CN111577432A - 一种发动机及其催化剂封装方法和汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发动机及其催化剂封装方法和汽车，催化剂的外部套设有衬垫，在衬垫的外部套设有外壳，所述发动机催化剂封装处理方法包括以下步骤：获取封装催化剂所需的衬垫的最优体密度范围；获取衬垫的当前封装体密度；比较最优体密度范围与当前封装体密度；确定当前封装体密度在最优体密度范围内，判断当前的衬垫体密度为合格。本发明实施例可以解决由于公差等原因无法判断当前的衬垫体密度是否合格的问题。

Description

一种发动机及其催化剂封装方法和汽车
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种发动机及其催化剂封装方法和汽车。
背景技术
催化剂是发动机后处理系统净化气态污染物的关键组成部分，它通过衬垫包裹于封装壳体内。壳体通过衬垫为催化剂提供足够大的封装压力保证催化剂固定可靠，不至于在排气气流作用下窜动，同时该力也不能超过催化剂所能承受的最大封装压力，否则催化剂将破裂。在催化剂的批量封装过程中，现有的封装手段无法避免出现由于硬件公差导致的催化剂封装压力过大或者过小的现象，使得部分催化剂封装失效。其中，催化剂所承受的封装压力大小与衬垫的体密度直接关联，如何判断当前的衬垫体密度是否合格，亟需我们解决。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种发动机及其催化剂封装方法和汽车，解决了当前发动机催化剂封装处理方法无法判断当前衬垫安装是否合格的问题。
为了达到上述目的，本发明实施例提供一种发动机催化剂封装处理方法，催化剂的外部套设有衬垫，在衬垫的外部套设有外壳，所述发动机催化剂封装处理方法包括以下步骤：
获取封装催化剂所需的衬垫的最优体密度范围；
获取衬垫的当前封装体密度；
比较最优体密度范围与当前封装体密度；
确定当前封装体密度在最优体密度范围内，判断当前的衬垫体密度为合格。
可选地，所述的发动机催化剂封装处理方法还包括：
确定当前封装体密度超出最优体密度范围，扩张或者收缩外壳的直径以调整所述衬垫的当前封装体密度；
在壳体扩张或者收缩可达到的量程范围内，确定调整后的当前封装体密度在最优体密度范围内，判断当前的衬垫体密度为合格。
可选地，在确定当前封装体密度超出最优体密度范围，扩张或者收缩外壳的直径以调整所述衬垫的当前封装体密度的步骤之后还包括：
在壳体扩张或者收缩可达到的量程范围内，确定调整后的当前封装体密度在最优体密度范围外，判断当前的衬垫体密度为不合格，更换衬垫。
可选地，在确定当前封装体密度在最优体密度范围内，判断当前的衬垫体密度为合格的步骤之后还包括：
比较封装体密度与衬垫的最佳体密度；
确定封装体密度大于或者小于最佳体密度，根据比较结果扩张或者收缩外壳的直径以调整衬垫的封装体密度；
在壳体扩张或者收缩可达到的量程范围内，确定封装体密度等于最佳体密度，停止对外壳直径的扩张或者收缩。
可选地，在确定封装体密度大于或者小于最佳体密度，根据比较结果扩张或者收缩外壳的直径以调整衬垫的封装体密度的步骤之后还包括：
在壳体扩张或者收缩可达到的量程范围内，确定无法使得封装体密度等于最佳体密度，在将外壳的直径扩张或者收缩到量程极值时停止调整。
可选地，获取衬垫的当前封装体密度的步骤包括：
获取催化剂的直径尺寸，获取衬垫面密度，获取封装壳体的直径尺寸；
根据催化剂的直径尺寸，衬垫面密度以及获取封装壳体的直径尺寸计算衬垫当前封装体密度。
可选地，获取封装催化剂所需的衬垫的最优体密度范围的步骤包括：
获取催化剂自身确定的最大封装力值；
获取催化剂封装所需最小封装力值；
根据最大封装力值和最小封装力值以及安全系数，确定封装力范围；
根据封装力范围以及封装间隙获取封装所需的最优体密度范围。
可选地，获取催化剂封装所需最小封装力值的步骤包括：
获取发动机的排气流量和排气温度，并根据排气流量和排气温度获取催化剂所承受的最小推力；
比较最小推力和预设推荐力，根据其中较大值和摩擦系数获取催化剂封装所需的最小封装力值。
本发明实施例还提供一种发动机，所述发动机的催化剂根据发动机催化剂封装处理方法所封装，其中，所述发动机催化剂封装处理方法包括以下步骤：
获取封装催化剂所需的衬垫的最优体密度范围；
获取衬垫的当前封装体密度；
比较最优体密度范围与当前封装体密度；
确定当前封装体密度在最优体密度范围内，判断当前的衬垫体密度为合格。
本发明实施例还提供一种汽车，所述汽车包括发动机，其中，所述发动机的催化剂根据发动机催化剂封装处理方法所封装，其中，所述发动机催化剂封装处理方法包括以下步骤：
获取封装催化剂所需的衬垫的最优体密度范围；
获取衬垫的当前封装体密度；
比较最优体密度范围与当前封装体密度；
确定当前封装体密度在最优体密度范围内，判断当前的衬垫体密度为合格。上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
本发明实施例中，首先获取封装催化剂所需的衬垫的最优体密度范围，并且获取衬垫的当前封装体密度；在获取两个参数之后，比较最优体密度范围与当前封装体密度；当确定当前封装体密度在最优体密度范围内时，判断当前的衬垫体密度为合格。也即，衬垫的当前封装密度在最优体密度范围内时，施加在催化剂上的封装压力既不会过大，也不会过小；也即，封装壳体和衬垫能为催化剂提供足够的包裹压力，在长时间的车辆使用过程中，催化剂不会发生窜动，更不会脱离封装壳体，避免催化剂在排气气流作用下碎裂失效，保证整车排放符合标准；同时，封装壳体和衬垫提供的包裹压力不会超出催化剂能承受的最大压力，不会导致催化剂封装时碎裂，如此，有利于催化剂可以快速、稳定的封装。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种发动机催化剂的封装结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种发动机催化剂封装处理方法一实施例的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种发动机催化剂封装处理方法另一实施例的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种发动机催化剂封装处理方法再一实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-4所示，本发明实施例提供一种发动机催化剂100封装方法，衬垫200套设于催化剂100的外部，外壳300套设在衬垫200的外部，所述发动机催化剂100封装方法包括以下步骤：
S10，获取封装催化剂100所需的衬垫200的最优体密度范围；
S20，获取衬垫200的当前封装体密度；
S30，比较最优体密度范围与当前封装体密度；
S40，确定当前封装体密度在最优体密度范围内，判断当前的衬垫200体密度为合格。
具体地，本实施例中，催化剂100是发动机尾气处理的关键组成部分，它的外部套设有衬垫200，衬垫200的外部套设有封装外体。其中，催化剂100呈柱状设置，衬垫200呈圆筒状，外壳300也呈筒状设置。调节外壳300的直径，可以使得衬垫200发生微变形，从而调节衬垫200的体密度，实现对催化剂100所承受的封装压力进行调节。
首先，S10获取封装催化剂100所需的衬垫200的最优体密度范围，也即可以将催化剂100进行较好封装时，衬垫200所需的体密度范围。当然，对于催化剂100而言，则是施加在其上的封装压力的最优范围，在该范围内，封装压力既不会过大，也不会过小。也即，封装壳体和衬垫200能为催化剂100提供足够的包裹压力，在长时间的车辆使用过程中，催化剂100不会发生窜动，更不会脱离封装壳体，避免催化剂100在排气气流作用下碎裂失效，保证整车排放符合标准。同时，封装壳体和衬垫200提供的包裹压力不会超出催化剂100能承受的最大压力，不会导致催化剂100封装时碎裂。
获取衬垫200的最优体密度范围的方式有很多种，一种是首先经过大量的实验，形成多种工况或者参数所对应的最优体密度范围，可以当前的工况或者工作参数进行选择。另一种，则是通过下面的步骤来实现的：
获取催化剂100自身确定的最大封装力值；
催化剂100可以承受的最大封装力值，由其自身的密度、强度等物理特性所决定，催化剂100确定之后，其可以承受的最大封装力值也确定。可以通过查询或者计算的方式获取。
获取催化剂100封装所需最小封装力值；
获取催化剂100封装所需的最小封装力值的方式有多种，其中一种，则是在先通过大量的实验，根据不同的工况和实验参数获取不同的最小封装力值，以此形成工况、参数与最小封装力值之间的对应关系数据库。其中，考虑的实验参数可以有发动机排气流量、排气温度以及摩擦系数等。另一种方式，则是通过下面的步骤来实现：
首先，获取发动机的排气流量和排气温度，并根据排气流量和排气温度获取催化剂100所承受的最小推力；再比较最小推力和预设推荐力，根据其中较大值和摩擦系数获取催化剂100封装所需的最小封装力值。其中，催化剂100所承受的最小推力值可以通过力的计算公式来计算，单位时间内，排出气体的流量和温度等参数可以得到作用在催化剂100上的力。预设推力为与催化剂100封装相关的标准推荐催化剂100所承受的推力不小于1500N。也即，在1500和所计算出的，最小推力进行计算。在计算最小封装力时，必须保证催化剂100不能被尾气所推动，也即，最小封装力，必须要大于气流作用在催化剂100上的力。由于是气流推动，此时需要考虑气流与催化剂100之间的摩擦系数和催化剂100与衬垫200之间的摩擦系数。
在得到最大封装力值和最小封装力值后，根据最大封装力值和最小封装力值以及安全系数，确定封装力范围；根据封装力范围以及封装间隙获取封装所需的最优体密度范围。根据最小封装力值和催化剂100自身物理特性确定的最大封装力值，结合安全系数，通常可以为2～3，得出封装力范围。封装力范围，结合封装间隙(为外壳300和催化剂100之间的间隙，可以为3～5mm，以4mm为例)。得到封装所需的最小体密度和最大体密度，即可得到封装所需的体密度范围。该体密度范围可以为最优体密封范围，同时，在一些实施例中，为了进一步的优化最优体密度范围，还可以考虑衬垫200的型号。综合考虑衬垫200的型号和所得到的封装所需体密度范围，可以得出最优体密度范围。如此，不仅仅充分考虑到理论所需情况，还结合了实际的衬垫200型号，使得衬垫200符合要求的概率得到大幅提升，有利于提高封装效率。
在获取封装催化剂100所需的衬垫200的最优体密度范围之后，S20获取衬垫200的当前封装体密度。其获取方式有多种，可以经过大量实验生成与工况参数对应的数据库，根据工况参数从数据库中获取与之对应的当前封装密度。其中，参数包括催化剂100的直径尺寸、衬垫200的面密度等。另外一种方式，则是通过下面的方式直接计算获取。获取衬垫200的当前封装体密度的步骤包括：获取催化剂100的直径尺寸，获取衬垫200面密度，获取封装壳体的直径尺寸；根据催化剂100的直径尺寸，衬垫200面密度以及获取封装壳体的直径尺寸计算衬垫200当前封装体密度。即检测相关参数后，通过体密度的计算公式可以对衬垫200的体密度进行计算。
在获取到当前封装体密度和最优体密度范围之后，S30比较最优体密度范围与当前封装体密度；S40确定当前封装体密度在最优体密度范围内，判断当前的衬垫200体密度为合格。也即，当当前的封装体密度在最优体密度范围内时，说明催化剂100通过衬垫200和外壳300封装后非常的稳定可靠，催化剂100所受到的封装压力不大，也不小。
本实施例中，首先获取封装催化剂100所需的衬垫200的最优体密度范围，并且获取衬垫200的当前封装体密度；在获取两个参数之后，比较最优体密度范围与当前封装体密度；当确定当前封装体密度在最优体密度范围内时，判断当前的衬垫200体密度为合格。也即，衬垫200的当前封装密度在最优体密度范围内时，施加在催化剂100上的封装压力既不会过大，也不会过小；也即，封装壳体和衬垫200能为催化剂100提供足够的包裹压力，在长时间的车辆使用过程中，催化剂100不会发生窜动，更不会脱离封装壳体，避免催化剂100在排气气流作用下碎裂失效，保证整车排放符合标准；同时，封装壳体和衬垫200提供的包裹压力不会超出催化剂100能承受的最大压力，不会导致催化剂100封装时碎裂，如此，有利于催化剂100可以快速、稳定的封装。
在一些实施例中，为了进一步的提高衬垫200的合格率，以提高催化剂100的封装效率，所述的发动机催化剂100封装方法还包括：
确定当前封装体密度超出最优体密度范围，扩张或者收缩外壳300的直径以调整所述衬垫200的当前封装体密度；
在壳体扩张或者收缩可达到的量程范围内，确定调整后的当前封装体密度在最优体密度范围内，判断当前的衬垫200体密度为合格。
具体地，本实施例中，当当前的封装体密度不在最优体密度范围内时，调节外壳300的直径以调节衬垫200的当前封装体密度，以使衬垫200的封装体密度落入到最优体密度范围内。具体地，当前封装体密度大于最优体密度范围的最大值时，说明封装体密度过大，需要缩小，此时，可以扩大外壳300的直径，增加密封间隙，使得衬垫200的封装密度缩小，从而减小在催化剂100封装力。当前封装体密度小于最优体密度范围的最小值时，说明封装体密度过小，需要变大，此时，可以收缩外壳300的直径，减小密封间隙，使得衬垫200的封装密度增加，从而增加在催化剂100上封装力。由于外壳300的形态固定，其内径的扩大和缩小，均有量程限制，也即，其内径不能无限的扩大和缩小，只能在一定量程范围内变化。当通过调整外壳300的直径尺寸，使得当前封装体密度调整到最优体密度范围内时，认为当前的衬垫200体密度合格。
同样的，如果在壳体扩张或者收缩可达到的量程范围内，确定调整后的当前封装体密度在最优体密度范围外，判断当前的衬垫200体密度为不合格，更换衬垫200。此时，即使将外壳300的直径调整为可调量程的最大值，或者最小值时，封装体密度也不能满足要求，此时，需要更换衬垫200的型号来调整封装体密度。
在一些实施例中，当前封装体密度在最优体密度范围内时，为了催化剂100的封装根据可靠，在确定当前封装体密度在最优体密度范围内，判断当前的衬垫200体密度为合格的步骤之后还包括：
比较封装体密度与衬垫200的最佳体密度；
确定封装体密度大于或者小于最佳体密度，根据比较结果扩张或者收缩外壳300的直径以调整衬垫200的封装体密度；
在壳体扩张或者收缩可达到的量程范围内，确定封装体密度等于最佳体密度，停止对外壳300直径的扩张或者收缩。
本实施例中，最佳体密度是由衬垫200自身的物理特性所决定，首先比较封装体密度与衬垫200的最佳体密度，如果二者相等，则说明，当前封装体密度即为最佳体密度，此时的催化剂100为最佳封装效果，无需调整外壳300直径。如果封装体密度大于最佳体密度，说明此时的封装体密度偏大，可以通过扩大外壳300内径来实现调节。如果封装体密度小于最佳体密度，说明此时的封装体密度偏小，可以通过收缩外壳300的直径来实现调整。本申请所有实施例中，外壳300直径的扩大和缩小，每次变化预设的量，预设的量可以相等，也可以不相等，本实施例中，以相等为例，例如0.005～0.015，以增加或者减小0.01为例。
结合上面的实施例可知，外壳300的扩大和缩小均具有变化量程，在外壳300直径的变化量程内，若可以使得当前封装体密度调整至最佳体密度，则调整至最佳密度。如果，外壳300直径的调节已经达到可调量程极值时，当前封装体密度依然无法调整至最佳体密度时，则：
在确定封装体密度大于或者小于最佳体密度，根据比较结果扩张或者收缩外壳300的直径以调整衬垫200的封装体密度的步骤之后还包括：
在壳体扩张或者收缩可达到的量程范围内，确定无法使得封装体密度等于最佳体密度，在将外壳300的直径扩张或者收缩到量程极值时停止调整。
也即，将外壳300直径变化量程范围的极值或者说端点值所对应的当前封装体密度作为最终的封装体密度，以使得最终的封装体密度尽量的靠近最佳体密度，从而使得催化剂100的封装尽可能的靠近最佳状态。如此，有利于提高催化剂100的封装效果。
本发明实施例还提供一种发动机，该发动机的催化剂100封装使用上述的发动机催化剂100封装方法，该发动机催化剂100封装方法的结构可以参照上述实施例，具体在此不再赘述。由于在本实施例中，采用了上述实施例中的发动机催化剂100封装方法，因此本发明实施例提供的发动机具有与上述实施例中发动机催化剂100封装方法相同的有益效果。
本发明实施例还提供一种汽车，该汽车包括上述的发动机，该发动机的结构可以参照上述实施例，具体在此不再赘述。由于在本实施例中，采用了上述实施例中的发动机，因此本发明实施例提供的汽车具有与上述实施例中发动机相同的有益效果。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种发动机催化剂封装处理方法，催化剂的外部套设有衬垫，在衬垫的外部套设有外壳，其特征在于，所述发动机催化剂封装处理方法包括以下步骤：
获取封装催化剂所需的衬垫的最优体密度范围；
获取衬垫的当前封装体密度；
比较最优体密度范围与当前封装体密度；
确定当前封装体密度在最优体密度范围内，判断当前的衬垫体密度为合格。
2.根据权利要求1所述的发动机催化剂封装处理方法，其特征在于，所述的发动机催化剂封装处理方法还包括：
确定当前封装体密度超出最优体密度范围，扩张或者收缩外壳的直径以调整所述衬垫的当前封装体密度；
在壳体扩张或者收缩可达到的量程范围内，确定调整后的当前封装体密度在最优体密度范围内，判断当前的衬垫体密度为合格。
3.根据权利要求2所述的发动机催化剂封装处理方法，其特征在于，在确定当前封装体密度超出最优体密度范围，扩张或者收缩外壳的直径以调整所述衬垫的当前封装体密度的步骤之后还包括：
在壳体扩张或者收缩可达到的量程范围内，确定调整后的当前封装体密度在最优体密度范围外，判断当前的衬垫体密度为不合格，更换衬垫。
4.根据权利要求1所述的发动机催化剂封装处理方法，其特征在于，在确定当前封装体密度在最优体密度范围内，判断当前的衬垫体密度为合格的步骤之后还包括：
比较封装体密度与衬垫的最佳体密度；
确定封装体密度大于或者小于最佳体密度，根据比较结果扩张或者收缩外壳的直径以调整衬垫的封装体密度；
在壳体扩张或者收缩可达到的量程范围内，确定封装体密度等于最佳体密度，停止对外壳直径的扩张或者收缩。
5.根据权利要求4所述的发动机催化剂封装处理方法，其特征在于，在确定封装体密度大于或者小于最佳体密度，根据比较结果扩张或者收缩外壳的直径以调整衬垫的封装体密度的步骤之后还包括：
在壳体扩张或者收缩可达到的量程范围内，确定无法使得封装体密度等于最佳体密度，在将外壳的直径扩张或者收缩到量程极值时停止调整。
6.根据权利要求1所述的发动机催化剂封装处理方法，其特征在于，获取衬垫的当前封装体密度的步骤包括：
获取催化剂的直径尺寸，获取衬垫面密度，获取封装壳体的直径尺寸；
根据催化剂的直径尺寸，衬垫面密度以及获取封装壳体的直径尺寸计算衬垫当前封装体密度。
7.根据权利要求1所述的发动机催化剂封装处理方法，其特征在于，获取封装催化剂所需的衬垫的最优体密度范围的步骤包括：
获取催化剂自身确定的最大封装力值；
获取催化剂封装所需最小封装力值；
根据最大封装力值和最小封装力值以及安全系数，确定封装力范围；
根据封装力范围以及封装间隙获取封装所需的最优体密度范围。
8.根据权利要求7所述的发动机催化剂封装处理方法，其特征在于，获取催化剂封装所需最小封装力值的步骤包括：
获取发动机的排气流量和排气温度，并根据排气流量和排气温度获取催化剂所承受的最小推力；
比较最小推力和预设推荐力，根据其中较大值和摩擦系数获取催化剂封装所需的最小封装力值。
9.一种发动机，其特征在于，所述发动机的催化剂根据权利要求1-8中任一项所述的发动机催化剂封装处理方法所封装。
10.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括权利要求9所述的发动机。
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