CN209637846U - 一种超声波尾气分解功能的机动车三元催化器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超声波尾气分解功能的机动车三元催化器，包括金属壳体、陶瓷载体、耐高温金属滤网、超声波换能器，耐高温金属滤网上设有若干网孔，该耐高温金属滤网设置在金属壳体中，超声波换能器安装于金属壳体外表上，且该超声波换能器上设有的振子端与耐高温金属滤网相连接，以驱动耐高温金属滤网作高频超声波振动。利用超声波换能器驱动耐高温金属滤网，令耐高温金属滤网作超声高频振动，对穿过耐高温金属滤网的尾气形成超声高频切割，令尾气中夹带的杂质被拦截下来或切碎分解更为细小颗粒物，大幅度降低或避免尾气中夹带的杂质对陶瓷载体网孔的堵塞，使延长陶瓷载体对尾气分解能力，使其始终保持良好的工况状态。

Description

一种超声波尾气分解功能的机动车三元催化器

技术领域

本实用新型涉及机动车零部件领域，特别是一种机动车或内燃机三元催化器。

背景技术

三元催化器，是安装在机动车或内燃机排气系统中最重要的机外净化装置，它可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。当高温的汽车尾气通过三元催化器时，三元催化器中的涂覆有催化剂涂层的陶瓷载体将增强CO、HC和NOx三种气体的活性，促使其进行一定的氧化还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体，HC化合物在高温下氧化成水(H20)和二氧化碳，NOx还原成氮气和氧气，这三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。

安装在机动车或内燃机排气系统上的三元催化器，在使用一段时间后，陶瓷载体的网孔上会积存有尾气遗留的杂质（这些杂质例如是燃油中的石油胶质物、未充分燃烧的燃油等）和经氧化还原反应后所留下的反应物，时间一久，陶瓷载体的网孔必然会堵塞，使三元催化器就不能正常工作，发动机或内燃机的尾气不能正常排放，影响到发动机或内燃机的工况，而且附着在陶瓷载体上的稀有金属化合催化剂也会被尾气杂质和反应物覆盖掉，影响到其对尾气净化效果。因此，现有的三元催化器必须定时检查，定时更换。但是频密更换三元催化器，会大大增加消费者的使用成本，而且也不符合循环利用的环保理念。

在现阶段，通常采用对三元催化器进行定期清洗手段，来延长三元催化器使用寿命。目前清洗三元催化器的方式主要二种：一种是，通过从机动车发动机的进气管输入专用清洁剂，让发动机怠速运行，直至将整瓶清洁剂使用完，清洗过程中，三元催化器上的杂物、反应物，从排气管排出，达到清洗的目的。这种清洗方式，只能对一些轻度堵塞的三元催化器，有一定缓解作用，并不能达到彻底清洁的效果，而且稍有操作不当，可能引发发动机故障。另一种是，将三元催化器从机动车上拆卸下来，用专业的清洗设备进行深度清洗。这种清洗方式，清洁较彻底，但需要非常专业的技术人员来操作，繁锁与复杂的拆装过程中，耗时较多，维护费用高。

在进入到2019年，国家环保政策对机动车尾气排放实施更加严苛的国六排放标准，作为机动车生产厂家，发动机工况原理已经非常成熟，已无较大改进空间的情形下，除了做小发动机排量，减少整车的重量，降低机动车的油耗外，为了达到和满足这个严苛的国六排放标准，只能提升三元催化器中的陶瓷载体的网孔密度，将过滤网孔做更得细小，使机动车尾气通过陶瓷载体时，更多尾气与陶瓷载体表面相接触来发生化学反应，进而达到机动车尾气排放更清洁，从而达到和满足更加严苛的国六排放标准。然而，三元催化器的陶瓷载体的网孔密度越高，网孔越小，意味着网孔被堵塞的频率就更高。那么，消费者需要给自己爱车的三元催化器进行维护保养的次数就更为频繁，日常维护费用也就更高得离谱。

因此，本申请人认为，在当前严苛环保要求下，如何提升三元催化器净化能力，降低三元催化器维护频率和维护费用，仍然是三元催化器产品需要改善与发展的方向。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述问题和不足，提供一种超声波尾气分解功能的机动车三元催化器，该三元催化器利用超声波换能器驱动耐高温金属滤网，令耐高温金属滤网作超声高频振动，对穿过耐高温金属滤网的尾气形成超声高频切割，令尾气中夹带的杂质被拦截下来或切碎分解更为细小颗粒物，大幅度降低或避免尾气中夹带的杂质对陶瓷载体网孔的堵塞，使延长陶瓷载体对尾气分解能力，使催化器载体始终保持良好的工况状态，减少三元催化器的维护频率，降低三元催化器的日常维护费用，延长三元催化器的使用寿命，而且还具有结构简单、实现容易、简单可靠、耐用的特点。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种超声波尾气分解功能的机动车三元催化器，包括带进气端口与出气端口的金属壳体、装置于金属壳体内腔中的涂覆有催化剂涂层的陶瓷载体，其特点在于还包括有耐高温金属滤网、超声波换能器，其中所述耐高温金属滤网上均匀设置有若干网孔，该耐高温金属滤网设置在位于陶瓷载体进气端前面的金属壳体中，所述超声波换能器安装于金属壳体外表上，且该超声波换能器上设有的振子端与耐高温金属滤网相连接，以驱动耐高温金属滤网作高频超声波振动。

为了进一步地提升本实用新型对机动车尾气清洁处理能力与清洁的效果，本实用新型还包括尿素储放容器，所述金属壳体上还设有朝向耐高温金属滤网喷射尿素的尿素喷射嘴，该尿素喷射嘴通过管路与尿素储放容器相连接。

为了方便定期清走积聚在耐高温金属滤网底边的杂质或污物，所述金属壳体的底部还设有排污口，该排污口上连接有电磁开关阀。

为了使本实用新型在实际应用当中，能够灵活地根据机动车的发动机排量进行安排三元催化器的尾气处理能力，所述金属壳体包括进气端口、出气端口、若干个筒节壳，各个筒节壳之间以法兰连接结构方式组装一起，所述进气端口与筒节壳之间以法兰连接结构方式组装一起，所述出气端口与筒节壳之间以法兰连接结构方式组装一起；所述耐高温金属滤网、陶瓷载体分别依序设置于各筒节壳中。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过在金属壳体中位于陶瓷载体的进气前端设置有超声波换能器及耐高温金属滤网的结构，通过利用超声波换能器工作时产生的超声高频振动，来驱动耐高温金属滤网作超声高频振动，对穿过耐高温金属滤网的尾气形成超声高频切割，令尾气中夹带的杂质被拦截下来或者切碎分解更为细小颗粒物，大幅度降低或避免尾气中夹带的杂质对陶瓷载体网孔的堵塞，使延长陶瓷载体对尾气分解能力，使催化器载体始终保持良好的工况状态，减少三元催化器的维护频率，降低三元催化器的日常维护费用，延长三元催化器的使用寿命，而且还具有结构简单、实现容易、简单可靠、耐用的特点。

附图说明

图1为本实用新型的方案一的立体结构示意图。

图2为本实用新型的方案一在解剖状态下的结构示意图之一。

图3为本实用新型的方案一在解剖状态下的结构示意图之二。

图4为本实用新型的耐高温金属滤网与陶瓷载体的排列剖开示意图。

图5为本实用新型的方案二的立体结构示意图。

图6为本实用新型的方案二在剖开状态下的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型所述的一种超声波尾气分解功能的机动车三元催化器，包括带进气端口11与出气端口12的金属壳体1、装置于金属壳体1内腔中的涂覆有催化剂涂层的陶瓷载体2。为了实现本实用新型所提出的目的，本实用新型还包括有耐高温金属滤网4、超声波换能器5，其中，所述耐高温金属滤网4上均匀设置有若干网孔41，网孔41的孔径与陶瓷载体2上的网孔孔径相同，或者略小于陶瓷载体2上的网孔孔径，以较好阻隔与切割作用。如图2或图3所示，所述耐高温金属滤网4设置在位于陶瓷载体2进气端前面的金属壳体1中，所述超声波换能器5安装于金属壳体1外表上，且该超声波换能器5上设有的振子端与耐高温金属滤网4相连接，以驱动耐高温金属滤网4作高频超声波振动。在具体实施时，一般在金属壳体1的内腔中还相对应设有起限位作用的环槽20，以使耐高温金属滤网4、陶瓷载体2能限定嵌置在金属壳体1的内腔中，同时也便于耐高温金属滤网4横切竖立于金属壳体1的内腔中装配。此外，如图4所示，在耐高温金属滤网4的外环上还包覆有一圈石棉垫圈或陶瓷纤维垫圈42，通过石棉垫圈或陶瓷纤维垫圈42运用，一方面使耐高温金属滤网4与环槽20不是硬接触，具有一定伸展性，方便超声波换能器5驱动耐高温金属滤网4时，令耐高温金属滤网4产生超声高频振动；另一方面还具有一定密封阻隔作用。

为了进一步地提升本实用新型对机动车尾气清洁处理能力与清洁的效果，如图1所示，本实用新型还包括尿素储放容器6，所述金属壳体1上还设有朝向耐高温金属滤网4喷射尿素的尿素喷射嘴7，该尿素喷射嘴7通过管路与尿素储放容器6相连接，在尿素喷射嘴7上还连接有电磁开关阀9，以方便控制尿素喷射嘴7的通或断。通过尿素喷射嘴7的设计，使车辆行使过程中，可以定期电控向耐高温金属滤网4喷射尿素，对耐高温金属滤网4、陶瓷载体2进行冲刷，以提升耐高温金属滤网4、陶瓷载体2对尾气的处理清洁效果。另外，在尿素储放容器6中还可以增设有抽液电动泵，以起到增压作用。

此外，又如图1至图3所示，在金属壳体1上还设有朝向耐高温金属滤网4喷射清洁液的清洁液喷射嘴71，在清洁液喷射嘴71上还连接有电磁开关阀9，以方便控制清洁液喷射嘴71的通或断。所述清洁液喷射嘴71通过路管与一个独立的储液容器72相连接，人们可以将一些三元催化器清洁用的专用液添加于储液容器72中，通过清洁液喷射嘴71喷射在耐高温金属滤网4中，定期对耐高温金属滤网4、陶瓷载体2进行清洁与保养。另外在储液容器72中还可以增设有抽液电动泵，以起到增压作用。

为了便排出积聚在金属壳体1中腔底的杂质，如图1、图2所示，所述金属壳体1的底部还设有排污口8，该排污口8上连接有电磁开关阀9，电磁开关阀9用于控制排污口8的打开与关闭。例如，通过清洁液喷射嘴71喷入清洁液进行清洁三元催化器后，就可以打开排污口8，使清洁液及杂质排放掉。

又如图1和图2所示，所述金属壳体1上位于耐高温金属滤网4位置的底面还设有排污口8，以利于工作时产生的积聚在耐高温金属滤网4底边处的杂质、污物排出。该排污口8连接有管路81，在该管路81上串接有电磁开关阀9。当设计有多个排污口8时，各个排污口8就通过管路81串接一起，由一个电磁开关阀9进行集中控制管路的打开或关闭。

此外，如图1和图2所示，在所述进气端口11、出气端口12上还分别串接有电磁开关阀9。通过这两个位置的电磁开关阀9的设计，使本实用新型在对三元催化器进行喷射清洁时，可以将这两端关闭上，然后通过清洁液喷射嘴71对金属壳体1的内腔灌满清洁液，进行浸泡进行清洁，同时启动超声波换能器5，耐高温金属滤网4产生高频超声振动，振荡清洁液不断产生气泡，利用气泡的爆破来冲刷耐高温金属滤网4、陶瓷载体2、金属壳体1的内腔壁，实现在不拆解的情况下，超声波浸泡清洁三元催化器的目的，令整个三元催化器的维护更为简单、方便。当清洁完成后，可以打开排污口8的电磁开关阀9，排走污水。

为了再进一步地提升本实用新型的耐高温金属滤网4对穿过尾气的切割分解效果，如图2和图3所示，所述金属壳体1中位于陶瓷载体2进气端前面还设置有至少二组耐高温金属滤网4，在金属壳体1外表面上相对应地还设置有与各耐高温金属滤网4相连接的超声波换能器5。通过多组耐高温金属滤网4对穿过尾气的反复多次切割分解，使尾气中夹带的杂质得到有效地分解与切碎，或者杂质被有效地拦截下，使经超声波切割处理后尾气再通过陶瓷载体2时，能够更好地与陶瓷载体2接触和发生化学反应，而且不对陶瓷载体2的网孔构成阻塞，更好地延长了陶瓷载体2的使用寿命。

如图1和图2所示，所述金属壳体1的侧面还设有安装底座10，该安装底座10设有供超声波换能器伸入与安装的安装孔101，所述超声波换能器5固定安装于安装孔101中，并且所述超声波换能器5的振子穿过金属壳体1后与耐高温金属滤网4相连接。具体是这样的，如图3所示，所述安装底座10由固定在金属壳体1上的固定底座102与可拆装地安装在固定底座102上的活动盖座103，所述安装孔101相对应地开设有固定底座102与活动盖座103上，超声波换能器5的振子端穿过固定底座102上的安装孔101与金属壳体1中的耐高温金属滤网4进行连接一起，以将高频振动能传递给耐高温金属滤网4，超声波换能器5的安装端固定在活动盖座103的安装孔101中，在超声波换能器5的安装端上设有电极连接端也从活动盖座103上设有的线孔穿出，来获得工作所需的电能。

在前面所述结构方案原理的基础上，为了使本实用新型在实际应用当中，能够灵活地根据机动车的发动机排量进行安排三元催化器的尾气处理能力，本实用新型还设计出了，将金属壳体1分解成若干段，将耐高温金属滤网4、陶瓷载体2分布各段筒壳中的实施方案。具体是这样的，如图5和图6所示，所述金属壳体1包括进气端口11、出气端口12、若干个筒节壳13，各个筒节壳13之间以法兰连接结构方式组装一起，所述进气端口11与筒节壳13之间以法兰连接结构方式组装一起，所述出气端口12与筒节壳13之间以法兰连接结构方式组装一起；所述耐高温金属滤网4、陶瓷载体2分别依序设置于各筒节壳13中。在法兰连接结构之间还设有陶瓷纤维垫片30，以起到密封作用。

在前面技术方案的思路指引下，所述超声波换能器5可以设置在金属壳体1外进行驱动耐高温金属滤网4作超声高频振动，即前面所述的实施方式。此外，也可以将超声波换能器5直接布置金属壳体1内的耐高温金属滤网4上，对耐高温金属滤网4进行直接的超声高频振动，这种方式为超声波换能器5内置的实施方式。当将超声波换能器5直接布置于耐高温金属滤网4上时，必须先在超声波换能器5外表包覆有高硬度的耐高温度隔热材料，来避免超声波换能器被高温的尾气烧毁。例如，先在超声波换能器5上包覆一层陶瓷纤维隔热材料层，然后再在陶瓷纤维隔热材料层外表包覆一层耐高温的金属材料层等。

Claims (10)

1.一种超声波尾气分解功能的机动车三元催化器，包括带进气端口（11）与出气端口（12）的金属壳体（1）、装置于金属壳体（1）内腔中的涂覆有催化剂涂层的陶瓷载体（2），其特征在于：还包括有耐高温金属滤网（4）、超声波换能器（5），其中所述耐高温金属滤网（4）上均匀设置有若干网孔（41），该耐高温金属滤网（4）设置在位于陶瓷载体（2）进气端前面的金属壳体（1）中，所述超声波换能器（5）安装于金属壳体（1）外表上，且该超声波换能器（5）上设有的振子端与耐高温金属滤网（4）相连接，以驱动耐高温金属滤网（4）作高频超声波振动。

2.根据权利要求1所述超声波尾气分解功能的机动车三元催化器，其特征在于：还包括尿素储放容器（6），所述金属壳体（1）上还设有朝向耐高温金属滤网（4）喷射尿素的尿素喷射嘴（7），该尿素喷射嘴（7）通过管路与尿素储放容器（6）相连接。

3.根据权利要求1所述超声波尾气分解功能的机动车三元催化器，其特征在于：所述金属壳体（1）上还设有朝向耐高温金属滤网（4）喷射清洁液的清洁液喷射嘴（71）。

4.根据权利要求1所述超声波尾气分解功能的机动车三元催化器，其特征在于：所述金属壳体（1）的底部还设有排污口（8），该排污口（8）上连接有电磁开关阀（9）。

5.根据权利要求4所述超声波尾气分解功能的机动车三元催化器，其特征在于：所述金属壳体（1）上位于耐高温金属滤网（4）位置的底面还设有排污口（8），该排污口（8）连接有管路（81），在该管路（81）上串接有电磁开关阀（9）。

6.根据权利要求1所述超声波尾气分解功能的机动车三元催化器，其特征在于：所述金属壳体（1）中位于陶瓷载体（2）进气端前面还设置有至少二组耐高温金属滤网（4），在金属壳体（1）外表面上相对应地还设置有与各耐高温金属滤网（4）相连接的超声波换能器（5）。

7.根据权利要求6所述超声波尾气分解功能的机动车三元催化器，其特征在于：所述金属壳体（1）的侧面还设有安装底座（10），该安装底座（10）设有供超声波换能器伸入与安装的安装孔（101），所述超声波换能器（5）固定安装于安装孔（101）中，并且所述超声波换能器（5）的振子穿过金属壳体（1）后与耐高温金属滤网（4）相连接。

8.根据权利要求1所述超声波尾气分解功能的机动车三元催化器，其特征在于：所述金属壳体（1）包括进气端口（11）、出气端口（12）、若干个筒节壳（13），各个筒节壳（13）之间以法兰连接结构方式组装一起，所述进气端口（11）与筒节壳（13）之间以法兰连接结构方式组装一起，所述出气端口（12）与筒节壳（13）之间以法兰连接结构方式组装一起；所述耐高温金属滤网（4）、陶瓷载体（2）分别依序设置于各筒节壳（13）中。

9.根据权利要求1所述超声波尾气分解功能的机动车三元催化器，其特征在于：所述进气端口（11）、出气端口（12）上还分别串接有电磁开关阀（9）。

10.根据权利要求1所述超声波尾气分解功能的机动车三元催化器，其特征在于：所述耐高温金属滤网（4）上还包覆有一圈石棉垫圈或陶瓷纤维垫圈（42）。