[实用新型]汽车催化转化器的扩张管改进结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种汽车用催化转化器，尤指一种汽车催化转化器的扩张管改进结构。

背景技术

三效催化转化器是目前汽车领域中应用最多的废气后处理净化技术。当发动机工作时，废气经排气管进入催化器，其中氮氧化物与废气中的一氧化碳、氢气等还原性气体在催化作用下分解成氮气和氧气；而碳氢化合物和一氧化碳在催化作用下充分氧化，生成二氧化碳和水蒸气。

现有催化转化器的基本结构如图1所示，它主要由壳体1＇、垫层2及载体3组成，载体3表面涂覆有涂层及催化剂等活性组分。壳体1＇是整个催化转化器的支承体，其包括入口管11＇、扩张管12＇、载体管段13＇、收缩管14＇及出口管15＇。所述的垫层2则设置于载体3与壳体1＇之间，该垫层2通常由软质耐热材料构成，垫层2的设置是为了使载体3在壳体1＇内位置牢固，防止它因振动而损坏，还为了补偿不同材料之间热膨胀性的差别，保证载体3周围的气密性。垫层具有特殊的热膨胀性能，可以避免载体3在壳体1＇内部发生窜动而导致载体破碎。所述的载体3设置于壳体1＇的载体管段14＇内，其一般采用蜂窝结构（如图2），也有采用四方形通道（如图3）或三角形通道等结构。载体3的蜂窝表面或通道表面有涂层和活性组分，涂层可增加载体的表面积，活动组分为催化剂和助催化剂，其涂覆于蜂窝表面，与废气的接触表面积非常大，所以其净化效率高，当发动机的空燃比在理论空燃比附近时，三效催化剂可将90%的碳氢化合物和一氧化碳及70%的氮氧化物同时净化，因此这种催化器被称为三效催化转化器。目前，电子控制汽油喷射加三效催化转化器已成为国内外汽油车排放控制技术的主流。

然而，现有催化转化器却也存在不足之处：

常规结构的催化转化器壳体1＇在其扩张管12＇上，由于气流的扩散，导致流速分布不均匀，当进入到载体管段13＇时，管道中心的流速高，使得气体流动集中在载体3的中心区域，而载体3的蜂窝状或者四方形等形状的通道是均匀分布的（如图2、3所示），并不会分散气流，从而使中心区域的流速过快，温度过高；而载体边缘气流量小，温度又较低。这就使得载体中心区域的催化剂老化加快，而边缘区域的催化剂却不能充分发挥作用。其结果既降低了催化转化器的转化效率，又缩短了其使用寿命。另外，由于温度分布的不均匀，导致载体截面产生热应力，容易使载体损坏。载体阻力和扩张管壁面气流分离造成的压力损失，也影响发动机的动力性和经济性。

实用新型内容

鉴于现有催化转化器存在气流流速不均匀，导致温度不均，致使转化效率低，使用寿命短等缺陷，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可令气流流速均匀的汽车催化转化器的扩张管改进结构。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术解决方案是：

一种汽车催化转化器的扩张管改进结构，所述的催化转化器壳体依次设有扩张管、载体管段、收缩管及出口管，所述的扩张管为偏离其他管段轴线的倾斜设置。

所述扩张管的中心线与其他管段的轴线之间的夹角为50-70度。

采用上述方案后，由于本实用新型将催化转化器的壳体的入口管与扩张管连成一体，且扩张管倾斜设置，而斜扩张管的倾斜角对气体的流动特性有较大影响，气流将在倾斜管段形成涡流，涡旋气流在倾斜管段形成缓冲，短暂停留后将均匀分布到载体内内，获得较好的流动性能，气流均匀了，自然不会出现中心区域催化剂老化快，边缘区域催化剂又不能充分发挥作用的现象，也不会出现因温度公布不均匀而导致的载体截面产生热应力问题，从而提高转化效率，增加使用寿命，进而减小对发动机动力性、经济性的影响。另外，这种斜扩张管与常规催化器相比，气流方向与扩张管壁的夹角较小，气流不易在管壁出现分离，载体内的气流分布均匀，扩张管压力损失减小。

附图说明

图1是现有催化转化器的基本结构示意图；

图2是现有催化转化器载体的截面示意图；

图3是现有催化转化器另一种载体截面示意图；

图4是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详述。

本实用新型所揭示的是一种汽车催化转化器的扩张管改进结构，如图4所示，为本实用新型的较佳实施例。所述的催化转化器包括壳体1及载体3，该壳体1依次设有渐扩的扩张管12、平直的载体管段13、渐缩的收缩管14及出口管15，所述的载体3设置在载体管段13之内。

本实用新型的关键在于：所述的扩张管12为偏离其他管段轴线的倾斜设置，更进一步的，该扩张管12的中心线与其他管段的轴线之间的夹角a以50-70度为最佳。

由于将扩张管12倾斜设置，气流从扩张管进入时，将在倾斜管段形成涡流，涡旋气流在倾斜管段形成缓冲，短暂停留后将均匀分布到载体内3内，获得较好的流动性能，气流均匀了，自然不会出现中心区域催化剂老化快，边缘区域催化剂又不能充分发挥作用的现象，也不会出现因温度公布不均匀而导致的载体截面产生热应力问题，从而提高转化效率，增加使用寿命，进而减小对发动机动力性、经济性的影响。