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CN112049715A - 具有扰流作用的金属蜂窝载体 - Google Patents

具有扰流作用的金属蜂窝载体 Download PDF

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CN112049715A CN202010924415.3A CN202010924415A CN112049715A CN 112049715 A CN112049715 A CN 112049715A CN 202010924415 A CN202010924415 A CN 202010924415A CN 112049715 A CN112049715 A CN 112049715A
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Abstract

本发明公开了一种具有扰流作用的金属蜂窝载体，解决了现有蜂窝载体对内燃发动机尾气催化效果相对较差的问题。结构包括壳体和塞入到壳体中的内芯，内芯由同材质的平片和箔带交错叠置在一起卷绕成型，箔带上形成有若干并列布置的波峰部和波谷部，波峰部和波谷部彼此交错布置并连为一体，气流通道与波峰部和波谷部的数量和位置相对应，波峰部和波谷部分别构成了气流通道壁体的一部分，其特征在于，在箔带的波峰部上沿垂直于气流通道的方向上设置有若干切口，这些切口在波峰部上成排布置，在波峰部上于切口的外侧部分向着所对应的气流通道倾斜凹进而形成有凹陷部，在气流通道的流向上，这些凹陷部的同侧端具有供气流通过的开口，凹陷部的另一端与波峰部的壁体密封连为一体，开口位于气流通道的截流面内，开口与所对应的切口相平齐。

Description

具有扰流作用的金属蜂窝载体
技术领域
本发明涉及汽车、摩托车用金属蜂窝载体技术领域，特别涉及一种具有扰流作用的金属蜂窝载体。
背景技术
随着摩托车尾气排放欧五标准的进一步实施落地，摩托车尾气排放标准越来越高，特别是碳氢排放的技术要求变得更加严格，常规载体制作的催化剂已经很难满足现有标准下的排放要求。现有摩托车排气管中所应用的常规载体，是采用箔带卷制而成，利用废气与箔带之间的接触而实现废气的催化净化。在载体内形成有若干分隔开的气流通道，气体在流经载体时，气体会自气流通道内直接通过，气流通道中间部位的气体很难与气流通道壁体接触，导致催化效果相对较差。在废气排出过程中，气流通道径向中间部分的气流速度相对比较快，外圈空速比较慢，气体流速的不均导致催化不够均匀，催化效果减弱。为适应新的排放标准，有必要对金属蜂窝箔带和载体进行改进，而进一步提升催化效果。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明需要解决的技术问题是：提供一种具有扰流作用的金属蜂窝载体，该蜂窝载体对废气的催化净化效果好。
为解决所述技术问题，本发明的技术方案：一种具有扰流作用的金属蜂窝载体，包括壳体和塞入到壳体中的内芯，内芯由同材质的平片和箔带交错叠置在一起卷绕成型，箔带上形成有若干并列布置的波峰部和波谷部，波峰部和波谷部彼此交错布置并连为一体，气流通道与波峰部和波谷部的数量和位置相对应，波峰部和波谷部分别构成了气流通道壁体的一部分，其特征在于，在箔带的波峰部上沿垂直于气流通道的方向上设置有若干切口，这些切口在波峰部上成排布置，在波峰部上于切口的外侧部分向着所对应的气流通道倾斜凹进而形成有凹陷部，在气流通道的流向上，这些凹陷部的同侧端具有供气流通过的开口，凹陷部的另一端与波峰部的壁体密封连为一体，开口位于气流通道的截流面内，开口与所对应的切口相平齐。
箔带上波峰部和波谷部分别设置在一平面的相对两侧，它们是由薄的平片通过折叠后成型的。在进行载体的制备时，箔带需要与平的平片交错叠置在一起通过卷绕机卷绕成柱形的内芯。由于波峰部和波谷部均为拱形，波峰部和波谷部与平片叠置在一起后会形成有若干的气流通道，以供气流的流动。现有的载体中，这些气流通道均是笔直的，载体应用在车辆上后，内燃发动机工作时所产生的废气会通过气流通道而被排放到外界中，废气在气流通道内流动时，会被载体催化净化。所述的切口一般是通过切刀半切或锯条半锯而形成的，通过多头冲压件对波峰部顶部冲压，而形成所述的凹陷部。凹陷部上的开口朝向气流的流向，废气会自开口处进入到凹陷部内，并被凹陷部上的倾斜部分改变方向，而在载体内形成湍流，这些湍流在载体内前行时还会撞向箔带和平片的表面，而得到催化净化。
进一步地，凹陷部具有位于开口一侧的导流部和位于凹陷部另一端的倾斜部，导流部的壁体沿气流通道的流向延伸，倾斜部的壁体与气流通道的流向之间具有夹角。通过导流部的设置而有利于把气流导入到凹陷部内，并经过倾斜部的推动和导引而使得气流方向相对于气流通道的流向而形成夹角，增加了载体与废气之间的有效接触面积，能够为废气提供良好的催化净化效果。这种结构的凹陷部结构简单，便于加工，便于导入气流和对气流方向进行改变。
进一步地，导流部的横断面为圆弧形，倾斜部的横断面为C形，倾斜部的外缘与所在的波峰部壁体之间为平滑的弧面过渡。这使得气流在凹陷部内得到方向改变的同时，流动顺畅性也能够保证，能够有效减小凹陷部对废气流动速度的影响，使得排气顺畅。
进一步地，所述导流部的横断面为三角形。
进一步地，所有切口在波峰部上的深度和宽度均相等。
进一步地，切口的宽度与其所在的波峰部的宽度比介于1∶3—1∶2之间。
进一步地，所述开口伸入到气流通道内的尺寸为波峰部高度的1/4—1/2。
进一步地，所述开口伸入到气流通道内的尺寸为波峰部高度的1/3。
进一步地，波峰部和波谷部的横断面呈三角形、圆弧形、正弦波形、梯形或矩形的任意一种或多种的组合。
因此，本发明的有益效果：通过在箔带波峰部上设置有凹陷部，且所有凹陷部上的开口均朝向废气的来气方向，废气进入到载体内后，废气能够进入到凹陷部内，并经凹陷部的作用而改变气流的方向，使得废气能够与箔带充分接触，提高载体对废气的催化净化效果。可以对凹陷部向着所对应的气流通道内凹进的尺寸的设定，而使得凹陷部上的开口伸入到气流通道的中心位置处，从而可以把气流通道中心位置处的废气承载到凹陷部内，使得气流通道内各处的废气流速均匀，载体能够对废气均匀催化，对废气的净化效果好，能够很好地适应尾气的高排放标准。
附图说明
图1是具有扰流作用的金属蜂窝载体，图中，部分被具体结构化显示。
图2是单片的箔带的结构图。
图3是箔带上波峰部的局部放大结构图。
图4是箔带的端部结构图。
图5是箔带与平片叠置在一起的立体结构图。
图6是蜂窝载体在使用状态下的气体流向示意图，图中的箭头表示气流方向。
具体实施方式
见图1，本具有扰流作用的金属蜂窝载体，结构包括圆筒形的壳体1，在壳体1内塞入柱形的内芯，内燃发动机所排放的尾气通过内芯后而能够得到催化净化。
见图2、4、5中，所应用到的箔带3，为板状体，本身经过折叠而成曲板形状。从而其上形成有若干并列布置的波峰部34和波谷部33，波峰部34和波谷部33彼此交错布置并连为一体。在进行金属蜂窝载体的制备时，需要把箔带3和平板状的平片2多层交错叠置在一起形成叠加体，平板和箔带3的材质是一致的。通过卷绕机而把叠加体卷绕成圆柱形，并把柱形体塞入到圆筒形的壳体1内则制成蜂窝载体。在蜂窝载体内沿其轴向形成有若干气流通道35，以供废气在蜂窝载体内流过，废气与箔带3或平片2相接触时，会得到催化作用而被净化，以减少排放的废气对环境所带来的危害。由于波峰部34和波谷部33均呈拱形，气流通道35与波峰部34和波谷部33的数量和位置相对应，也即是一条波峰部34或波谷部33的背侧均形成有一个气流通道35，波峰部34和波谷部33分别构成了气流通道35壁体的一部分，前述的平片2构成了气流通道35壁体的另一部分。
在箔带3上设有若干凹陷部37，凹陷部37的制备是通过整体式的加工而成型的。在箔带3的波谷部33和/或波峰部34和上沿垂直于气流通道35的方向上设置有若干切口，切口半透波峰部34的壁体，这些切口在波峰部34上成排布置，一片箔带3上的切口具有多排。通过多头式的冲压头，而对波峰部34上切口的外侧部分进行冲压，而使得该部分向着所对应的气流通道35凹进，从而在波峰部34和/或波谷部33上形成了凹陷部37。图2中显示，各波峰部34上均形成有相同数目、位置相对应的凹陷部37；各波谷部33上均形成有相同数目、位置相对应的凹陷部37。见图3，在气流通道35的流向上，这些凹陷部37的同侧端具有供气流通过的开口36，气流通过开口36进入到凹陷部37内。凹陷部37的另一端与波峰部34的壁体密封连为一体，而使得凹陷部37在波峰部34上形成倾斜结构，可以改变进入到凹陷部37内气体的流向。开口36位于气流通道35的截流面内，该开口36的下侧壁体一般是伸入到气流通道35中心位置的下侧，从而使得气流通道35中心位置处的气体进入到凹陷部37内，而使得气流通道35中心部分处的气体得到减速和换向。在对波峰部34上相应的部分进行冲压时，冲压头沿垂直于气流通道35的方向运动，开口36与所对应的切口相平齐，从而也便于凹陷部37对气体的承接。
凹陷部37具有位于开口36一侧的导流部31和位于凹陷部37另一端的倾斜部32，导流部31的壁体沿气流通道35的流向延伸，倾斜部32的壁体与气流通道35的流向之间具有夹角。导流部31的横断面为圆弧形，倾斜部32的横断面为C形，倾斜部32的外缘与所在的波峰部34壁体之间为平滑的弧面的过渡。见图6，气流在内芯中通过时，气流通过过导流部31的导入而进入到凹陷部37内，气流经过倾斜部32时，会发生换向激荡，气流会撞向气流通道35的壁体，而提高催化净化效果。
所述的凹陷部37的形状相当程度上取决于冲压头的形状，作为另一种实施方式，所述导流部31的横断面也可以为三角形，这种凹陷部37是由三角形的冲压头所冲压加工的。
所有切口在波峰部34上的深度和宽度均相等，该深度是指在竖直方向上切口的尺寸，而该宽度是指在水平方向上切口的尺寸。切口的宽度与其所在的波峰部34的宽度比介于1∶3—1∶2之间，波峰部34的宽度是指在水平方向上，波峰部34的两壁体之间的最大间隔。凹陷部37上的开口36伸入到气流通道35内的尺寸为波峰部34高度的1/4—1/2，波峰部34的高度是指在竖直方向上波峰部34壁体的最大尺寸。优选地，所述开口36伸入到气流通道35内的尺寸为波峰部34高度的1/3。本段中，所述的水平方向和竖直方向均是以图4中箔带3所处的位置作为基准。前述这些参数的限定，使凹陷部37的设置合理，能够有效均匀气体流道内各部分气体的流速，能够为废气提供良好的催化净化效果。
图2、4、5显示的箔带3中，波峰部34和波谷部33的横断面形状为抛物线形，作为箔带3的多种实施方式，波峰部34和波谷部33的横断面也可以呈三角形、圆弧形、正弦波形、梯形或矩形的任意一种或多种的组合。

Claims (9)

1.一种具有扰流作用的金属蜂窝载体，包括壳体和塞入到壳体中的内芯，内芯由同材质的平片和箔带交错叠置在一起卷绕成型，箔带上形成有若干并列布置的波峰部和波谷部，波峰部和波谷部彼此交错布置并连为一体，气流通道与波峰部和波谷部的数量和位置相对应，波峰部和波谷部分别构成了气流通道壁体的一部分，其特征在于，在箔带的波峰部上沿垂直于气流通道的方向上设置有若干切口，这些切口在波峰部上成排布置，在波峰部上于切口的外侧部分向着所对应的气流通道倾斜凹进而形成有凹陷部，在气流通道的流向上，这些凹陷部的同侧端具有供气流通过的开口，凹陷部的另一端与波峰部的壁体密封连为一体，开口位于气流通道的截流面内，开口与所对应的切口相平齐。
2.根据权利要求1所述的具有扰流作用的金属蜂窝载体，其特征在于，凹陷部具有位于开口一侧的导流部和位于凹陷部另一端的倾斜部，导流部的壁体沿气流通道的流向延伸，倾斜部的壁体与气流通道的流向之间具有夹角。
3.根据权利2所述的具有扰流作用的金属蜂窝载体，其特征在于，导流部的横断面为圆弧形，倾斜部的横断面为C形，倾斜部的外缘与所在的波峰部壁体之间为平滑的弧面过渡。
4.根据权利要求2所述的具有扰流作用的金属蜂窝载体，其特征在于，所述导流部的横断面为三角形。
5.根据权利要求1至4任一所述的具有扰流作用的金属蜂窝载体，其特征在于，所有切口在波峰部上的深度和宽度均相等。
6.根据权利要求5所述的具有扰流作用的金属蜂窝载体，其特征在于，切口的宽度与其所在的波峰部的宽度比介于1∶3—1∶2之间。
7.根据权利要求1至4任一所述的具有扰流作用的金属蜂窝载体，其特征在于，所述开口伸入到气流通道内的尺寸为波峰部高度的1/4—1/2。
8.根据权利要求7所述的具有扰流作用的金属蜂窝载体，其特征在于，所述开口伸入到气流通道内的尺寸为波峰部高度的1/3。
9.根据权利要求1所述的具有扰流作用的金属蜂窝载体，其特征在于，波峰部和波谷部的横断面呈三角形、圆弧形、正弦波形、梯形或矩形的任意一种或多种的组合。
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