CN108412592A - 用于车辆的尾气净化装置和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车辆的尾气净化装置和车辆，其中用于车辆的尾气净化装置包括：壳体、进气管和出气管。进气管至少部分地设置在壳体内；出气管与壳体连接，出气管的出口与进气管的进口之间形成气体流动通道，气体流动通道内设置有用于对从进口流入并从出口流出的气体进行净化的尾气净化结构，其中气体流动通道至少包括正向流动段和逆向流动段，正向流动段内的气体流动方向与逆向流动段内的气体流动方向相反。该尾气净化装置的结构更紧凑，在较小的轴向空间内可布置更大容积的尾气净化结构，可使废气在尾气净化装置的更小的轴向长度内得到充分的净化，因此尾气净化装置所占用的空间更小，便于布置安装到车辆上。

Description

用于车辆的尾气净化装置和车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种用于车辆的尾气净化装置和车辆。

背景技术

传统车辆的发动机增压器所处位置和整车发动机机舱布置经常存在空间紧张的情况，因此，传统的尾气净化装置无法合理的布置充足容积的尾气净化结构(催化器陶瓷载体)，使得催化器载体容积变小或催化器位置远离发动机增压器，导致催化器转化效率降低，致使尾气净化效果差。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种用于车辆的尾气净化装置，该尾气净化装置的结构更紧凑，所需的布置空间更小。

本发明还提出了一种具有上述用于车辆的尾气净化装置的车辆。

根据本发明的实施例的用于车辆的尾气净化装置，包括：壳体；进气管，所述进气管至少部分地设置在所述壳体内；出气管，所述出气管与所述壳体连接，所述出气管的出口与所述进气管的进口之间形成气体流动通道，所述气体流动通道内设置有用于对从所述进口流入并从所述出口流出的气体进行净化的尾气净化结构，其中所述气体流动通道至少包括正向流动段和逆向流动段，所述正向流动段内的气体流动方向与所述逆向流动段内的气体流动方向相反。

根据本发明的实施例的用于车辆的尾气净化装置，该尾气净化装置的结构更紧凑，所需的布置空间更小。

另外，根据发明实施例的用于车辆的尾气净化装置，还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述正向流动段靠近所述进口且位于所述逆向流动段的上游侧，所述逆向流动段为环形且环绕所述正向流动段。

根据本发明的一些实施例，所述正向流动段与所述逆向流动段之间通过方向变化过渡段相连，所述方向变化过渡段位于所述正向流动段和所述逆向流动段的同一端，所述方向变化过渡段用于减小气体从所述正向流动段向所述逆向流动段流动时的流动阻力。

根据本发明的一些实施例，所述壳体包括：第一壳体、第二壳体和第三壳体，所述第二壳体连接在所述第一壳体与所述第三壳体之间，所述第二壳体为环形的主体结构，所述第一壳体和所述第三壳体为设置在所述第二壳体两端的端部壳体。

根据本发明的一些实施例，所述进气管的一部分位于所述第一壳体之外，所述进气管的另一部分穿入所述第一壳体并以平行于所述第二壳体的方向靠近所述第三壳体的方向延伸，所述第二壳体与所述进气管的所述另一部分之间夹设有环形的所述尾气净化结构。

根据本发明的一些实施例，所述尾气净化结构的外周面与所述第二壳体的内周面之间设置有环形的外隔热衬套，所述尾气净化结构的内周面与所述进气管的所述另一部分的外周面之间设置有环形的内隔热衬套。

根据本发明的一些实施例，所述进气管的伸入到所述壳体内的一端设置有外翻的内环形法兰，所述第二壳体的与所述第三壳体相连的一端设置有内翻的外环形法兰，所述外环形法兰与所述内环形法兰在所述进气管的径向上位置对应，所述第三壳体的内表面为内凹的导向球面，所述导向球面将从所述进气管流出的气体导向所述空气净化结构。

根据本发明的一些实施例，所述进气管内的流动通道为正向流动段，所述进气管的外周面与所述第二壳体的内周面之间的流动通道为逆向流动段的至少一部分，所述第三壳体内的流动通道为所述方向变化过渡段，所述第一壳体内的流动通道构成所述逆向流动通道的另一部分。

根据本发明的一些实施例，所述进口和所述出口位于所述空气净化结构的同一侧，所述进口的中心轴线平行于所述进气管的轴向，所述出口的中心轴线垂直于所述进气管的轴向。

根据本发明另一方面的车辆，包括上述的用于车辆的尾气净化装置。

附图说明

图1是根据本发明实施例的尾气净化装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的尾气净化装置的剖视图；

图3是根据本发明实施例的尾气净化装置的局部结构示意图。

附图标记：

尾气净化装置100，壳体1，进气管2，出气管3，出口31，进口21，气体流动通道4，尾气净化结构5，正向流动段41，逆向流动段42，方向变化过渡段43，第一壳体11，第二壳体12，第三壳体13，一部分22，另一部分23，外隔热衬套6，内隔热衬套7，外环形法兰121，内环形法兰24。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的用于车辆的尾气净化装置100。

根据本发明实施例的用于车辆的尾气净化装置100可以包括：壳体1、进气管2和出气管3。

如图1-图3所示，进气管2至少部分地设置在壳体1内。具体地，进气管2适于与发动机排气管相连，并将来自发动机的废气传导至尾气净化装置100内进行尾气净化。

出气管3与壳体1连接，出气管3的出口31与进气管2的进口21之间形成气体流动通道4。具体地，出气管3的一端与壳体1连接在一起，而出气管3的另一端与汽车排气尾管连接在一起，其中，来自发动机的废气从进气管2的进口21进入尾气净化装置100，经由气体流动通道4从出气管3的出口31排出。

进一步，参照图2，气体流动通道4内设置有用于对从进口21流入并从出口31流出的气体进行净化的尾气净化结构5。具体地，当废气流入到气体流动通道4内的尾气净化结构5处时，尾气净化结构5会对废气进行催化转化，使废气转化为对人体和环境均无损害的气体，之后，经转化后的气体从出口31流出尾气净化装置100完成废气的处理。

其中气体流动通道4至少包括正向流动段41和逆向流动段42，正向流动段41内的气体流动方向(图2为向右方向)与逆向流动段42(图2为向左方向)内的气体流动方向相反。

如图2所示的其中一个示例，从进口21流入的废气需先流经正向流动段41在流过逆向流动段42，而正向流动段41与逆向流动段42内的气体流动方向相反，因此，在废气的流动过程中，必定会流经正向流动段41和逆向流动段42在尾气净化装置100上的轴向的相同位置，换言之，正向流动段41与逆向流动段42在轴向上存在至少部分重叠，这样在总气体流动通道4长度不变的情况下，通过设置逆向流动段42，使得尾气净化装置100的轴向尺寸更小，例如假设气体流动通道4的长度为100，正向流动段41的长度可为50，而逆向流动段42的长度大体可为40(剩余的10可为过渡段)，这样通过在轴向上重叠正向流动段41和逆向流动段42，使得在满足相同气体流动通道4的长度的情况下，尾气净化装置100具有更小的轴向尺寸。

因此，在较短的轴向距离下，使废气流过了较长的距离，因此，相比较传统的尾气净化装置，为使废气得到充分净化而使废气流过相同的距离所用的尾气净化装置100的轴向长度更小，因此，本发明实施例的尾气净化装置100较传统尾气净化装置结构更紧凑，在较小的轴向空间内可布置更大容积的尾气净化结构5，使废气在尾气净化装置100的更小的轴向距离上得到相等或更好的废气净化效果，并且在安装到车辆上时可占用更小的空间，便于尾气净化装置100的布置，进而为尾气净化装置100周边零部件的布置预留充足的空间。

根据本发明实施例的用于车辆的尾气净化装置100，该尾气净化装置100的结构更紧凑，在较小的轴向空间内可布置更大容积的尾气净化结构5，可使废气在尾气净化装置100的更小的轴向长度内得到充分的净化，因此尾气净化装置100所占用的空间更小，便于布置安装到车辆上。

参照图2、结合图1和图3所示实施例，正向流动段41靠近进口21且位于逆向流动段42的上游侧。因此从进口21处流入的废气需流过上游处的正向流动段41才可流入到逆向流动段42。由此，使废气在气体流动通道4内有规律的流动，便于对废气进行净化处理，避免造成废气在气体流动通道4内乱流的情况从而影响废气的净化排放效果。

进一步，逆向流动段42为环形且环绕正向流动段41。由此，正向流动段41与逆向流动段42至少部分在尾气净化装置100轴向的相同位置重合，因此可在保证废气流过足够长的距离的前提下大大减小了尾气净化装置100的轴向长度，使尾气净化装置100的结构更紧凑。而且，逆向流动段42套设在正向流动段41上，还最大程度地降低了尾气净化装置100的周向尺寸，在相同流动截面下，通过嵌套设置，使得周向截面最小，这样使得尾气净化装置100的轴向和周向尺寸都得到最大优化，减小体积。

再进一步，正向流动段41与逆向流动段42之间通过方向变化过渡段43相连，方向变化过渡段43位于正向流动段41和逆向流动段42的同一端。

具体地，废气从进口21流入正向流动段41，从正向流动段41流出后进入方向变化过渡段43，在方向变化过渡段43内经过气流冲击循环，改变了废气的流动方向，最终使废气以与在正向流动段41流动方向的相反方向流入逆向流动段42，最终由出口31排出尾气净化装置100。由于正向流动段41和逆向流动段42的流动方向相反，因此气流突然的流向转变会造成乱流，而且噪声加大，通过设置方向变化过渡段43，使得气流能够平稳地从正向过渡到反向，气流冲击小，气流噪声更低。

结合图1-图3所示实施例，壳体1包括：第一壳体11、第二壳体12和第三壳体13，第二壳体12连接在第一壳体11与第三壳体13之间，第二壳体12为环形的主体结构，第一壳体11和第三壳体13为设置在第二壳体12两端的端部壳体。

具体地，第一壳体11、第二壳体12和第三壳体13相连接构成一个密封的壳体结构，使从进口21进入尾气净化装置100内的废气大部分只能从出口31流出，避免废气从第一壳体11、第二壳体12和第三壳体13的连接处溢出造成废气污染，对尾气净化装置100的空气净化效果造成不好的影响。

如图2所示，进气管2的一部分22位于第一壳体11之外，进气管2的另一部分23穿入第一壳体11并以平行于第二壳体12的方式向着靠近第三壳体13的方向延伸。由此，可使进气管2部分的伸入壳体1内，可有效减小尾气净化装置100的轴向长度，使尾气净化装置100的结构更紧凑，便于尾气净化装置100的安装布置。

进一步，第二壳体12与进气管2的另一部分23之间夹设有环形的尾气净化结构5。换言之，第二壳体12与伸入第二壳体12内的部分进气管2之间夹设有尾气净化结构5，尾气净化结构5会对流入其中的废气进行催化转化的净化处理，使废气变为对人体和环境无影响的无害气体。

其中，尾气净化结构5需在加热并达到一定温度的条件下才可起到净化废气的作用，因此将进气管2部分伸入第二壳体12内并与尾气净化结构5相靠近，可在废气流经进气管2的另一部分23时，利用废气的温度为尾气净化结构5加热，当废气再流入尾气净化结构5内时对尾气净化结构5进行再次加热，使其达到净化废气所需的温度，使废气可得到有效的净化，因此更节省能源。

由此，本发明实施例通过利用废气对尾气净化结构5进行升温使其达到工作所需温度在对废气进行净化，可有效的节省能源，而且还避免加装单独对尾气净化结构5进行加热的升温装置，可大大减少尾气净化装置100的制造成本，进而减少整车的制造成本。

具体地，尾气净化结构5为空心陶瓷载体，其制造材料为蜂窝陶瓷，由此，可使废气能够充分的与尾气净化结构5相接触，进而使废气能够得到充分的催化转换，使尾气净化装置100的净化效果更好。

再进一步，尾气净化结构5的外周面与第二壳体12的内周面之间设置有环形的外隔热衬套6，尾气净化结构5的内周面与进气管2的另一部分23的外周面之间设置有环形的内隔热衬套7。通过设置内隔热衬套7和外隔热衬套6可将尾气净化结构5牢靠地夹设固定在第二壳体12内，而且设置内隔热衬套7和外隔热衬套6这样的双层衬套结构还能较大提高尾气净化装置100在高温环境下的振动耐久性能。

具体地，内隔热衬套7和外隔热衬套6的制造材料均为陶瓷纤维，由此，可大大提高内隔热衬套7和外隔热衬套6的抗热性能，进而有效的保护尾气净化装置100。

参照图3，进气管2的伸入到壳体1内的一端设置有外翻的内环形法兰24，第二壳体12与第三壳体13相连的一端设置有内翻的外环形法兰121，外环形法兰121与内环形法兰24在进气管2的径向上位置对应。换言之，设置在壳体1内进气管2的一端上的内环形法兰24与设置在第二壳体12一端的外环形法兰121的法兰翻折方向相对，设置外环形法兰121和内环形法兰24一方面限制了尾气净化结构5在尾气净化装置100轴向上的移动，使尾气净化结构5能够更稳定，固定的更牢靠，另一方面可对尾气净化结构5和内隔热衬套7和外隔热衬套6的端部进行防高速气流吹蚀保护，提高尾气净化结构5和内隔热衬套7与外隔热衬套6的使用寿命，进而增加尾气净化装置100的使用寿命，降低其使用故障率。

如图1和图2所示，第三壳体13的内表面为内凹的导向球面，导向球面将从进气管2流出的气体导向空气净化结构。具体地，当废气从进气管2流出时，废气会沿直线前进直至碰到导向球面上的与进气管2正对的位置处，而在废气的气压作用下，废气会从此处以此处为圆心沿着导向球面的内表面向外扩散流动，而导向球面的末端与第二壳体12相连接，因此将废气导向第二壳体12，致使废气流入第二壳体12再流入废气净化结构5进行净化。

具体地，进气管2内的流动通道为正向流动段41，进气管2的外周面与第二壳体12的内周面之间的流动通道为逆向流动段42，第三壳体13内的流动通道为方向变化过渡段43。由此，实现了废气在轴向长度较短的壳体1内流过足够长的距离使废气流经尾气净化结构5而得到很好的催化转化，因此本发明实施例的尾气净化装置100较传统的尾气净化装置100轴向长度更小，结构更紧凑，便于布置安装到车辆上。

进一步，第一壳体11内的流动通道构成逆向流动通道的另一部分23。其中，出气管3在此处与第一壳体11相连接，从而净化完的气体可经由出气管3排出尾气净化装置100。

参照图2、结合图1和图3所示实施例，进口21和出口31位于空气净化结构的同一侧，进口21的中心轴线平行于进气管2的轴向，出口31的中心轴线垂直于进气管2的轴向。换言之，进口21与进气管2轴向和壳体1轴向平行，而进气管2与出气管3垂直设置，由此，可使尾气净化结构5安装到车辆上时各处受力更均衡，减少震动的可能性，而且在废气由进口21流入尾气净化装置100和废气由出口31流出尾气净化装置100时所产生的噪音更小，进而改善车辆的NVH性能。

根据本发明另一方面实施例的车辆，包括上述实施例中描述的用于车辆的尾气净化装置100。对于车辆的其它构造例如变速器、制动系统、转向系统等均已为现有技术且为本领域的技术人员所熟知，因此这里对于车辆的其它构造不做详细说明。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于车辆的尾气净化装置，其特征在于，包括：

壳体；

进气管，所述进气管至少部分地设置在所述壳体内；

出气管，所述出气管与所述壳体连接，所述出气管的出口与所述进气管的进口之间形成气体流动通道，所述气体流动通道内设置有用于对从所述进口流入并从所述出口流出的气体进行净化的尾气净化结构，其中所述气体流动通道至少包括正向流动段和逆向流动段，所述正向流动段内的气体流动方向与所述逆向流动段内的气体流动方向相反。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的尾气净化装置，其特征在于，所述正向流动段靠近所述进口且位于所述逆向流动段的上游侧，所述逆向流动段为环形且环绕所述正向流动段。

3.根据权利要求1所述的用于车辆的尾气净化装置，其特征在于，所述正向流动段与所述逆向流动段之间通过方向变化过渡段相连，所述方向变化过渡段位于所述正向流动段和所述逆向流动段的同一端，所述方向变化过渡段用于减小气体从所述正向流动段向所述逆向流动段流动时的流动阻力。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的尾气净化装置，其特征在于，所述壳体包括：第一壳体、第二壳体和第三壳体，所述第二壳体连接在所述第一壳体与所述第三壳体之间，所述第二壳体为环形的主体结构，所述第一壳体和所述第三壳体为设置在所述第二壳体两端的端部壳体。

5.根据权利要求4所述的用于车辆的尾气净化装置，其特征在于，所述进气管的一部分位于所述第一壳体之外，所述进气管的另一部分穿入所述第一壳体并以平行于所述第二壳体的方向靠近所述第三壳体的方向延伸，所述第二壳体与所述进气管的所述另一部分之间夹设有环形的所述尾气净化结构。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的尾气净化装置，其特征在于，所述尾气净化结构的外周面与所述第二壳体的内周面之间设置有环形的外隔热衬套，所述尾气净化结构的内周面与所述进气管的所述另一部分的外周面之间设置有环形的内隔热衬套。

7.根据权利要求5所述的用于车辆的尾气净化装置，其特征在于，所述进气管的伸入到所述壳体内的一端设置有外翻的内环形法兰，所述第二壳体的与所述第三壳体相连的一端设置有内翻的外环形法兰，所述外环形法兰与所述内环形法兰在所述进气管的径向上位置对应，所述第三壳体的内表面为内凹的导向球面，所述导向球面将从所述进气管流出的气体导向所述空气净化结构。

8.根据权利要求4所述的用于车辆的尾气净化装置，其特征在于，所述进气管内的流动通道为正向流动段，所述进气管的外周面与所述第二壳体的内周面之间的流动通道为逆向流动段的至少一部分，所述第三壳体内的流动通道为所述方向变化过渡段，所述第一壳体内的流动通道构成所述逆向流动通道的另一部分。

9.根据权利要求4所述的用于车辆的尾气净化装置，其特征在于，所述进口和所述出口位于所述空气净化结构的同一侧，所述进口的中心轴线平行于所述进气管的轴向，所述出口的中心轴线垂直于所述进气管的轴向。

10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的用于车辆的尾气净化装置。