專利名稱：排氣系統(tǒng)中的催化器裝置的制作方法
排氣系統(tǒng)中的催化器裝置本發(fā)明涉及一種具有權(quán)利要求I前序部分所述特征的內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中的催化
器裝置。各不同國(guó)家的或者跨地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范都確定了對(duì)奧托燃料(汽油)的最低要求。例如，EN228 (歐洲標(biāo)準(zhǔn))就明文記載了在歐洲采用的無(wú)鉛汽油(歐洲特級(jí)(Euro-Super))。在國(guó)家發(fā)布的DIN EN 228中，此外還記載了無(wú)鉛的標(biāo)準(zhǔn)燃料和超特級(jí)燃料。在美國(guó)，奧托燃料是在 ASTMD 439 (American Society for Testing and Materials :美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì))中規(guī)定的。奧托燃料都是由碳?xì)浠衔飿?gòu)成，其可以含有含氧的有機(jī)成分附加物以及含有用于改良其性能的添加劑。此外，在標(biāo)準(zhǔn)的和特級(jí)燃料之間也是有區(qū)別的。特級(jí)燃料具有較高的抗爆性，用于高壓縮比內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，對(duì)于夏季和冬季以及對(duì)于不同地區(qū)，適用不同的揮發(fā)性特征。如上所述，對(duì)于不同國(guó)家，對(duì)奧托燃料有著極其不同的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。這就意味著在不同國(guó)家中的奧托燃料也可含有不同的附加成份或雜質(zhì)，從而是不利的。所謂雜質(zhì)，例如指的是錳、鋁、磷、硅、鋯、鎂、鋅和鈣等等。這些僅是舉例而已，因?yàn)樵趭W托燃料中還可能有更多的元素。這些元素，尤其是錳，作為在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中催化器的迎流端側(cè)上的沉積物，會(huì)產(chǎn)生明顯的負(fù)面作用。在此，有趣地發(fā)現(xiàn)唯獨(dú)催化器的端面范圍受到那些沉積物的影響。這就可能導(dǎo)致如下的后果催化器端面的90%以上被沉積物所封閉，從而造成一種廢氣反壓(排氣反壓)，該廢氣反壓使內(nèi)燃機(jī)不再能運(yùn)行，亦即內(nèi)燃機(jī)在功率和轉(zhuǎn)矩上都受到損失。通常的作法是，在車間檢查范圍內(nèi)，將這種受到污染的催化器加以更換或者費(fèi)事地加以清洗，這對(duì)于汽車制造商或用戶而言都是很昂貴的和麻煩的。因此，本發(fā)明的目的是提出一種措施，即如何能夠避免對(duì)這種受污染的催化器的更換。上述目的通過(guò)權(quán)利要求I特征部分中所述特征得以實(shí)現(xiàn)。按照本發(fā)明沿著廢氣的流動(dòng)方向在催化器之前設(shè)置成本合算的消耗性盤片，由此，使得錳沉積物形成在消耗性盤片上，而不是形成在催化器的端面上。因而，在廢氣反壓太大的情況下或者在維保周期過(guò)程中，都不必更換昂貴的催化器，而只要更換便宜的消耗性盤片即可。在更換消耗性盤片之后，催化器便立即又具有其正常的催化劑起動(dòng)反應(yīng)，達(dá)到“起燃(light-off)” -溫度，這是指這樣的溫度在此溫度下，催化器具有其全部轉(zhuǎn)化性能的50%。催化器的轉(zhuǎn)化性能對(duì)于有害物質(zhì)諸如碳?xì)浠衔?HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化合物(NOx)實(shí)際上也是保持不變的。采用權(quán)利要求2中提出的設(shè)計(jì)可以防止內(nèi)燃機(jī)完全失靈，因?yàn)閷?duì)內(nèi)燃機(jī)的“應(yīng)急運(yùn)行(Notlauf)”可以設(shè)定達(dá)最大30%的流動(dòng)橫截面。按權(quán)利要求3所述的消耗性盤片的厚度已在實(shí)際試驗(yàn)中證明是特別有利的，這是因?yàn)殄i沉積物特別是往按本發(fā)明提出的消耗性盤片或者說(shuō)催化器的端面之后在最初的幾毫米內(nèi)形成。按權(quán)利要求4和5的消耗性盤片的設(shè)計(jì)，都是特別優(yōu)選的實(shí)施變型方案。
采用按權(quán)利要求6的設(shè)計(jì)，能將通過(guò)消耗性盤片的流動(dòng)損失減低到最小，這是因?yàn)榭梢詼?zhǔn)確地定位消耗性盤片相對(duì)催化器的空間位置。此外，還可有利地避免由于消耗性盤片滑跑開(kāi)來(lái)而造成消耗性盤片和催化器的卡塞。采用權(quán)利要求7和8所述的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)消耗性盤片的簡(jiǎn)單更換。特別優(yōu)選的是，作為閉鎖機(jī)構(gòu)，可以采用卡箍、尤其是帶箍或V-形帶箍或者也可采用法蘭等。利用權(quán)利要求9所述的裝置，可以在廢氣渦輪增壓器和催化器之間使用本來(lái)就有的連接，通常方式為一種V-形帶箍，以便更換消耗性盤片。下面將參照唯一一個(gè)附圖
對(duì)背景技術(shù)作詳細(xì)說(shuō)明。圖I表示一個(gè)受到污染的催化器的端側(cè)的照片。圖I表示一個(gè)被沉積物2污染的催化器I的端側(cè)的照片，該催化器設(shè)置在一個(gè)催化器外殼3中?；瘜W(xué)分析證明這些沉積物2尤其是包括錳，它們?cè)趦?nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)將排氣系統(tǒng)中催化器I的由內(nèi)燃機(jī)廢氣迎流流入的端面封閉，如果該內(nèi)燃機(jī)就是用含錳燃料工作的話。為了降低由此產(chǎn)生的、會(huì)導(dǎo)致功率和轉(zhuǎn)矩減小的高的廢氣反壓，本發(fā)明提出如下建議在排氣系統(tǒng)中，沿廢氣的流動(dòng)方向在催化器之前設(shè)置可滲透廢氣的消耗性盤片。所謂消耗性盤片指的是任何一種可透過(guò)廢氣的、耐高溫的盤片，它比催化器更便宜，因此在必須更換昂貴的催化器之前，可以被“消耗犧牲掉”。該消耗性盤片優(yōu)選覆蓋排氣系統(tǒng)的流動(dòng)橫截面達(dá)到至少70%，借此防止在催化器上產(chǎn)生沉積，或者至少將其減少到最小程度，同時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的“應(yīng)急運(yùn)行”可以通過(guò)一種可能的流動(dòng)間隙得到保證。此外，消耗性盤片沿著廢氣流動(dòng)方向所具有的厚度優(yōu)選在2mm與50mm之間，因?yàn)殄i沉積物是形成在催化器的端面上或往按本發(fā)明提出的消耗性盤片或者說(shuō)催化器的端面之后在最初的幾毫米內(nèi)形成。消耗性盤片可以由編織物和/或針織物和/或編結(jié)物和/或催化劑載體構(gòu)造而成，但不裝載貴金屬，重要的是具備必要的廢氣滲透性。對(duì)于編織物、針織物或編結(jié)物，例如可使用金屬絲。催化劑載體例如可以是金屬的或陶瓷的。優(yōu)選地，消耗性盤片的編織物和/或針織物和/或編結(jié)物和/或催化劑載體具有一種為催化劑蜂窩式組織尺寸的20%至400%的、可滲透氣體的蜂窩式組織尺寸(ZeIlgroBe)。為了將對(duì)于廢氣的流動(dòng)損失減小到最低程度，消耗性盤片優(yōu)選具有防扭轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)和/或軸向定位機(jī)構(gòu)。借助這一設(shè)計(jì)，通過(guò)消耗性盤片的流動(dòng)損失可以減小到最低程度，因?yàn)橄男员P片相對(duì)催化器的空間位置可以精確定位。也可防止由于因脈沖性的廢氣排放而滑移開(kāi)來(lái)的消耗性盤片對(duì)催化器造成毀損。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)消耗性盤片的簡(jiǎn)單更換，排氣系統(tǒng)優(yōu)選具有一可關(guān)閉的開(kāi)口，在此，為了該開(kāi)口的閉鎖，而優(yōu)選設(shè)置有卡箍、特別是帶箍或V-形帶箍，或者也可以設(shè)置法蘭等等。對(duì)于配有廢氣渦輪增壓器的內(nèi)燃機(jī)，因?yàn)檫@時(shí)催化器是設(shè)置在渦輪機(jī)出口的近旁，二者具有大致相同的直徑，從而，消耗性盤片可以通過(guò)松開(kāi)在催化器與渦輪機(jī)外殼之間的帶箍而方便地加以更換。由此，當(dāng)廢氣反壓因?yàn)殄i沉積物之故對(duì)于正常的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行來(lái)說(shuō)變得太大時(shí)，也不必更換催化器，而僅僅更換廉價(jià)的消耗性盤片即可。附圖標(biāo)記列表I 催化器2 沉積物3 催化器外殼
權(quán)利要求
1.內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中的催化器裝置，該內(nèi)燃機(jī)能利用含錳燃料工作，其中，催化器在所述排氣系統(tǒng)中設(shè)置于通過(guò)排氣系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)廢氣的流動(dòng)路徑中， 其特征在于在排氣系統(tǒng)中，沿廢氣的流動(dòng)方向在催化器之前設(shè)置有可滲透廢氣的消耗性盤片。
2.按權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于所述消耗性盤片覆蓋排氣系統(tǒng)的流動(dòng)橫截面達(dá)到至少70%。
3.按權(quán)利要求I或2所述的裝置，其特征在于所述消耗性盤片沿著廢氣的流動(dòng)方向具有在2mm與50mm之間的厚度。
4.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述消耗性盤片是由編織物和/或針織物和/或編結(jié)物和/或催化劑載體制成的。
5.按權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述消耗性盤片具有一種為催化劑蜂窩式組織尺寸的20%至400%的、可滲透氣體的蜂窩式組織尺寸。
6.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述消耗性盤片具有防扭轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)和/或軸向定位機(jī)構(gòu)。
7.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述排氣系統(tǒng)具有可關(guān)閉的開(kāi)口，用以拆卸所述消耗性盤片。
8.按權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于為了閉鎖而設(shè)置有卡箍、特別是帶箍。
9.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，在排氣管路中為所述內(nèi)燃機(jī)設(shè)置帶有渦輪機(jī)的廢氣渦輪增壓器，其特征在于所述消耗性盤片設(shè)置在渦輪機(jī)與催化器之間。
全文摘要
一種內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中的催化器裝置，該內(nèi)燃機(jī)能利用含錳燃料工作，其中，催化器在排氣系統(tǒng)中設(shè)置于通過(guò)排氣系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)廢氣的流動(dòng)路徑中，以及，在排氣系統(tǒng)中，沿廢氣的流動(dòng)方向在催化器之前設(shè)置有可滲透廢氣的消耗性盤片。當(dāng)廢氣反壓由于錳沉積物之故對(duì)于正常的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行而言變得太大時(shí)，不必更換催化器，而只要更換便宜的消耗性盤片即可。
文檔編號(hào)F01N3/10GK102985651SQ201180022392
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月1日
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