[实用新型]一种汽油发动机车用方形紧耦合式三元催化器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种汽油发动机车用方形紧耦合式三元催化器，尤其涉及一种符合国Ⅲ以上排放要求的三元催化器结构。

背景技术

随着国家对汽油车排放的要求日趋严格，国Ⅲ及国Ⅳ排放法规陆续推出。法规的逐渐严格，对三元催化器的设计有着如下要求：第一、迅速起燃：催化器需要加热到一定温度才能发挥净化作用，所以迅速起燃能减少发动机初始排放。而国Ⅳ要求需要计算冷启动前40s的排放情况，这就要求催化器布置的尽量靠近发动机排气端，甚至直接与排气歧管连接或者使歧管催化器。第二、结构耐久需求：国家环保法规的逐渐严格，要求催化器的使用寿命也在不断的加长。而紧耦合式催化器由于更靠近发动机排气端，其工作温度也相对更高。所以对于催化器结构的耐久性提出更高要求。第三、布置需求：应国家节能减排的号召，如今紧凑型布置的小型车成为主流，发动机舱可用于布置催化器的空间越来越有限。

如图1所示，目前汽油车用三元催化器的标准结构包括圆形截面的外壳4，外壳4内设有载体5，载体5与外壳4之间设有衬垫1，在外壳4的两端分别设有进气端锥2及出气端锥3。这种三元催化器的截面形式为圆形，并且通常布置在远离发动机的位置。对于趋于严格的国家环保法规要求，这种结构有如下缺点：一，在同样体积条件下，圆形的截面需要更大的空间进行布置；二，远离发动机的布置，在热管理方面存在的缺陷，从而影响催化剂的起燃时间；三，在高温度的环境下工作，其耐久性不能满足更严格的法规要求。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种需要布置空间小且满足排放要求的三元催化器结构。

为了达到上述目的本实用新型的技术方案是提供了一种汽油发动机车用方形紧耦合式三元催化器，包括催化剂载体，其特征在于，催化剂载体置于截面为长方形的外壳内，在外壳与催化剂载体之间设有衬垫，进气片型端锥及出气片型端锥分别设于外壳的两端，在进气片型端锥及出气片型端锥上分别设有进气法兰及出气法兰。

进一步，在所述催化剂载体外设有内环结构，使得在外壳与内环结构之间形成了一个封闭空气的隔热层，内环结构插入衬垫的端部内。

在所述进气法兰及出气法兰上分别设有连接螺栓。

所述进气片型端锥及出气片型端锥的高度A为20mm。

进气片型端锥或出气片型端锥与催化剂载体之间的距离C为5-20mm。

本实用新型的优点是：具有较大的空间利用率，同时，同等空间下较传统圆形在容积方面将有40％的提升，也能够满足严格的排放要求，还了降低成本；提高了流体在载体表面的分布均匀性；有效保护衬垫以及对与外壳有热保护。

附图说明

图1A为原三元催化器的侧视图；

图1B为原三元催化器的主视图；

图2为本实用新型提供的一种汽油发动机车用方形紧耦合式三元催化器的侧面局部剖视图；

图3为图2的主视图；

图4为外壳的截面图；

图5为进气片型端锥及出气片型端锥示意图；

图6为载体与端锥之间的间隙设计图；

图7为内环结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例来具体说明本实用新型。

实施例

如图2及图3所示，为本实用新型提供的一种汽油发动机车用方形紧耦合式三元催化器，包括催化剂载体5，催化剂载体5置于截面为长方形的外壳6内，在外壳6与催化剂载体5之间设有衬垫4，进气片型端锥7及出气片型端锥8分别设于外壳6的两端，在进气片型端锥7及出气片型端锥8上分别设有进气法兰9及出气法兰10，在进气法兰9及出气法兰10上分别设有连接螺栓12。

如图4所示，本实用新型中外壳6截面为长方形，这样的本体能利用紧凑型发动机舱内的非规则空间，通过本体的旋转角度，达到较大的空间利用率。同等空间下较传统圆形在容积方面将有40％的提升，即阴影部分14。

如图5所示，进气片型端锥7及出气片型端锥8的高度A为20mm，较之传统40mm左右高的端锥，更能有效的节约空间。同时，经过流体分析，将端锥形状改进为如图5所示的样式，确保了气流一致性，保证催化剂的利用效率。

如图6所示，进气片型端锥7或出气片型端锥8与催化剂载体5之间的距离C为5-20mm，提供了气流在端锥与载体之间扩散的空间，从而提高流体在载体表面的分布均匀。

如图7所示，在催化剂载体5外设有内环结构11，使得在外壳6与内环结构11之间形成了一个封闭空气的隔热层13，即使发动机排温很高，由此隔热层13后，外壳6的温度满足使用温度要求，内环结构11插入衬垫4的端部内，将增加衬垫4端部的密度，从而提高衬垫4的抗吹蚀性及耐久性能，从而满足严格的国家环保法规要求。