[实用新型]一种三元催化器无热环软填充封装结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种三元催化器无热环软填充封装结构，属于汽车排放控制技术领域。

背景技术

目前，汽车尾气有害物排放已成为城市大气污染的主要来源，从排放控制技术来看，单纯采用机内净化措施已难以满足现有的排放法规，必须同时采用机外净化措施才能达到排放标准。三元催化器的研制成功使汽车排放控制技术取得了突破性的进展，它可以使汽车排放的CO、HC、NO_x大为降低。

三元催化器的结构如图1所示，包括外壳3，外壳3两端分别连接进气端锥2和出气端锥4，进气端锥2另一端连接进气法兰1，出气端锥4另一端连接出气法兰6，外壳3下方设有支架6。结合图2，涂有催化剂的载体7设于外壳3内部。衬垫8设于载体7和外壳3之间的间隙处，起密封、隔热和固定载体7的作用，以防止外壳3受热变形等原因对载体造成的损害。

衬垫8在第一次受热时体积明显膨胀，而在冷却时只是部分收缩，这样就使壳体3与载体7之间的缝隙完全胀死和密封。现有的三元催化器通常采用硬填充结构，即将外壳3、载体7、衬垫8等直接封装。由于外壳3和载体7在出厂时尺寸均不可避免地存在公差，因此外壳3和载体7之间的间隙大小不可控，造成衬垫8的封装体密度也不可控。当外壳3在上公差、载体7在下公差时，外壳3和载体7之间的间隙达到最大，衬垫8的封装体密度将最小，可能使衬垫8支撑力不足、易于腐蚀，这将影响产品的耐久性能；当外壳3在下公差、载体7在上公差时，壳3和载体7之间的间隙达到最小，衬垫8的封装体密度将最大，可能造成衬垫8对载体7压力过大，超过载体表面催化剂的强度，使催化剂破碎。

软填充工艺可以有效缓解以上问题，如图3所示，目前的软填充工艺是通过实时测量壳体3与载体7的公差，在壳体3两端外扩一段设定长度的外环3-1，使得壳体3与载体7之间的间隙可变，保证衬垫的封装密度满足设计要求。目前的软填充工艺存在如下问题：

(1)在壳体3两端外扩外环3-1，不仅造成了有限的发动机舱空间的浪费，而且减小了催化剂的体积，为了达到相同的排放效果，必须增大外壳3，导致贵金属的使用量增加，成本提高；

(2)由于三元催化器设计时规定衬垫8长度不能超过载体7，因此壳体3的外环3-1处没有衬垫，高温排气与外环3-1直接接触，将导致外环3-1外表面温度升高，形成两个高温的热环，造成对周围零件的热害；

(3)由于壳体3的两端外环3-1处没有衬垫，随着使用时间的增长，与外环3-1邻近区域的外壳3和载体7之间的间隙将增大，造成局部区域的衬垫8封装体密度降低，在长期使用过程中，衬垫8两端有被腐蚀的风险。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能动态控制衬垫的封装体密度、性能可靠、节省空间、节约成本的无热环的三元催化器封装结构。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供一种三元催化器无热环软填充封装结构，包括外壳，涂有催化剂的载体设于外壳内部，衬垫设于载体和外壳之间的间隙处，外壳下方设有支架，其特征在于：外壳两端分别与可变裙部进气端锥和可变裙部出气端锥的群部嵌套焊接，嵌套处外壳两端位于内部；可变裙部进气端锥另一端连接进气法兰，可变裙部出气端锥另一端连接出气法兰。

优选地，所述可变裙部进气端锥包括进气外端锥和设于进气外端锥下方的进气内端锥，进气外端锥和进气内端锥之间设有隔热材料；可变裙部进气端锥变形前，其群部与外壳之间有间隙；可变裙部进气端锥变形后，进气外端锥群部覆盖焊接于外壳右端表面，进气内端锥群部焊接于外壳右顶角上。

优选地，所述可变裙部出气端锥包括出气外端锥和设于出气外端锥下方的出气内端锥，出气外端锥和出气内端锥之间设有隔热材料；可变裙部出气端锥变形前，其群部与外壳之间有间隙；可变裙部出气端锥变形后，出气外端锥群部覆盖焊接于外壳左端表面，出气内端锥群部焊接于外壳左顶角上。

本实用新型在封装时，首先根据载体的实际尺寸和衬垫的质量，计算出保证衬垫封装密度的外壳尺寸，通过工艺操作制定相应尺寸的外壳；然后将涂有催化剂的载体置于外壳内部，填充衬垫；再对特制的可变裙部进、出气外端锥进行变形，最后将进、出气外端锥群部与外壳嵌套焊接完成。

本实用新型通过缩小可变裙部进、出气外端锥裙部的尺寸来适应变动状态的外壳尺寸，实现对衬垫封装体密度的动态控制，相比现有的软填充工艺具有如下优点：

(1)外壳的端部不需要外扩外环，缩短了工艺时间，同时也节省了发动机舱空间，可布置的催化剂体积增大15％以上，节约了成本，提高了效率；