專利名稱：一種車用催化轉(zhuǎn)化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型專利涉及柴油機(jī)排氣后處理系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體的說是涉及汽車尾氣處理的催化轉(zhuǎn)化器。
背景技術(shù)：
柴油機(jī)在動(dòng)カ性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性方面都比汽油機(jī)有明顯的優(yōu)勢(shì)，特別是CO2排放低，其用途已逐漸擴(kuò)展到各類車型上。但柴油機(jī)存在最大的問題是氮氧化物(NOx)和顆粒物(PM)排放嚴(yán)重。隨著中國(guó)排放控制法規(guī)越來越嚴(yán)，以及國(guó)產(chǎn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)性能及油品問題，光靠機(jī)內(nèi)浄化措施顯得カ不從心，因此有必要采取機(jī)外后處理裝置來達(dá)到排放目標(biāo)。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣選擇性催化還原技術(shù)(SCR)是車用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的ー種機(jī)外后處理技術(shù)，可以有效改善柴油機(jī)NOx的排放，并對(duì)柴油含硫量不敏感。該技術(shù)通過在排氣管中噴入一定濃度的尿素溶液，經(jīng)熱解(反應(yīng)I)和水解(反應(yīng)2)后產(chǎn)生的NH3和NOx在催化轉(zhuǎn)化器中發(fā)生還原反應(yīng)(反應(yīng)3-5)，將NOx轉(zhuǎn)化為H2O和N2。(NH2) 2CO — NH3+HNC0(I)H20+HNC0 — NH3+C02(2)4N0+4NH3+02 — 4N2+6H20(3)2NH3+N0+N02 — 2N2+3H20(4)6N02+8NH3 — 7N2+12H20(5)對(duì)于用于柴油機(jī)尾氣處理的催化轉(zhuǎn)化器的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，可以由以下指標(biāo)來評(píng)價(jià)I、流體在各個(gè)催化劑載體間的分布以及每個(gè)催化劑載體前端面的流動(dòng)均勻性值。改善尾氣在各個(gè)催化劑載體間的質(zhì)量流量分布，有利于提高載體催化劑的利用率，提高催化劑的轉(zhuǎn)化效率；有利于降低氣流在催化劑載體上的壓カ損失；有利于催化劑載體更快的達(dá)到起燃溫度。2、系統(tǒng)的壓カ損失催化轉(zhuǎn)化器的壓カ損失時(shí)整個(gè)排氣系統(tǒng)的ー個(gè)部分，降低催化轉(zhuǎn)化器的壓カ損失有利于降低排氣系統(tǒng)的背壓，從而有利于改善發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。3、空速空速的大小反應(yīng)了氣流在催化劑載體上的停留時(shí)間?？账僭叫?氣流在催化劑載體中的停留時(shí)間越長(zhǎng)，轉(zhuǎn)化效率就越高。4、聲學(xué)插入損失
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的，在于提供一種流動(dòng)性能好、壓損適中，并具有消聲功能，用于汽車尾氣處理的催化轉(zhuǎn)化器。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本專利采用的技術(shù)方案是[0019]一種車用催化轉(zhuǎn)化器，包括上殼體、下殼體，左端蓋、右端蓋，左擋板、右擋板、進(jìn)氣管、出氣管、消音管和催化劑載體組件，其特征在于所述的左擋板和右擋板間隔設(shè)置在殼體內(nèi)，并將殼體內(nèi)腔分割成進(jìn)氣腔、中腔和出氣腔；所述的催化劑載體組件設(shè)置在所述的中腔內(nèi)的中心位置，并連接在左擋板和右擋板之間，且分別與所述的進(jìn)氣腔和出氣腔連通，所述的催化劑載體組件與所述的上殼體和下殼體之間形成一個(gè)與所述的進(jìn)氣腔聯(lián)通的環(huán)形腔室；所述的進(jìn)氣管一端與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管相連，另一端穿過所述的上殼體和左擋板后進(jìn)入到所述的環(huán)形腔室內(nèi)，并與所述的右擋板密封固定，所述進(jìn)氣管位于所述環(huán)形腔室部分的管體上開設(shè)有多個(gè)通氣孔；所述的消音管設(shè)置在所述的環(huán)形腔室內(nèi)，并連接在所述的左擋板和右擋板之間，所述的消音管上設(shè)有多個(gè)通氣孔；所述的出氣管與所述下殼體連接。[0020]根據(jù)本實(shí)用新型，所述的進(jìn)氣管從上殼體側(cè)面進(jìn)入進(jìn)氣腔。根據(jù)本實(shí)用新型所述的出氣管與下殼體側(cè)面連接。根據(jù)本實(shí)用新型，催化劑載體組件共I組并設(shè)置在進(jìn)氣腔和出氣腔之間，催化劑載體組件包括載體、包覆在載體外的襯墊和包覆在襯墊外的殼體。載體為圓柱形結(jié)構(gòu)，載體內(nèi)沿軸向設(shè)有多條貫穿兩端面的平行通道，各通道的內(nèi)表面設(shè)有催化劑涂層。殼體和襯墊可以保護(hù)和夾持載體，防止載體在工作中失效。眾所周知，對(duì)于尿素SCR系統(tǒng)，ー個(gè)比較常見的問題就是從噴嘴噴射出的尿素溶液在達(dá)到催化劑載體前不能夠充分的蒸發(fā)、熱解，從而無法與尾氣充分的混合，達(dá)到較高的NOx-化率。為了解決尿素的蒸發(fā)水解問題，一般采取的措施是加長(zhǎng)噴嘴與催化劑載體之間的距離，使尿素溶液有充分的蒸發(fā)和水解空間?；蛘咴诠艿纼?nèi)加設(shè)混合器。但是，増大噴嘴和催化劑載體之間的距離會(huì)引起尾氣在進(jìn)氣管部分散熱過多，對(duì)催化還原反應(yīng)不利，還會(huì)因?yàn)楣艿肋^長(zhǎng)引起空間布置困難，很難滿足裝車要求。増加管道混合器不僅増大了系統(tǒng)背壓，還會(huì)増大整個(gè)催化器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本。為此需要設(shè)計(jì)ー種進(jìn)氣管道，此進(jìn)氣管道即可以滿足尿素蒸發(fā)水解的空間要求，又可以盡量減少布置空間，降低散熱損失，且盡量降低系統(tǒng)成本。本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于進(jìn)氣管在催化轉(zhuǎn)化消聲器內(nèi)部有較長(zhǎng)的一段管道，且存在ー個(gè)彎管，彎管后端設(shè)置穿孔用于氣流的均布。排氣和尿素溶液進(jìn)入催化器后，在彎管前的管道進(jìn)行蒸發(fā)、水解和混合，在彎管后經(jīng)穿孔進(jìn)入催化器內(nèi)腔。由于催化器內(nèi)溫度較高，且保溫效果較好，因此更有利于尿素溶液的蒸發(fā)和水解。催化器箱體的保溫效果，還可以有效的防止尿素溶液在管道內(nèi)壁結(jié)晶的產(chǎn)生。采用在催化器內(nèi)部彎轉(zhuǎn)的進(jìn)氣管道，不僅可以很好的解決尿素溶液的蒸發(fā)和熱解需要較長(zhǎng)的管道問題，還可以解決整個(gè)催化轉(zhuǎn)化器空間布置安裝問題。結(jié)構(gòu)緊湊，形式簡(jiǎn)單。本實(shí)用新型的一種用于柴油機(jī)尾氣處理的催化轉(zhuǎn)化器經(jīng)CFD-FLUENT流動(dòng)分析和聲學(xué)分析論證，表明其具有流動(dòng)性能好、壓損適中的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，并具有一定的消聲的作用。

圖I是本實(shí)用新型的一種車用催化轉(zhuǎn)化器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)詳圖。圖2是本實(shí)用新型的主視圖。[0029]圖3是本實(shí)用新型的左視圖。圖4是本實(shí)用新型圖2的A-A剖面圖。圖5是本實(shí)用新型圖2的B-B剖面圖。圖6是本實(shí)用新型左擋板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本實(shí)用新型催化劑載體組件圖。其中1_進(jìn)氣腔；2_中腔；3_出氣腔；4_進(jìn)氣管；5_左擋板；6_左端蓋；7_消音管；8_催化劑載體組件；9_右擋板；10_出氣管；11_右端蓋；12_上殼體；13_下殼體；21-中腔內(nèi)的環(huán)形腔室；41_進(jìn)氣管上的通孔；51_左擋板的中央通道；52_左擋板的第一通孔；53_左擋板的第二通孔；54_左擋板的周圍通道；71_消音管上的通孔；81_載體；82_催化劑載體組件的襯墊；83_催化劑載體組件的殼體。
具體實(shí)施方式
參見圖I至圖5，本實(shí)用新型的車用催化轉(zhuǎn)化器，包括上殼體12、下殼體13，左端蓋6、右端蓋11，左擋板5、右擋板9、進(jìn)氣管4、出氣管10、消音管7和催化劑載體組件8，其特征在于所述的左擋板5和右擋板9間隔設(shè)置在殼體內(nèi)，并將殼體內(nèi)腔分割成進(jìn)氣腔I、中腔2和出氣腔3 ;所述的催化劑載體組件8設(shè)置在所述的中腔2內(nèi)的中心位置，并連接在左擋板5和右擋板9之間，且分別與所述的進(jìn)氣腔I和出氣腔3連通，所述的催化劑載體組件8與所述的上殼體12和下殼體13之間形成ー個(gè)與所述的進(jìn)氣腔I聯(lián)通的環(huán)形腔室21 ;所述的進(jìn)氣管4 一端與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管相連，另一端穿過所述的上殼體12的側(cè)面和左擋板5后進(jìn)入到所述的環(huán)形腔室21內(nèi)，并與所述的右擋板9密封固定，所述進(jìn)氣管位于所述環(huán)形腔室部分的管體上開設(shè)有多個(gè)通氣孔41 ;所述的消音管7設(shè)置在所述的環(huán)形腔室21內(nèi)，并連接在所述的左擋板5和右擋板9之間，所述的消音管7上設(shè)有多個(gè)通氣孔71 ;所述的出氣管10與所述下殼體13的側(cè)面連接。參照?qǐng)D6，所述的左擋板5上設(shè)有聯(lián)通進(jìn)氣腔I與催化劑載體組件8的中央通道51、供所述進(jìn)氣管4穿越的第一通孔52、連接所述消音管7的第二通孔53以及聯(lián)通所述進(jìn)氣腔I和環(huán)形腔室21的周圍通道54。左擋板上設(shè)有多個(gè)通氣通道將進(jìn)氣腔與中腔連通。右擋板將中腔和出氣腔分割。進(jìn)氣管與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管相連，并從上殼體側(cè)面進(jìn)入進(jìn)氣腔，穿過左擋板連通中腔。出氣管從下殼體側(cè)面出氣。催化劑載體組件設(shè)置在中腔內(nèi)，并連接在左擋板和右擋板之間，且分別與進(jìn)氣腔和出氣腔連通。進(jìn)氣管上設(shè)有多個(gè)通氣孔。消音管設(shè)置在左擋板和右擋板之間，消音管與進(jìn)氣腔連通，并在消音管上設(shè)有多個(gè)通氣孔。參見圖7，催化劑載體組件包括載體81、包覆在載體外的襯墊82和包覆在襯墊外的殼體83。載體81為圓柱形結(jié)構(gòu)，載體內(nèi)沿軸向設(shè)有多條平行通道貫穿兩端面，各通道的內(nèi)表面設(shè)有催化劑涂層。殼體和襯墊可以保護(hù)和夾持載體，防止載體在工作中失效。本實(shí)用新型的工作原理如下排氣從進(jìn)氣管4進(jìn)入轉(zhuǎn)化器，從通孔71進(jìn)入到環(huán)形腔室21，通過左擋板上的周圍通道54進(jìn)入進(jìn)氣腔1，再通過催化劑載體組件8進(jìn)行催化反應(yīng)將排氣凈化后到出氣腔3內(nèi)，最后從出氣管10排向大氣。本實(shí)用新型的一種車用催化轉(zhuǎn)化器經(jīng)CFD-FLUENT流動(dòng)分析和聲學(xué)分析論證，表明其具有流動(dòng)性能好、壓損適中的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，并具有一定的消聲作用。[0041]應(yīng)該理解到的是上述實(shí)施例只是對(duì)本實(shí)用新型的說明，而不是對(duì)本實(shí)用新型的限制，任何不超出本實(shí)用新型 實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種車用催化轉(zhuǎn)化器，包括上殼體(12)、下殼體(13)，左端蓋￠)、右端蓋(11)，左擋板(5)、右擋板(9)、進(jìn)氣管(4)、出氣管(10)、消音管(7)和催化劑載體組件(8)，其特征在于所述的左擋板(5)和右擋板(9)間隔設(shè)置在殼體內(nèi)，并將殼體內(nèi)腔分割成進(jìn)氣腔(I)、中腔⑵和出氣腔⑶；所述的催化劑載體組件⑶設(shè)置在所述的中腔⑵內(nèi)的中心位置，并連接在左擋板(5)和右擋板(9)之間，且分別與所述的進(jìn)氣腔⑴和出氣腔(3)連通，所述的催化劑載體組件⑶與所述的上殼體(12)和下殼體(13)之間形成一個(gè)與所述的進(jìn)氣腔(I)聯(lián)通的環(huán)形腔室(21);所述的進(jìn)氣管(4) 一端與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管相連，另一端穿過所述的上殼體(12)和左擋板(5)后進(jìn)入到所述的環(huán)形腔室(21)內(nèi)，并與所述的右擋板(9)密封固定，所述進(jìn)氣管位于所述環(huán)形腔室部分的管體上開設(shè)有多個(gè)通氣孔(41);所述的消音管(7)設(shè)置在所述的環(huán)形腔室(21)內(nèi)，并連接在所述的左擋板(5)和右擋板(9)之間，所述的消音管(7)上設(shè)有多個(gè)通氣孔(71);所述的出氣管(10)與所述下殼體(13)連接。
2.如權(quán)利要求I所述的一種車用催化轉(zhuǎn)化器，其特征在于所述的左擋板(5)上設(shè)有聯(lián) 通進(jìn)氣腔(I)與催化劑載體組件(8)的中央通道(51)、供所述進(jìn)氣管(4)穿越的第一通孔(52)、連接所述消音管(7)的第二通孔(53)以及聯(lián)通所述進(jìn)氣腔(I)和環(huán)形腔室(21)的周圍通道(54)。
3.如權(quán)利要求I所述的一種車用催化轉(zhuǎn)化器，其特征在于所述的進(jìn)氣管(4)從上殼體(12)側(cè)面進(jìn)入進(jìn)氣腔(I)。
4.如權(quán)利要求I所述的一種車用催化轉(zhuǎn)化器，其特征在于所述的出氣管(10)與下殼體(13)側(cè)面連接。
5.如權(quán)利要求I所述的一種車用催化轉(zhuǎn)化器，其特征在于所述的催化劑載體組件(8)共I組并設(shè)置在進(jìn)氣腔(I)和出氣腔(3)之間，催化劑載體組件(8)包括載體(81)、包覆在載體外的襯墊(82)和包覆在襯墊外的殼體(83)。
6.如權(quán)利要求5所述的一種車用催化轉(zhuǎn)化器，其特征在于所述的載體(81)為圓柱形結(jié)構(gòu)，載體內(nèi)沿軸向設(shè)有多條貫穿兩端面的平行通道，各通道的內(nèi)表面設(shè)有催化劑涂層。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種車用催化轉(zhuǎn)化器，包括上殼體、下殼體，前端蓋、后端蓋，前擋板、后擋板、進(jìn)氣管、出氣管、消音管和催化劑載體組件；左擋板和右擋板間隔設(shè)置在殼體內(nèi)，并將殼體內(nèi)腔分割成進(jìn)氣腔、中腔和出氣腔；其中左擋板上設(shè)有多個(gè)通氣通道將進(jìn)氣腔與中腔連通，右擋板將中腔和出氣腔分割；進(jìn)氣管從上殼體側(cè)面進(jìn)入進(jìn)氣腔，穿過左擋板連通中腔；出氣管從下殼體側(cè)面出氣；催化劑載體組件設(shè)置在中腔內(nèi)，并連接在左擋板和右擋板之間，且分別與進(jìn)氣腔和出氣腔連通。本實(shí)用新型的催化轉(zhuǎn)化器結(jié)構(gòu)緊湊，并經(jīng)過CFD-FLUENT軟件分析，流動(dòng)性能好，壓損適中，并具有一定的消聲作用。
文檔編號(hào)F01N13/08GK202391523SQ201120483338
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者周小燕, 孔芬霞, 張婷, 李兵, 陸國(guó)棟 申請(qǐng)人:杭州銀輪科技有限公司, 浙江銀輪機(jī)械股份有限公司