CN112145264A - 一种汽车尾气治理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车尾气治理装置，属于环保设备技术领域。本发明技术方案要点：包括内置设有保温夹层的壳体和内部的催化剂载体，所述催化剂载体被流通间隙分割成若干块，所述催化剂载体的轴线处装配有与流通间隙连通的固定套管。控制套管通过连通孔将尾气直接输送到催化器的中下游，部分透过催化剂间隙的路程变短，减少排气阻力，同时不同位置的催化剂接触的有害污染物的量相对均匀使得转化强度相对一致，温度过高时，ECU控制伸缩件收缩，使一部分气体通过排气口直接排出，降低催化器内氧化反应的强度，控制催化器内的温度，三元催化器内堵塞压力过大的时候，控制套管移动，使部分尾气直接排放，降低发动机排气端的压力。

Description

一种汽车尾气治理装置

技术领域

本发明属于环保设备技术领域，具体涉及一种汽车尾气治理装置。

背景技术

空气质量影响人类的生活质量和身体健康，空气污染治理越来越受重视，而目前最有效的空气污染治理手段为从源头处控制，机动车尾气是影响比较大的空气污染来源，为了减少汽车尾气中有害气体的排放，启动车排气管中段都安装有三元催化器，将尾气中的有害气体HC、CO和NOX氧化或还原为H2O、CO2和NO2等无害气体。

如图1，现有的三元催化剂载体沿着排气方向线性分布，一方面，载体对排放的尾气造成一定的阻碍，发动机端的排气压力增大，为了保持最佳的空燃比，发动机进气端需要增加吸力，造成了一定的能量损耗，另一方面，催化剂靠近发动机一端接触的污染物较多，其转化强度大于远离发动机的一端，同时催化剂对污染物转化时会释放较多的热量，远离发动机一端聚集上游的温度，致使其温度高于靠近发动机的一端，催化器内不同位置的转换强度不同，各处的催化剂使用寿命差异较大，降低了催化器整体的使用寿命。

发动机的工作状况不同，其排放的尾气成分不同，当尾气中CO和HC成分较高时，催化反应器里产生过度的氧化反应，氧化反应产生大量热量将使催化反应器温度过高而损坏，严重时甚至会点燃汽车，对生命财产造成损失，其次，三元催化器损坏时通常不会影响正常行车，一些车主不会对其进行更换，未经三元催化器处理的尾气对空气的污染较为严重，增加空气污染治理难度。

三元催化剂长时间使用后，会失活并产生较大的堵塞，影响发动机的正常排气，进一步影响发动机内燃烧率，增加发动机耗能，同时，增加尾气中的有害物质，增加空气污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：目的是提供一种汽车尾气治理装置，其具备转换强度相对均匀和自动调节的优点，从而解决背景技术中所提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种汽车尾气治理装置，包括内置设有保温夹层的壳体、位于壳体两端的氧气传感器和内部的催化剂载体，所述催化剂载体被流通间隙分割成若干块，所述催化剂载体的轴线处装配有与流通间隙连通的固定套管，所述固定套管的内壁活动套设有控制套管，所述控制套管的侧壁设有与流通间隙适配的连通孔，所述固定套管位于催化剂载体外部的侧壁设有排气口，所述控制套管的侧壁设有与排气口对应的排气孔，所述控制套管靠近排气口的一端装配有伸缩件，所述伸缩件连接有排气孔，所述壳体的外侧壁装配有温差电池。

其中，所述伸缩件为伸缩气缸，所述伸缩件的活塞杆与固定套管之间装配有密封活塞。

其中，所述固定套管的外侧壁装配有散热盘，所述固定套管通过散热盘将催化剂载体固定连接，所述催化剂载体与固定套管的外侧壁贴合。

其中，所述连通孔直径沿着发动机端到排气端的方向逐渐变小，所述连通孔适配的流通间隙的宽度跟随着连通孔变小。

其中，所述固定套管与控制套管之间镜面设置，所述固定套管的外侧壁设有活塞橡胶。

其中，所述控制套管和伸缩件之间装配有压力感应器，所述压力感应器和伸缩件与车载ECU进行信息传输。

其中，所述温差电池通过DC电性连接车载电池和车载ECU，所述温差电池的热源端与壳体远离催化剂载体一端的外侧壁贴合。

其中，所述汽车尾气治理装置用于安装在汽车排气管的中段。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

1、本发明一种汽车尾气治理装置，控制套管通过连通孔将尾气直接输送到催化器的中下游，一方面，一部分尾气直接输送到下游，其透过催化剂间隙的路程变短，减少排气阻力，对发动机排气压力要求变低，进一步降低发动机的吸力要求，便于发动机的吸气，减少发动机耗能，另一方面，不同位置的催化剂接触的有害污染物的量相对均匀，各个位置催化剂的转化强度保持一致，其寿命保持一致，提高了整体的使用寿命。

本发明装置中，当催化器内温度或发电量上升到阙值时，车载ECU控制伸缩件收缩，使一部分气体通过排气口直接排除，减少参与反应的HC和CO，降低催化器内氧化反应的强度，从而控制催化器内的温度，避免过快上升，排出温度过高带来的安全隐患，同时短暂的降低催化剂转化效率以保证催化器的完好，使发动机恢复正常工作时三元催化器可以正常工作，保证尾气可以被正常处理。

本发明装置中，三元催化器长期使用并产生堵塞的时候，压力感应器感应到压力变大，控制套管移动，使部分尾气直接排放，降低发动机排气端的压力，保证发动机内空气正常的流动，进一步保持发动机内较佳的空燃比，保证燃烧效率和发动机功率，保证耗能不增加的同时减少黑烟的产生。

附图说明

图1为现有三元催化器的示意图；

图2为本发明装置的结构示意图；

图3为本发明中控制套管5的结构示意图；

图4为本发明图2中B区域的放大示意图；

图5为沿图2中A-A方向的剖视图；

图6为本发明的系统流程示意图；

1、壳体；2、氧气传感器；3、催化剂载体；4、流通间隙；5、控制套管；6、固定套管；7、连通孔；8、排气口；9、伸缩件；10、温差电池；11、压力感应器；12、排气孔。

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，所描述的实施例仅仅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做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2-6所示的一种汽车尾气治理装置，包括内置设有保温夹层的壳体1、位于壳体1两端的氧气传感器2和内部的催化剂载体3，催化剂载体3被流通间隙4分割成若干块，催化剂载体3的外侧壁和壳体1固定，催化剂载体3的轴线处装配有与流通间隙4连通的固定套管6，催化剂载体3和固定套管6之间通过螺栓或卡扣固定，对固定套管6的内壁活动套设有控制套管5，控制套管5和固定套管6之间的相对位移控制控制套管5与流通间隙4的连通，控制套管5的侧壁设有与流通间隙4适配的连通孔7，尾气进入控制套管5后通过连通孔7进入流通间隙4中，将部分尾气送到催化剂载体3的中下游，使得尾气中污染物分散的相对均匀，不同位置的催化剂转化强度保持一致，固定套管6位于催化剂载体3外部的侧壁设有排气口8，控制套管5的侧壁设有与排气口8对应的排气孔12，控制套管5靠近排气口8的一端装配有伸缩件9，伸缩件9连接有排气孔12，伸缩件9和温差电池10均和车载ECU连接，壳体1的内部装有与ECU连接的温度传感器，当壳体1内温度过高时，伸缩件9收缩控制控制套管5移动，使得排气孔12和排气口8对其，使得部分尾气直接排放，减少参与氧化的有害气体，降低反应强度，从而控制温度，壳体1的外侧壁装配有温差电池10，温差电池10一方面可以回收尾气中的温度减少耗能，另一方面辅助监控壳体1内温度。

其中，伸缩件9为伸缩气缸，伸缩件9的活塞杆与固定套管6之间装配有密封活塞，将伸缩件9和尾气隔离，避免尾气损害伸缩件9。

其中，固定套管6的外侧壁装配有散热盘，使得催化剂载体3的温度分布均匀，进一步使催化剂载体3内催化剂反应强度均匀，提高催化剂整体寿命，固定套管6通过散热盘将催化剂载体3固定连接，催化剂载体3与固定套管6的外侧壁贴合，避免未经处理直接尾气泄漏。

其中，连通孔7直径沿着发动机端到排气端的方向逐渐变小，较小的直径透过的尾气较少，越靠近排气端的尾气经过的催化剂厚度越小，使得尾气反应充分，连通孔7适配的流通间隙4的宽度跟随着连通孔7变小，减少宽度提高空间利用率。

其中，固定套管6与控制套管5之间镜面设置，使得控制套管5和固定套管6之间活动通畅，固定套管6的外侧壁设有活塞橡胶，避免尾气从控制套管5和固定套管6直接通过之间从排气口8排出。

其中，控制套管5和伸缩件9之间装配有压力感应器11，压力感应器11和伸缩件9与车载ECU进行信息传输，当壳体1内压力过大的时候，压力感应器11感应的压力增大并传输到车载ECU，进而控制伸缩件9收缩，适当释放压力，使得发动机正常工作。

其中，温差电池10通过DC电性连接车载电池和车载ECU，温差电池10一方面可以回收尾气中的温度减少耗能，另一方面辅助监控壳体1内温度，温差电池10的热源端与壳体1远离催化剂载体3一端的外侧壁贴合，热源端感应到壳体1温度将热能回收利用，冷源端和隔离层覆盖热源端，冷远端通过空气散热，保证冷远端和热源端的温度差。

本发明一种汽车尾气治理装置其工作原理：

尾气从发动机排出进入壳体1内，一部分尾气直接与催化剂载体3接触并转化其中的有害气体，另一部分尾气从进入控制套管5内，通过连通孔7和固定套管6进入流通间隙4内，使部分气体直接与中下游的催化剂反应，使得催化剂与尾气中有害气体的接触面积相对均匀，其转化强度液相对均匀，当发动机工作状态不好，产生大量的HC和CO时，催化剂载体3的表面会有大量的氧化反应发生，壳体1内温度持续升高，随着温度的升高到达阙值，温度传感器将温度传输到车载ECU上，ECU控制伸缩件9收缩，使得排气孔12和排气口8对齐，一部分HC和CO直接从排气口8排出，降低反应强度，使得壳体1内温度得到控制，若催化剂载体3发生堵塞时，壳体1内气压变大，对固定套管6的压力变大，压力感应器11感应到压力变大并传递给车载ECU，车载ECU控制伸缩件9收缩泄压，保证壳体1内压力维持在正常范围。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种汽车尾气治理装置，包括内置设有保温夹层的壳体（1）、位于壳体（1）两端的氧气传感器（2）和内部的催化剂载体（3），其特征在于，所述催化剂载体（3）被流通间隙（4）分割成若干块，所述催化剂载体（3）的轴线处装配有与流通间隙（4）连通的固定套管（6），所述固定套管（6）的内壁活动套设有控制套管（5），所述控制套管（5）的侧壁设有与流通间隙（4）适配的连通孔（7），所述固定套管（6）位于催化剂载体（3）外部的侧壁设有排气口（8），所述控制套管（5）的侧壁设有与排气口（8）对应的排气孔（12），所述控制套管（5）靠近排气口（8）的一端装配有伸缩件（9），所述伸缩件（9）连接有排气孔（12），所述壳体（1）的外侧壁装配有温差电池（10）。

2.根据权利要求1所述的一种汽车尾气治理装置，其特征在于，所述伸缩件（9）为伸缩气缸，所述伸缩件（9）的活塞杆与固定套管（6）之间装配有密封活塞。

3.根据权利要求1所述的一种汽车尾气治理装置，其特征在于，所述固定套管（6）的外侧壁装配有散热盘，所述固定套管（6）通过散热盘将催化剂载体（3）固定连接，所述催化剂载体（3）与固定套管（6）的外侧壁贴合。

4.根据权利要求1所述的一种汽车尾气治理装置，其特征在于，所述连通孔（7）直径沿着发动机端到排气端的方向逐渐变小，所述连通孔（7）适配的流通间隙（4）的宽度跟随着连通孔（7）变小。

5.根据权利要求1所述的一种汽车尾气治理装置，其特征在于，所述固定套管（6）与控制套管（5）之间镜面设置，所述固定套管（6）的外侧壁设有活塞橡胶。

6.根据权利要求1所述的一种汽车尾气治理装置，其特征在于，所述控制套管（5）和伸缩件（9）之间装配有压力感应器（11），所述压力感应器（11）和伸缩件（9）与车载ECU进行信息传输。

7.根据权利要求1所述的一种汽车尾气治理装置，其特征在于，所述温差电池（10）通过DC电性连接车载电池和车载ECU，所述温差电池（10）的热源端与壳体（1）远离催化剂载体（3）一端的外侧壁贴合。

8.根据权利要求1所述的一种汽车尾气治理装置，其特征在于，所述汽车尾气治理装置用于安装在汽车排气管的中段。

Images