CN210003368U - 三元催化装置及汽车排气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于汽车后处理技术领域，具体涉及一种三元催化装置及汽车排气系统，该三元催化装置包括箱体、第一隔板和第二隔板和催化剂载体，箱体上设置有进气管和排气管，第一隔板和第二隔板均设置于箱体内，将箱体分隔为第一扩张腔、共振腔和第二扩张腔，催化剂载体设置在第一扩张腔、共振腔和第二扩张腔内，且催化剂载体分别与第一扩张腔和第二扩张腔连通，第一隔板上设置有连接管，连接管连通第一扩张腔和共振腔，且连接管的尺寸设置成改变共振腔的消音频率，共振腔为至少一个，且共振腔的容积设置成改变共振腔的消音频率，根据实用新型实施例的三元催化装置，共振腔与第一扩张腔和第二扩张腔分别完成对低频和中高频噪音的消声。

Description

三元催化装置及汽车排气系统

技术领域

本实用新型属于汽车后处理技术领域，具体涉及一种三元催化装置及汽车排气系统。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强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和二氧化碳；NOx还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。

现有的三元催化器使用扩张腔和穿孔板结构来对排气噪音进行处理，但扩张腔适用于中高频率的噪音，穿孔板适用于高频的噪音，对于发动机的低频噪音的消声能力不足，从而造成整车的噪音不通过。

实用新型内容

本实用新型的目的是至少解决现有技术中三元催化器对于发动机排气产生的低频噪音的消声能力不足的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的第一方面提出了一种三元催化装置，包括箱体、第一隔板和第二隔板和催化剂载体，所述箱体上设置有进气管和排气管，所述第一隔板和所述第二隔板均设置于所述箱体内，将所述箱体分隔为第一扩张腔、共振腔和第二扩张腔，所述催化剂载体设置在所述共振腔和所述第二扩张腔内，且所述催化剂载体分别与所述第一扩张腔和所述第二扩张腔连通，所述第一隔板上设置有连接管，所述连接管连通所述第一扩张腔和所述共振腔，且所述连接管的尺寸设置成改变所述共振腔的消音频率，所述共振腔为至少一个，且所述共振腔的容积设置成改变所述共振腔的消音频率。

根据本实用新型实施例的三元催化装置，汽车尾气经过进气管进入到箱体中，通过催化剂载体对尾气进行氧化-还原处理，除了作为对尾气进行化学处理，还集成了消音能力，第一扩张腔、第二扩张腔和共振腔对尾气进行噪音消声处理，将三元催化转化器和消声器合成一体结构，同时实现尾气净化和消音功能，一体化结构降低了对空间的需求，使发动机的结构更加紧凑，有利于系统布置，具有高度的集成化，另外，增设共振腔，与第一扩张腔和第二扩张腔分别完成对低频和中高频噪音的消声，相比较于现有技术提升了对于低频噪音的消音能力。

另外，根据本实用新型实施例的三元催化装置，还可具有如下附加的技术特征：

在本实用新型的一些实施例中，所述进气管的第一进气端位于所述箱体的外部，所述进气管的第一排气端位于所述第二扩张腔内。

在本实用新型的一些实施例中，所述排气管的第二进气端位于所述第一扩张腔内，所述排气管的第二排气端位于所述箱体的外部。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一扩张腔的宽度小于所述第二扩张腔的宽度。

在本实用新型的一些实施例中，所述三元催化装置还包括设置在所述第二扩张腔内的第三隔板；

所述第三隔板上均匀设置有多个通孔，且所述第三隔板与所述箱体之间形成穿孔腔。

在本实用新型的一些实施例中，所述穿孔腔内设置有吸音材料。

本实用新型的第二方面提出了一种汽车排气系统，包括上述任一技术方案中的三元催化装置。

本发明实施例的汽车排气系统与上述任一技术方案中的三元催化装置具有相同的优势，在此不再赘述。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例的三元催化装置的冷却水道的剖视图；

图2为图1所示的三元催化装置的立体结构示意图；

图3为图1所示的三元催化装置的另一方向的立体结构示意图。

附图标记：

1、箱体；11、进气管；12、排气管；13、第一扩张腔；14、共振腔；15、第二扩张腔；

2、第一隔板；21、连接管；

3、第二隔板；

4、催化剂载体；

5、第三隔板。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向（旋转90度或者在其它方向）并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如图1-图3所示，根据本实用新型一个实施例的三元催化装置，包括箱体1、第一隔板2和第二隔板3和催化剂载体4，箱体1上设置有进气管11和排气管12，第一隔板2和第二隔板3均设置于箱体1内，将箱体1分隔为第一扩张腔13、共振腔14和第二扩张腔15，催化剂载体4设置在第一扩张腔13、共振腔14和第二扩张腔15内，且催化剂载体4分别与第一扩张腔13和第二扩张腔15连通，所述第一隔板上设置有连接管，所述连接管连通所述第一扩张腔和所述共振腔，且所述连接管的尺寸设置成改变所述共振腔的消音频率，所述共振腔为至少一个，且所述共振腔的容积设置成改变所述共振腔的消音频率。

根据本实用新型实施例的三元催化装置，汽车尾气经过进气管11进入到箱体1中，通过催化剂载体4对尾气进行氧化-还原处理，除了作为对尾气进行化学处理，还集成了消音能力，第一扩张腔13、第二扩张腔15和共振腔14对尾气进行噪音消声处理，将三元催化转化器和消声器合成一体结构，同时实现尾气净化和消音功能，且尾气在催化剂载体4中进行整流，提高了气流的平顺性，一体化结构降低了对空间的需求，使发动机的结构更加紧凑，有利于系统布置，具有高度的集成化，另外，增设共振腔14，与第一扩张腔13和第二扩张腔15分别完成对低频和中高频噪音的消声，相比较于现有技术提升了对于低频噪音的消音能力，共振腔14为亥姆霍兹共振腔14，共振腔14是一个有细颈或小开口的容器，在图中，连接管21为亥姆霍兹共振腔14的细颈或小开口，当受声波的作用时，颈内的空气振动，而容器内的空气对之产生恢复力，减少振动，以达到消声的作用，共振腔14的消音频率与声速、连接管21的横截面积、连接管21的长度和共振腔14的容积有关，根据公式

计算，其中，f是需要消除的频率，C是声速，Sc是连接管21截面积；Lc是连接管21长度，V是共振腔14的容积，根据不同发动机的尾气先进行频谱的测试，根据测试结果决定共振腔14的尺寸和连接管21的尺寸，通过对共振腔14的数量、尺寸和连接管21的尺寸进行改变，使其能够匹配不同低频段的噪音，提高了三元催化器的消音能力，共振腔14数量影响对于发动机的低频噪音的消音能力，根据不同发动机的尾气先进行频谱的测试，根据测试结果决定共振腔14的个数，使其与尾气噪音相适配，以提高低频消声能力。

在本实用新型的一些实施例中，进气管11的第一进气端位于箱体1的外部，用于连接排放的尾气，进气管11的第一排气端位于第二扩张腔15内，即进气管11依次穿过第一扩张腔13和共振腔14与第二扩张腔15连通，尾气经过进气管11直接进入到第二扩张腔15内，催化剂载体4设置于第一扩张腔13、共振腔14和第二扩张腔15内，且催化剂载体4的两端分别与第一扩张腔13和第二扩张腔15连通，尾气从第二扩张腔15中进入到催化剂载体4中，经过氧化还原反应的气体进入到第一扩张腔13中，再由排气管12排出，进气管11的设置方式优化了尾气的流动方向和路径，延长了流动距离，进一步提高整体的消音能力。

在本实用新型的一些实施例中，除了对尾气的进入路径进行优化，还可以对尾气的排出进行优化，经过催化剂载体4之后的尾气需要排出，对排气管12进行如下设置：排气管12的第二进气端位于第一扩张腔13内，排气管12的第二排气端位于箱体1的外部，即排气管12依次穿过第二扩张腔15和共振腔14与第一扩张腔13连通，进一步延长了流动距离，提高了整体的消音能力。

在本实用新型的一些实施例中，第一扩张腔13的宽度小于第二扩张腔15的宽度，即第一扩张腔13的容积小于第二扩张腔15的容积，使其适用于不同频段的噪音，增加三元催化器的工作范围。

在本实用新型的一些实施例中，三元催化装置还包括设置在第二扩张腔15内的第三隔板5，第三隔板5上均匀设置有多个通孔，且第三隔板5与箱体1之间形成穿孔腔，在尾气进入催化剂载体4之前，进入到第二扩张腔15后，先进入到穿孔腔中，经过穿孔板，穿孔板上均匀设置有多个通孔，通孔可消除声波中高频噪音。

在本实用新型的一些实施例中，为了增加穿孔腔的消声能力，在穿孔腔中可设置有吸音材料，可为玻璃棉，尾气经过玻璃棉的反射和摩擦，声能能够转化为热能散失，减少了传递至第一扩张腔13的噪音，尾气的流动路径为：进气管11-第二扩张腔15-穿孔腔-第二扩张腔15-催化剂载体4-第一扩张腔13-排气管12。

本实用新型的另一实施例还提出了一种汽车排气系统，包括上述任一实施例中的三元催化装置。

本发明实施例的汽车排气系统与上述任一技术方案中的三元催化装置具有相同的优势，在此不再赘述。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种三元催化装置，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体上设置有进气管和排气管；

第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板均设置于所述箱体内，将所述箱体分隔为第一扩张腔、共振腔和第二扩张腔；

催化剂载体，所述催化剂载体设置在所述第一扩张腔、所述共振腔和所述第二扩张腔内，且所述催化剂载体分别与所述第一扩张腔和所述第二扩张腔连通；

所述第一隔板上设置有连接管，所述连接管连通所述第一扩张腔和所述共振腔，且所述连接管的尺寸设置成改变所述共振腔的消音频率，所述共振腔为至少一个，且所述共振腔的容积设置成改变所述共振腔的消音频率。

2.根据权利要求1所述的三元催化装置，其特征在于，所述进气管的第一进气端位于所述箱体的外部，所述进气管的第一排气端位于所述第二扩张腔内。

3.根据权利要求1所述的三元催化装置，其特征在于，所述排气管的第二进气端位于所述第一扩张腔内，所述排气管的第二排气端位于所述箱体的外部。

4.根据权利要求1所述的三元催化装置，其特征在于，所述第一扩张腔的宽度小于所述第二扩张腔的宽度。

5.根据权利要求1所述的三元催化装置，其特征在于，所述三元催化装置还包括设置在所述第二扩张腔内的第三隔板；

所述第三隔板上均匀设置有多个通孔，且所述第三隔板与所述箱体之间形成穿孔腔。

6.根据权利要求5所述的三元催化装置，其特征在于，所述穿孔腔内设置有吸音材料。

7.一种汽车排气系统，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的三元催化装置。

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