[发明专利]三元催化器及车辆

说明书

本发明提供了一种三元催化器及车辆。其中，三元催化器包括：催化器本体；管体，管体具有扩径段，扩径段位于管体的入口端与管体的出口端之间，催化器本体设置在扩径段内，管体的管壁上设置有至少两个连通口；外套管，外套管套设在扩径段的外侧，且外套管与管体的外表面之间形成腔体，腔体内填充有流体介质以对管体内的催化器本体保温，扩径段上设置有与外套管连通的一个连通口，管体除扩径段的其他节段上设置有与外套管连通的另一个连通口。本发明解决了现有技术中的三元催化器的保温效果差的问题。

技术领域

本发明涉及汽车废气净化技术领域，具体而言，涉及一种三元催化器及车辆。

背景技术

在汽车的废气处理过程中经常会使用三元催化器，常温或低温下三元催化器是不具备催化能力的，其中的催化剂必须加热到一定的温度才具有氧化或还原的能力，通常三元催化器的起燃温度在250℃-350℃，正常工作温度一般在350℃-700℃。

目前这两工况的冷启动阶段废气排放占比都较大，THC占94.7％，CH₄占75.1％，CO占63.6％，NO_x占65.1％，在冷启动阶段主要由废气的热量对催化剂进行加热，目前通常会在三元催化器的外部单独设置有保温层，以保证三元催化器内的温度在工作维度的范围内，但是保温层使得三元催化剂整体结构复杂，并且随着使用时间的推移，保温层的保温效果逐渐减弱，降低了三元催化器的净化效果。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种三元催化器及车辆，以解决现有技术中的三元催化器的保温效果差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种三元催化器，包括：催化器本体；管体，管体具有扩径段，扩径段位于管体的入口端与管体的出口端之间，催化器本体设置在扩径段内，管体的管壁上设置有至少两个连通口；外套管，外套管套设在扩径段的外侧，且外套管与管体的外表面之间形成腔体，腔体内填充有流体介质以对管体内的催化器本体保温，扩径段上设置有与外套管连通的一个连通口，管体除扩径段的其他节段上设置有与外套管连通的另一个连通口。

进一步地，至少两个连通口包括至少一个第一连通口和至少一个第二连通口，第一连通口位于管体除扩径段的靠近入口端的其他节段上，第二连通口位于扩径段上。

进一步地，经过催化器本体后的部分废气通过第二连通口进入至腔体内，并流经腔体由第一连通口回流至管体的内腔中。

进一步地，扩径段沿管体的入口端向出口端的方向包括顺次连接的第一段、第二段和第三段，第一段靠近入口端的口径小于第一段靠近出口端的口径，第三段靠近入口端的口径大于第三段靠近出口端的口径，第二连通口位于第三段上，催化器本体设置在第二段内。

进一步地，外套管通过焊接或卡接的方式与管体连接。

进一步地，三元催化器还包括弹性件，弹性件设置在催化器本体与管体之间。

进一步地，催化器本体包括：基体，基体具有贯穿基体的多个通孔，并且所有通孔的轴线均与管体的轴线平行；催化剂，催化剂设置在通孔的内壁上。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，包括上述的三元催化器。

应用本发明的技术方案，通过在管体的外部套设有外套管，使得外套管与管体之间形成腔体，并且使得管体的扩径段和非扩径段上分别设置连通口，根据伯努利原理，扩径段的开口面积大于管体其他节段的开口面积，因而，扩径段气体的流速大于其他段气体的流速，又根据文丘里效应，流速快的位置压强小，从而使得流体介质能够自发地从管体中进入到腔体内，使得流体介质能够对管体起到保温作用，该设置方式利用了伯努利原理，使得流体介质能够自发地进入到腔体内，并通过流体介质对催化器本体进行保温，保温效果稳定可靠，并且不会因为使用时间的推移导致保温效果变弱，极大提高了三元催化器的使用寿命。同时可以使得催化器本体均匀受热，避免因为单区域迅速升温，热胀冷缩不平衡引起的催化器脆裂。还可以降低排气噪声的传播。