CN218624380U - 一种浸入式载体测温集成布置式的三元催化器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种浸入式载体测温集成布置式的三元催化器，包括壳体、第一催化载体、第二催化载体、温度传感器，所述壳体的两端分别设有进气口、出气口，壳体的内部沿气流方向设有第一催化载体、第二催化载体，所述壳体的侧面开设安装孔，所述安装孔的下部延伸至第一催化载体内部；所述温度传感器安装到安装孔上，并向下延伸至安装孔的内部，使温度传感器的感应探头直接或间接和第一催化载体抵接，实现测温；所述温度传感器和三元催化器螺纹连接。本实用新型具有结构简单、传热效率高、响应性强等优点。

Description

一种浸入式载体测温集成布置式的三元催化器

技术领域

本实用新型涉及三元催化器技术领域，特别是涉及一种浸入式载体测温集成布置式的三元催化器。

背景技术

随着国六排放法规的全新升级，为保证天然气发动机的低排放，满足更长周期的耐久里程要求，当前国六的主流技术路线是当量燃烧+TWC+ASC,当量燃烧下较稀薄燃烧排温大幅上升，并且伴随点火系统零部件的老化，以及市场气体成分差异大等原因发生失火，未燃气体通过排气尾管进入三元催化器内燃烧，导致发动机触发排温高故障，加速催化器劣化，尾气排放超标，以及载体高温烧融等不可逆的损坏。

现有天然气发动机的三元催化器的保护主要是通过在第一催化载体和第二催化载体之间布置催化器温度传感器，通过ECU监测催化器温度传感器达到某一超高临界值进行温度保护。但当前催化器排温传感器由于布置于第一催化载体出口位置，且采用非热电偶传感器，响应性较差，无法实时有效测量催化单元内部载体温度，若发动机真实发生失火以及其它放热量急剧激增等引发的高温损坏时，无法起到快速保护催化器的作用。

由于量产问题，催化器排温传感器均采用非热电偶高温传感器，从发动机实际发生失火引发载体内部温度急剧升高到催化器温度传感器发出温度报警，由于当前测温方案是以空气为介质进行传热，速率较慢，导致响应性存在较长时间的迟滞，催化器载体内部实际已经受到不同程度损坏，对催化器的保护力度收效甚微。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本实用新型的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

实用新型内容

本实用新型目的在于提出一种结构简单、传感器响应性快，能够延长使用寿命的浸入式载体测温集成布置式的三元催化器。

为此，本实用新型提出一种浸入式载体测温集成布置式的三元催化器。

优选地，本实用新型还可以具有如下技术特征：

一种浸入式载体测温集成布置式的三元催化器，包括壳体、第一催化载体、第二催化载体、温度传感器，所述壳体的两端分别设有进气口、出气口，壳体的内部沿气流方向设有第一催化载体、第二催化载体，所述壳体的侧面开设安装孔，所述安装孔的下部延伸至第一催化载体内部；所述温度传感器安装到安装孔上，并向下延伸至安装孔的内部，使温度传感器的感应探头直接的或者间接的和所述第一催化载体抵接，实现测温；所述温度传感器和三元催化器螺纹连接。

进一步地，在安装孔中还设有固体导热介质，所述温度传感器的感应探头通过固体导热介质间接的和所述安装孔的内壁或底部抵接；所述固体导热介质的一部分本体和第一催化载体抵接，一部分本体和温度传感器的感应探头抵接。

进一步地，所述温度传感器和固体导热介质为一体式结构；所述固体导热介质的熔点大于1000℃。

进一步地，所述固体导热介质为柔性固体导热件。

进一步地，所述柔性固体导热件为弹力件。

进一步地，所述弹力件为弹簧或压簧。

进一步地，所述弹簧或压簧的一端连接在温度传感器头部的感应探头上，另一端和安装孔的内壁或底部抵接。

进一步地，所述柔性固体导热件为金属丝。

进一步地，所述金属丝为钢丝或铁丝。

进一步地，所述安装孔内部填充足量的金属丝，保证温度传感器的感应探头与金属丝连接，且金属丝也同时与安装孔的内壁或底部抵接。

本实用新型与现有技术对比的有益效果包括：采用浸入式载体设计，将三元催化器的温度传感器布置于第一催化载体内部。温度传感器通过柔性固体导热件获取第一催化载体的温度，使其与第一催化载体柔性接触，第一催化载体内部的高温通过柔性固体导热件瞬时传导至温度传感器，同时还能防止导热件损坏载体，极大提升温度传感器的响应性，及时保护三元催化器，可大幅降低高额的市场赔付以及更换零部件的费用。

附图说明

图1是现有技术方案结构示意图。

图2是本实用新型的结构示意图。

图3是现有技术测温方案测试结果。

图4是本实用新型的测温方案测试结果。

附图标记说明：1、壳体；2、温度传感器；3、第一催化载体；4、第二催化载体；5、进气口；6、出气口；7、安装孔；8、压簧；L、第一催化载体热电偶测量TWC载体温度曲线；R、排温传感器(温度传感器)测量温度曲线。

具体实施方式

下面结合具体实施方式并对照附图对本实用新型作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。

参照以下附图，将描述非限制性和非排他性的实施例，其中相同的附图标记表示相同的部件，除非另外特别说明。

如图2、图4所示的一种浸入式载体测温集成布置式的三元催化器，包括壳体1、第一催化载体3、第二催化载体4、温度传感器2，所述壳体1的两端分别设有进气口5、出气口6，壳体1的内部沿气流方向设有第一催化载体3、第二催化载体4。在所述壳体1的侧面开设安装孔7，所述安装孔7的下部延伸至第一催化载体3的内部。将所述温度传感器2安装到安装孔7内，温度传感器2 向安装孔7的内部延伸，使温度传感器2的感应探头直接的或间接的和安装孔7 的内壁或底部抵接，实现测温。温度传感器2和三元催化器螺纹连接。具体的，在安装孔7的上端开设内螺纹，再利用温度传感器2上的自带有外螺纹连接件和安装孔7的内螺纹配合连接，将温度传感器2固定。也可以在安装孔7的外部设置凸出壳体表面的具有内螺纹的连接座，将温度传感器2安装到该连接座(附图未示出)上。

在一些实施方式中，所述温度传感器2的感应探头直接和第一催化载体3 抵接，即将温度传感器2的感应探头抵接到安装孔7的内壁或底部，实时且有效的获取第一催化载体3的温度变化情况，进而有效的对三元催化器进行保护。

在另一些实施方式中，所述温度传感器2的感应探头通过固体导热介质8 间接的和所述安装孔7的内壁或底部抵接。具体的，所述固体导热介质的一部分本体和第一催化载体3抵接，即和安装孔7的内壁或底部抵接；一部分本体和温度传感器2的感应探头抵接。利用固体导热介质将第一催化载体3的温度传递给温度传感器2的感应探头，安装方便，且固体导热介质的传热性能优于空气，提高温度传感器2的响应性。优选的，所述固体导热介质的熔点大于1000℃。

优选的，所述固体导热介质8为柔性固体导热件。可选的，所述柔性固体导热件为弹力件，如弹簧、压簧。所述柔性固体导热件还可以是金属丝，如钢丝、铁丝。温度传感器2通过柔性固体导热件获取第一催化载体3的温度，使温度传感器2与第一催化载体3实现柔性接触传热，第一催化载体3内部的高温通过柔性固体导热件实时传导至温度传感器2，极大提升温度传感器2的响应性，同时还能防止柔性导热件损坏载体，有效的保护三元催化器。

更具体的，当采用压簧作为柔性固体导热件时，将压簧的一端抵接在温度传感器头部的感应探头上，另一端和安装孔的内壁或底部抵接。将温度传感器2 固定之后，使压簧被压缩具有一定弹力。所述安装孔7的类型包括但不限于圆孔、锥孔、方孔，优选为圆孔，便于加工。

当采用金属丝作为柔性固体导热件时，将足量的金属丝填充到安装孔7内，使得固定好温度传感器2之后，温度传感器2的感应探头和金属丝抵接，进而实现传热。足量的金属丝的意图是保证温度传感器2的感应探头与金属丝接触，且金属丝也同时与安装孔7的内壁或底部抵接，确保金属丝能够将第一催化载体3 的温度传递给温度传感器2。因而，足量的金属丝可以用一条足够长的丝线满足条件，也可以是若干条金属丝线满足条件，还可以是若干条不同材质的金属丝满足条件。

上述中，为提高装配性，将固体导热介质8或者柔性固体导热件和温度传感器2做成一体式结构。如将压簧的一端和温度传感器2的感应探头焊接固定。

参照图3和图4，基于某型天然气发动机分别按相同工况下进行现有技术测温方案以及本实用新型的测温方案试验，开展两种不同测温方案的失火模拟测试。得出体结果如下：

从测试验证数据看，在相同工况下模拟失火，对比图3和图4中的排温传感器(温度传感器2)测量温度曲线R的温度上升斜率，可以清楚的看出采用本申请的温度传感器布置方案后，排温传感器(温度传感器2)测量温度曲线的温度上升斜率增大，并与第一催化载体热电偶测量TWC载体温度曲线L的温度上升斜率接近。也就是说，本实用新型的浸入式载体测温方案表示的排温传感器(温度传感器2)测量温度曲线R上升至最高温度与第一催化载体热电偶测量值上升至最高温度平均时间差较现有技术的测温方案(将温度传感器2安装在第一催化载体3和第二催化载体4之间的方案)明显缩短，催化器温度传感器2的响应性得到大幅提升。对于由于急剧放热(例如：点火系统零部件老化以及由于气体成分差异引发的失火等)导致载体内部温度急剧升高等造成的破坏性损坏，将能及时起到保护三元催化器的作用，从而大幅降低经济损失。

本领域技术人员将认识到，对以上描述做出众多变通是可能的，所以实施例和附图仅是用来描述一个或多个特定实施方式。

尽管已经描述和叙述了被看作本实用新型的示范实施例，本领域技术人员将会明白，可以对其作出各种改变和替换，而不会脱离本实用新型的精神。另外，可以做出许多修改以将特定情况适配到本实用新型的教义，而不会脱离在此描述的本实用新型中心概念。所以，本实用新型不受限于在此披露的特定实施例，但本实用新型可能还包括属于本实用新型范围的所有实施例及其等同物。

Claims (10)

1.一种浸入式载体测温集成布置式的三元催化器，包括壳体、第一催化载体、第二催化载体、温度传感器，所述壳体的两端分别设有进气口、出气口，壳体的内部沿气流方向设有第一催化载体、第二催化载体，其特征在于：所述壳体的侧面开设安装孔，所述安装孔的下部延伸至第一催化载体内部；所述温度传感器安装到安装孔上，并向下延伸至安装孔的内部，使温度传感器的感应探头直接的或者间接的和所述第一催化载体抵接，实现测温；所述温度传感器和三元催化器螺纹连接。

2.如权利要求1所述的一种浸入式载体测温集成布置式的三元催化器，其特征在于：在安装孔中还设有固体导热介质，所述温度传感器的感应探头通过固体导热介质间接的和所述安装孔的内壁或底部抵接；所述固体导热介质的一部分本体和第一催化载体抵接，一部分本体和温度传感器的感应探头抵接。

3.如权利要求2所述的一种浸入式载体测温集成布置式的三元催化器，其特征在于：所述温度传感器和固体导热介质为一体式结构；所述固体导热介质的熔点大于1000℃。

4.如权利要求2或3所述的一种浸入式载体测温集成布置式的三元催化器，其特征在于：所述固体导热介质为柔性固体导热件。

5.如权利要求4所述的一种浸入式载体测温集成布置式的三元催化器，其特征在于：所述柔性固体导热件为弹力件。

6.如权利要求5所述的一种浸入式载体测温集成布置式的三元催化器，其特征在于：所述弹力件为弹簧或压簧。

7.如权利要求6所述的一种浸入式载体测温集成布置式的三元催化器，其特征在于：所述弹簧或压簧的一端连接在温度传感器头部的感应探头上，另一端和安装孔的内壁或底部抵接。

8.如权利要求4所述的一种浸入式载体测温集成布置式的三元催化器，其特征在于：所述柔性固体导热件为金属丝。

9.如权利要求8所述的一种浸入式载体测温集成布置式的三元催化器，其特征在于：所述金属丝为钢丝或铁丝。

10.如权利要求9所述的一种浸入式载体测温集成布置式的三元催化器，其特征在于：所述安装孔内部填充足量的金属丝，保证温度传感器的感应探头与金属丝连接，且金属丝也同时与安装孔的内壁或底部抵接。

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