161处，出气管16的一端与收口端二152连接，出气管16的另一端安装有安装法兰10。

出气端盖15、出气管16和筒体14焊接在一起。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种催化器，包括壳体(1)，所述壳体(1)内设有薄壁载体(2)，所述壳体(1)具有进气口(11)和出气口(12)，其特征在于，所述壳体(1)内还设有金属网(3)和金属网探针(4)，所述薄壁载体(2)、金属网(3)和金属网探针(4)依次自进气口(11)至出气口(12)方向排列分布，所述薄壁载体(2)在外力作用下从壳体(1)上脱落时能与金属网(3)相抵靠并推动金属网(3)发生形变，且使形变后的金属网(3)与金属网探针(4)接触，所述薄壁载体(2)与金属网(3)以及金属网(3)与金属探针(4)之间均具有缝隙(5)，所述壳体(1)上还设有能检测金属网(3)和金属网探针(4)是否接触的传感器(6)。

2.根据权利要求1所述的催化器，其特征在于，所述壳体(1)包括进气端盖(13)和筒体(14)，所述进气端盖(13)呈筒状，所述进气端盖(13)的两端分别为开口端一(131)和收口端一(132)，所述收口端一(132)的口径小于开口端一(131)的口径，所述进气口(11)开设在收口端一(132)上，所述开口端一(131)与筒体(14)的一端连接。

3.根据权利要求2所述的催化器，其特征在于，所述筒体(14)内还设有呈筒状的衬垫(7)，所述衬垫(7)采用耐高温材料制成，所述薄壁载体(2)设置在衬垫(7)内，所述衬垫(7)与筒体(14)相贴合。

4.根据权利要求2所述的催化器，其特征在于，所述壳体(1)还包括与筒体(14)另一端连接的出气端盖(15)，所述金属网(3)和金属网探针(4)均设置在出气端盖(15)内，所述金属网(3)的直径大于薄壁载体(2)的直径。

5.根据权利要求4所述的催化器，其特征在于，所述出气端盖(15)的两端分别为开口端二(151)和收口端二(152)，所述出气端盖(15)呈筒状，所述收口端二(152)的口径小于开口端二(151)的口径，所述金属网(3)和金属网探针(4)均设置在开口端二(151)内，所述开口端二(151)与筒体(14)的另一端连接，所述金属网探针(4)的长度大于收口端二(152)的口径。

6.根据权利要求4所述的催化器，其特征在于，所述金属网探针(4)包括两个平行设置的连接条(41)和呈弧形设置的连接头(42)，所述连接头(42)的两端分别与相应的连接条(41)连接，所述连接头(42)位于金属网(3)的正下方。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的催化器，其特征在于，所述传感器(6)包括ECU、电阻R1和电阻R2，所述ECU与金属网(3)电连接，所述ECU与电阻R2电连接，所述电阻R2与金属网探针(4)电连接，所述电阻R1与金属网(3)电连接，所述电阻R1与金属网探针(4)电连接，所述电阻R1和电阻R2串联。

8.根据权利要求6所述的催化器，其特征在于，所述传感器(6)包括线束插头(61)，所述出气端盖(15)内还设有与线束插头(61)连接的固定环(8)，所述固定环(8)与出气端盖(15)过盈配合，所述金属网(3)固定在固定环(8)上。

9.根据权利要求8所述的催化器，其特征在于，所述出气端盖(15)内还设有固定块(9)，所述固定块(9)与固定环(8)连接，所述连接条(41)均与固定块(9)连接。

10.根据权利要求6所述的催化器，其特征在于，所述连接条(41)均凸起形成沿长度方向设置的加强筋一(43)，所述连接头(42)凸起形成沿长度方向设置的加强筋二(44)。

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