CN201486629U - 汽车催化转化器的载体改良结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车催化转化器的载体改良结构，该载体设置于转化器壳体的扩张管段上，其由隔板区隔出若干通道，该若干通道的径向宽度自载体截面中心到边缘呈现逐渐减小的方式排布。由于载体通道设置成中心宽边缘窄的结构形式，这样当气流流过较宽的中心通道时，可以使流速减缓，相反的，当气流流过边缘较窄的通道时，可以增加流速，从而可以对原本中心流速高边缘流速低的气流起到平衡作用，使整个截面的气流流速趋于均匀，因此可以提高转化效率，增加使用寿命。

Description

汽车催化转化器的载体改良结构

技术领域

本实用新型涉及一种汽车用催化转化器，尤指一种汽车催化转化器的载体改良结构。

背景技术

三效催化转化器是目前汽车领域中应用最多的废气后处理净化技术。当发动机工作时，废气经排气管进入催化器，其中氮氧化物与废气中的一氧化碳、氢气等还原性气体在催化作用下分解成氮气和氧气；而碳氢化合物和一氧化碳在催化作用下充分氧化，生成二氧化碳和水蒸气。

现有催化转化器的基本结构如图1所示，它主要由壳体1、垫层2及载体3组成，载体3表面涂覆有涂层及催化剂等活性组分。壳体1是整个催化转化器的支承体。垫层2则设置于载体3与壳体1之间，该垫层2通常由软质耐热材料构成，垫层2的设置是为了使载体3在壳体1内位置牢固，防止它因振动而损坏，还为了补偿不同材料之间热膨胀性的差别，保证载体3周围的气密性。垫层具有特殊的热膨胀性能，可以避免载体3在壳体1内部发生窜动而导致载体破碎。载体3设置于壳体1的扩张管段上，其一般采用蜂窝结构(如图2)，也有采用四方形通道(如图3)或三角形通道等结构。载体3的蜂窝表面或通道表面有涂层和活性组分，涂层可增加载体的表面积，活动组分为催化剂和助催化剂，其涂覆于蜂窝表面，与废气的接触表面积非常大，所以其净化效率高，当发动机的空燃比在理论空燃比附近时，三效催化剂可将90％的碳氢化合物和一氧化碳及70％的氮氧化物同时净化，因此这种催化器被称为三效催化转化器。目前，电子控制汽油喷射加三效催化转化器已成为国内外汽油车排放控制技术的主流。

然而，现有催化转化器却也存在不足之处：

常规结构的催化转化器壳体1在其扩张管段上，由于气流的扩散，导致流速分布不均匀。管道中心的流速高，使得气体流动集中在载体3的中心区域，而载体3的蜂窝状或者四方形等形状的通道也是均匀分布的(如图2、3所示)，并不会分散气流，从而使中心区域的流速过快，温度过高；而载体边缘气流量小，温度又较低。这就使得载体中心区域的催化剂老化加快，而边缘区域的催化剂却不能充分发挥作用。其结果既降低了催化转化器的转化效率，又缩短了其使用寿命。另外，由于温度分布的不均匀，导致载体截面产生热应力，容易使载体损坏。

实用新型内容

鉴于现有催化转化器存在气流流速不均匀，导致温度不均，致使转化效率低，使用寿命短等缺陷，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可令气流流速均匀的汽车催化转化器的载体改良结构。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术解决方案是：

一种汽车催化转化器的载体改良结构，该载体设置于转化器壳体的扩张管段上，其由隔板区隔出若干通道，该若干通道的径向宽度自载体截面中心到边缘呈现逐渐减小的方式排布。

所述的通道是以载体截面圆心为公共圆心的一组同心圆环。

所述的通道为扇形。

所述的通道为螺旋形，且螺旋通道各个环槽的径向宽度自载体截面圆心到边缘呈现逐渐减小的方式排布。

采用上述方案后，由于本实用新型将催化转化器的载体通道设置成中心宽边缘窄的结构形式，这样当气流流过较宽的中心通道时，可以使流速减缓，相反的，当气流流过边缘较窄的通道时，可以增加流速，从而可以对原本中心流速高边缘流速低的气流起到平衡作用，使整个截面的气流流速趋于均匀，气流均匀后，自然不会出现中心区域催化剂老化快，边缘区域催化剂又不能充分发挥作用的现象，也不会出现因温度公布不均匀而导致的载体截面产生热应力问题，因此可以提高转化效率，增加使用寿命。

附图说明

图1是现有催化转化器的基本结构示意图；

图2是现有催化转化器载体的截面示意图；

图3是现有催化转化器另一种载体截面示意图；

图4是本实用新型第一实施例的纵截面剖视图；

图5是图4的A-A截面图；

图6是本实用新型第二实施例的横截面剖视图；

图7是本实用新型第三实施例的横截面剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详述。

本实用新型所揭示的是一种汽车用催化转化器的载体，如图4及图5所示，为本实用新型第一较佳实施例，该载体3与现有技术相同，是设置于转化器壳体1的扩张管段上，该载体3由隔板区隔出若干通道31，通道的表面用以涂覆涂层和活性组分。在本实施例中，所述的通道31是以载体3截面圆心为公共圆心的一组同心圆环，且各个环形通道31的径向宽度自圆心到边缘逐渐减小。

由于位于载体3中心的通道31的宽度较宽，气流流过时可以减缓流速，相反的，位于边缘的通道宽度较窄，气流流过时可以增加流速，这样就可以对原本中心流速高边缘流速低的气流起到平衡作用，使整个截面的气流流速趋于均匀，气流均匀后，自然不会出现中心区域催化剂老化快，边缘区域催化剂又不能充分发挥作用的现象，也不会出现因温度公布不均匀而导致的载体截面产生热应力问题，从而提高转化效率，增加使用寿命。

如图6所示，为本实用新型的第二实施例。本实施例所述的载体3同样是由隔板区隔出若干通道31，该通道31为扇形，且各个扇形通道31同样是其径向宽度自圆心到边缘呈逐渐减小方式排布。本实施例说明，所述的通道31形状可以有多种，除环形、扇形以外，还可以如方形、三角形等。事实上本实用新型的关键在于：所述若干通道31的径向宽度自载体3截面中心到边缘呈现逐渐减小的方式排布。这样就可以使气流均匀公布，增高转化效率，减小热应力，增加使用寿命。

再如图7所示，为本实用新型的第三实施例。对于制造而言，设置成环形或扇形通道并不容易制造，设置成不同大小的方形或三角形通道更是很难实现。为了方便制造，本实用新型第三实施例采用螺旋通道31的方式，且螺旋通道各个环槽的径向宽度自载体3截面圆心到边缘呈现逐渐减小的方式排布。采用螺旋通道31的结构，制造时就可选用一块片状的金属板材，卷曲而成螺旋状设置于壳体1内，制造相当方便简单，可以大幅降低制造成本。

Claims (4)

1.一种汽车催化转化器的载体改良结构，该载体设置于转化器壳体的扩张管段上，其由隔板区隔出若干通道，其特征在于：所述若干通道的径向宽度自载体截面中心到边缘呈现逐渐减小的方式排布。

2.如权利要求1所述汽车催化转化器的载体改良结构，其特征在于：所述的通道是以载体截面圆心为公共圆心的一组同心圆环。

3.如权利要求1所述汽车催化转化器的载体改良结构，其特征在于：所述的通道为扇形。

4.如权利要求1所述汽车催化转化器的载体改良结构，其特征在于：所述的通道为螺旋形，且螺旋通道各个环槽的径向宽度自载体截面圆心到边缘呈现逐渐减小的方式排布。

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