一種汽油機催化器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)動機領(lǐng)域，具體是指一種汽油機催化器。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車排出的污染物對環(huán)境造成的危害日益引起公眾的重視。各國家對汽車尾氣排放的限制標準越來越嚴格。
[0003]為了滿足排放法規(guī)，汽車廠家紛紛采取各種措施來降低污染物排放。目前，三元催化轉(zhuǎn)化器是汽車排氣系統(tǒng)中最為有效的機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)污染物化為對環(huán)境無污染的CO 2、N2, H2Oo
[0004]因整車內(nèi)部的布置空間有限，進行三元催化轉(zhuǎn)化器設(shè)計的難點是減少催化轉(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]若進入催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)部的廢氣流動均勻，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。
[0007]若進入催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)部的廢氣流動不均勻，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。
[0008]2009年全國實施機動車污染排放的國四標準，強制要求安裝車載診斷系統(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時混合氣偏濃，在燃燒過程中氧分子幾乎被全部耗盡，排氣中的氧分子濃度較低；當空燃比大于14.7/1時混合器偏稀，在燃燒過程中氧分子未能全部耗盡，排氣中的氧分子濃度高。
[0011]氧傳感器檢測排氣中的氧濃度，并隨時向ECU控制裝置反饋信號。
[0012]ECU則根據(jù)氧傳感器反饋來的信號調(diào)整噴油量，如混合氣偏濃，則減少噴油時間；反之，如混合氣偏稀，則延長噴油時間。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，因為氧傳感器信號采集準確與否影響到發(fā)動機的性能。一旦氧傳感器信號采集不準確，ECU將不能得到排氣管中氧濃度的準確信息，因而不能對空燃比進行精確的反饋控制，會使發(fā)動機油耗和排放污染物增加，發(fā)動機出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、冒黑煙、喘振等故障現(xiàn)象。
[0014]目前，大部分整車所使用的發(fā)動機催化轉(zhuǎn)化器結(jié)構(gòu)如圖1所示。所述催化轉(zhuǎn)化器主要包括六個部分，從排氣歧管排出的廢氣經(jīng)入口管3進入催化轉(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?，隨后廢氣進入圓臺形擴張管1，在擴張管內(nèi)廢氣重新分布，并進入載體，載體外圍由殼體6封裝。廢氣從載體流出后，進入圓臺形收縮管2，最后廢氣經(jīng)出口管5流出。
[0015]針對圖1所示的催化轉(zhuǎn)化器結(jié)構(gòu)，在發(fā)動機的實際運行中，存在以下問題。
[0016]廢氣在催化轉(zhuǎn)化器中的流動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進入圓臺形擴張管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，見圖2中擴張管內(nèi)部的虛線氣流流向。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。廢氣經(jīng)載體流入圓臺形收縮管2后，廢氣撞向擴張管2的壁面，然后改變方向經(jīng)出口管5流出，見圖2中收縮管內(nèi)部的虛線氣流流向。廢氣氣流與擴張管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)動機的動力性能下降、經(jīng)濟性能變差。
[0017]氧傳感器的安裝位置十分重要，因為氧傳感器信號采集準確與否影響到發(fā)動機的動力性能、經(jīng)濟性能和排放性能。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前存在一個彎管，而事實是在入口管3前一定存在一個變管，這是本領(lǐng)域的公知常識，廢氣從彎管進入入口管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中虛線的下方區(qū)域。氧傳感器位于圖3中虛線的上方區(qū)域，其測量的廢氣是流經(jīng)虛線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。氧傳感器就不能準確地測量出廢氣中氧濃度，因而不能對空燃比進行反饋控制，會使發(fā)動機油耗和排放污染物增加，發(fā)動機出現(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)明的目的是對現(xiàn)催化轉(zhuǎn)化器提出改進技術(shù)方案，通過本技術(shù)方案能夠克服現(xiàn)有的催化轉(zhuǎn)化器中廢氣流動速度均勻性系數(shù)不高以及氧傳感器不能準確測量廢氣中氧含量的問題，確保催化轉(zhuǎn)化器保持較高的轉(zhuǎn)化效率以及使用壽命，氧傳感器準確采集廢氣中氧含量。
[0019]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0020]一種汽油機催化器，包括有前端法蘭、后端法蘭、擴張管、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，另一端與所述擴張管連接為一體結(jié)構(gòu)；所述擴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)置于所述擴張管上；
[0022]所述擴張管包括有擴張管上殼和擴張管下殼；擴張管中線為螺旋線；
[0023]所述收縮管包括有收縮管上殼和收縮管下殼；收縮管中線為螺旋線；
[0024]通過過所述氧傳感器座的中心線與所述擴張管中線的交點做出的所述擴張管中線的切線，與所述氧傳感器座的中心線的夾角為67度。
[0025]所述殼體內(nèi)還設(shè)置有催化劑及催化劑載體。
[0026]所述擴張管上殼和所述擴張管下殼之間通過焊接連接為一體結(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)置于所述擴張管上殼上。
[0029]本發(fā)明的有益效果是:
[0030]1、螺旋形擴張管的結(jié)構(gòu)有利于廢氣流動均勻性。
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