一種汽油機(jī)催化器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，具體是指一種汽油機(jī)催化器。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車(chē)排出的污染物對(duì)環(huán)境造成的危害日益引起公眾的重視。各國(guó)家對(duì)汽車(chē)尾氣排放的限制標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格。
[0003]為了滿(mǎn)足排放法規(guī)，汽車(chē)廠家紛紛采取各種措施來(lái)降低污染物排放。目前，三元催化轉(zhuǎn)化器是汽車(chē)排氣系統(tǒng)中最為有效的機(jī)外凈化裝置之一，三元催化轉(zhuǎn)化器可以將廢氣中的HC化合物、NOx等轉(zhuǎn)污染物化為對(duì)環(huán)境無(wú)污染的CO 2、N2, H2Oo
[0004]因整車(chē)內(nèi)部的布置空間有限，進(jìn)行三元催化轉(zhuǎn)化器設(shè)計(jì)的難點(diǎn)是減少催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)氣流速度分布的不均勻性并降低催化轉(zhuǎn)化器的壓力損失。
[0005]廢氣在催化轉(zhuǎn)化器中的流動(dòng)均勻性決定了催化轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化效率以及使用壽命。
[0006]若進(jìn)入催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)部的廢氣流動(dòng)均勻，其內(nèi)部形成的氣流漩渦越小，氣流噪聲也就越小，催化轉(zhuǎn)化效率越高，相應(yīng)的使用壽命也越長(zhǎng)。
[0007]若進(jìn)入催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)部的廢氣流動(dòng)不均勻，載體入口端面各部位氣流流量不同。由于廢氣溫度很高，流速高的載體區(qū)域溫度高，容易老化，使用壽命減短并且容易燒蝕。流速低的載體區(qū)域廢氣流通量少，溫度低，催化效率低，造成較大的浪費(fèi)。
[0008]2009年全國(guó)實(shí)施機(jī)動(dòng)車(chē)污染排放的國(guó)四標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)制要求安裝車(chē)載診斷系統(tǒng)(OBD)。OBD目的是使三元催化轉(zhuǎn)化器工作在高轉(zhuǎn)化率區(qū)，即排氣中的HC化合物、CO的氧化凈化率和NO的還原凈化率均較高，從而使排氣中的有害成分大幅度下降。OBD排放法規(guī)要求氧傳感器采集準(zhǔn)確。
[0009]排氣中的氧分子的濃度取決于混合氣的空燃比。
[0010]空燃比小于14.7/1時(shí)混合氣偏濃，在燃燒過(guò)程中氧分子幾乎被全部耗盡，排氣中的氧分子濃度較低；當(dāng)空燃比大于14.7/1時(shí)混合器偏稀，在燃燒過(guò)程中氧分子未能全部耗盡，排氣中的氧分子濃度高。
[0011]氧傳感器檢測(cè)排氣中的氧濃度，并隨時(shí)向ECU控制裝置反饋信號(hào)。
[0012]ECU則根據(jù)氧傳感器反饋來(lái)的信號(hào)調(diào)整噴油量，如混合氣偏濃，則減少?lài)娪蜁r(shí)間；反之，如混合氣偏稀，則延長(zhǎng)噴油時(shí)間。這樣使混合氣的空燃比始終保持在理論空燃比附近。
[0013]氧傳感器的安裝位置十分重要，因?yàn)檠鮽鞲衅餍盘?hào)采集準(zhǔn)確與否影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。一旦氧傳感器信號(hào)采集不準(zhǔn)確，ECU將不能得到排氣管中氧濃度的準(zhǔn)確信息，因而不能對(duì)空燃比進(jìn)行精確的反饋控制，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)油耗和排放污染物增加，發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、冒黑煙、喘振等故障現(xiàn)象。
[0014]目前，大部分整車(chē)所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)催化轉(zhuǎn)化器結(jié)構(gòu)如圖1所示。所述催化轉(zhuǎn)化器主要包括六個(gè)部分，從排氣歧管排出的廢氣經(jīng)入口管3進(jìn)入催化轉(zhuǎn)化器，所述入口管3的管壁上安裝有氧傳感器安裝座4，其上安裝氧傳感器，氧傳感器采集流經(jīng)此處廢氣中氧含量。ECU根據(jù)反饋的氧濃度來(lái)調(diào)整噴油量，從而確?；旌蠚獾目杖急缺３衷诶碚摽杖急雀浇?，隨后廢氣進(jìn)入圓臺(tái)形擴(kuò)張管1，在擴(kuò)張管內(nèi)廢氣重新分布，并進(jìn)入載體，載體外圍由殼體6封裝。廢氣從載體流出后，進(jìn)入圓臺(tái)形收縮管2，最后廢氣經(jīng)出口管5流出。
[0015]針對(duì)圖1所示的催化轉(zhuǎn)化器結(jié)構(gòu)，在發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行中，存在以下問(wèn)題。
[0016]廢氣在催化轉(zhuǎn)化器中的流動(dòng)均勻性決定了催化轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化效率以及使用壽命。在圖1所示催化轉(zhuǎn)化器中，廢氣從入口管3進(jìn)入圓臺(tái)形擴(kuò)張管I后，重新分布，一部分廢氣流入載體的多孔內(nèi)部，另一部分廢氣碰到載體的端面反彈，形成回旋的漩渦，見(jiàn)圖2中擴(kuò)張管內(nèi)部的虛線(xiàn)氣流流向。從載體中心流出的廢氣流量大，而載體外圍部位流出的廢氣流量小。廢氣在催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)部的流動(dòng)均勻性差。由于廢氣溫度很高，造成載體中心區(qū)域的溫度高，容易老化，催化劑使用壽命減短，并且容易燒蝕。載體外圍流出的廢氣流量小，溫度低，催化劑的催化效率低，造成較大的浪費(fèi)。廢氣經(jīng)載體流入圓臺(tái)形收縮管2后，廢氣撞向擴(kuò)張管2的壁面，然后改變方向經(jīng)出口管5流出，見(jiàn)圖2中收縮管內(nèi)部的虛線(xiàn)氣流流向。廢氣氣流與擴(kuò)張管2相撞，壓力損失增加，從而增加了催化轉(zhuǎn)化器的排氣背壓。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能下降、經(jīng)濟(jì)性能變差。
[0017]氧傳感器的安裝位置十分重要，因?yàn)檠鮽鞲衅餍盘?hào)采集準(zhǔn)確與否影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能、經(jīng)濟(jì)性能和排放性能。在圖1所示催化轉(zhuǎn)化器中，氧傳感器安裝座4位于入口管3管壁的一側(cè)，氧傳感器安裝在氧傳感器安裝座4上。若入口管3前存在一個(gè)彎管，而事實(shí)是在入口管3前一定存在一個(gè)變管，這是本領(lǐng)域的公知常識(shí)，廢氣從彎管進(jìn)入入口管3后，由于彎管的導(dǎo)流作用，廢氣集中流經(jīng)的部位在圖3中虛線(xiàn)的下方區(qū)域。氧傳感器位于圖3中虛線(xiàn)的上方區(qū)域，其測(cè)量的廢氣是流經(jīng)虛線(xiàn)上方的少部分廢氣中氧濃度。這部分氧濃度不能代表大部分廢氣中的氧濃度。氧傳感器就不能準(zhǔn)確地測(cè)量出廢氣中氧濃度，因而不能對(duì)空燃比進(jìn)行反饋控制，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)油耗和排放污染物增加，發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、冒黑煙、喘振等故障現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本發(fā)明的目的是對(duì)現(xiàn)催化轉(zhuǎn)化器提出改進(jìn)技術(shù)方案，通過(guò)本技術(shù)方案能夠克服現(xiàn)有的催化轉(zhuǎn)化器中廢氣流動(dòng)速度均勻性系數(shù)不高以及氧傳感器不能準(zhǔn)確測(cè)量廢氣中氧含量的問(wèn)題，確保催化轉(zhuǎn)化器保持較高的轉(zhuǎn)化效率以及使用壽命，氧傳感器準(zhǔn)確采集廢氣中氧含量。
[0019]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0020]一種汽油機(jī)催化器，包括有前端法蘭、后端法蘭、擴(kuò)張管、收縮管、氧傳感器座及殼體；
[0021]所述前端法蘭的一端與排氣歧管連接，另一端與所述擴(kuò)張管連接為一體結(jié)構(gòu)；所述擴(kuò)張管的另一端同所述殼體連接為一體結(jié)構(gòu)；所述收縮管的一端與所述殼體的一端連接為一體結(jié)構(gòu)，所述收縮管的另一端同所述后端法蘭連接；所述氧傳感器座設(shè)置于所述擴(kuò)張管上；
[0022]所述擴(kuò)張管包括有擴(kuò)張管上殼和擴(kuò)張管下殼；擴(kuò)張管中線(xiàn)為螺旋線(xiàn)；
[0023]所述收縮管包括有收縮管上殼和收縮管下殼；收縮管中線(xiàn)為螺旋線(xiàn)；
[0024]通過(guò)過(guò)所述氧傳感器座的中心線(xiàn)與所述擴(kuò)張管中線(xiàn)的交點(diǎn)做出的所述擴(kuò)張管中線(xiàn)的切線(xiàn)，與所述氧傳感器座的中心線(xiàn)的夾角為67度。
[0025]所述殼體內(nèi)還設(shè)置有催化劑及催化劑載體。
[0026]所述擴(kuò)張管上殼和所述擴(kuò)張管下殼之間通過(guò)焊接連接為一體結(jié)構(gòu)。
[0027]所述收縮管上殼和所述收縮管下殼之間通過(guò)焊接連接為一體結(jié)構(gòu)。
[0028]所述氧傳感器座設(shè)置于所述擴(kuò)張管上殼上。
[0029]本發(fā)明的有益效果是:
[0030]1、螺旋形擴(kuò)張管的結(jié)構(gòu)有利于廢氣流動(dòng)均勻性。
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