一種柴油車poc的金屬載體用擋圈的製作方法

2023-07-12 09:47:56 3

專利名稱：一種柴油車poc的金屬載體用擋圈的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種柴油車POC的金屬載體用擋圈，應用於汽 車發動機行業，滿足了歐4以上的環保標準要求。
技術背景
汽車發動機排氣中的有害成分主要是PM、 NOX、 HC及CO等。 在過去2 3年裡，低排放發動機已經成為人們爭論、關心、甚至渴望 實現的一個理想。
美國國家環保局(EPA) 2007排放法規要求汽車製造商同時減少 汽車尾氣中的顆粒(PM)和氮氧化物(NOX)兩種主要的汙染物。 這需要有相當的技巧，解決這個問題沒有什麼捷徑可走。按傳統的方 法，減少一種汙染勢必導致另一種汙染的增加。汽車製造商似乎已經 陷入了困境。
在排放法規的壓力下， 一方面車用柴油機正不斷進行技術升級和 改進，另一方面，選擇恰當的後處理技術策略和裝備，例如，SCR、 DPF、 DOC、 POC等後處理措施來滿足歐4或歐5排放標準。 SCR後處理器技術的本質是利用尿素在高溫下分解出NH3，作為還原 劑的NH3和發動機排氣中的NOX在催化劑和溫度的綜合作用下進行 反應，理想工況下生成無毒的N2和H20，從而達到淨化的目的。但 是SCR後處理系統的結構複雜，每套的成本在11000元~25000元，成為推廣應用的障礙。
DPF後處理器技術的本質是利用一種特殊的載體，例如進口和出 口端的蜂窩孔交替封堵後的'壁流'式陶瓷或碳化矽載體，新鮮的DPF 後處理器樣件對柴油車排出的PM —類的'黑煙，的過濾效率最高可以 達到90%，新車出廠檢測完全可以達到歐4或歐5排放標準，但是， 這種陶瓷DPF載體的價格昂貴，無法國產，世界範圍內都被美國的 'Corning'公司和日本的'NGK'公司專利壟斷，不僅每套的成本在7000 元 12000元，而且，最容易堵塞失效，成為推廣應用的障礙。
DOC後處理器技術的本質是類似於汽油乘用車的三元催化轉化 器(TWC)，用來脫除尾氣中的CO和HC，載體和催化劑技術比較 成熟，均能國產化，價格低，效率高。但應用於柴油車後，由於其主 要的處理的主要對象為PM，對PM的去除效率僅僅在10~30%，因 此，效率低，成為推廣應用的障礙。
POC後處理器技術的本質是先把PM'過濾'或'截留，下來，然後 在催化劑的作用下進行氧化，把PM中的主要成分SOF部分氧化成 C02和H20，把PM顆粒尺寸降低，消除其毒性和危害的因素，因 此，解決了 PM超標的本質問題。POC後處理器對PM的處理效率可 以達到50~80%，被堵塞的故障率也遠遠低於DPF。因此，POC是國 外研究的熱點，其中，以Ecocat公司最具代表性。
POC後處理器的本質是先進的載體和催化劑技術的結合。其中， 載體最為關鍵，不僅影響性能，也影響成本和壽命。
Ecocat公司POC載體是其專利技術，其本質是結構獨特的金屬蜂窩板和超細金屬纖維紡織氈的組合體。但價格昂貴，國產的柴油車 不可能大批量採用。
POC載體成為POC後處理器應用的關鍵。 一些利用超薄耐熱不
鏽鋼板製造的一些'蜂窩狀板以及其組合'，例如，專利號為
'02241118.6，的'三元淨化器金屬載體'專利；專利號為 '200720088652.O，的'機動車三元催化淨化器金屬載體的波紋帶及 其金屬載體，專利；專利號為'200810091662.9'的'廢氣淨化金屬 載體、所用層合物廢氣淨化過濾器'專利；專利號為 '200610114608.2，的'一種汽車尾氣金屬載體三元催化器製備方法， 專利；專利號為'200480036580.4'的'廢氣淨化金屬載體的製造方
法、廢氣淨化金屬載體和廢氣淨化過濾器'專利；專利號為 '200710003694.4'的'金屬載體及金屬載體的製造方法'專利；專利 號為'99201749.1，的'機動車尾氣淨化催化劑的金屬載體'專利；專 利號為'00268303.2'的'蜂窩狀金屬載體'專利；專利號為 '00243739.2'的'機外三元催化淨化器的金屬載體，專利；專利號為 '02202495.6'的'用於廢氣排放控制的金屬載體'專利；專利號為 '200410022788.2'的'新型陶瓷化處理的金屬載體'專利；專利號為 '98125354.7，的'催化劑用金屬載體'專利；專利號為'03208434.X， 的'蜂窩狀金屬載體'專利；專利號為'99101110.4'的'一種帶氧化鋁 層的催化劑金屬載體'專利；專利號為'98119279.3'的'用於內燃機 排氣系統的金屬載體'專利；專利號為'00100560.X'的'廢氣淨化用 金屬載體，專利；專利號為'01111387.1，的'用於廢氣淨化的金屬載體催化劑'專利等等，由於氣體的傳質和傳熱的通道是貫通型或等同
於貫通，因此，對PM的處理效果不好，無法適用於POC後處理裝置。
一些專利採用金屬絲十字交叉紡織成平面的金屬網，再把這些網 片疊放在一起，例如專利號為'98248772.X'的'網狀陶瓷載體'專利； 專利號為'99253757.6'的'網狀陶瓷載體'專利；專利號為 '200710010357.8'的'催化還原氮氧化物的蜂窩狀金屬絲網載體， 專利；專利號為'200710010359.7'的'一種具有氧化鋁塗層的蜂窩 狀金屬絲網載體及其製備方法，專利；專利號為'200810011365.9， 的'蜂窩狀金屬絲網載體上塗覆氧化鋁塗層的方法，專利；專利號為 '200810011366.3'的'用於淨化廢氣的蜂窩狀金屬絲網載體，專禾廿； 專利號為'200420094705.6'的'表面負載納米Ti02金屬濾網'專利 等等，由於氣體的傳質和傳熱的通道是近似於貫通型，氣流通道紊亂 的程度不高，PM顆粒被碰撞和截留的機率不高，因此，對PM的處 理效果不好，無法適用於POC後處理裝置。
一些專利採用完整的泡沫金屬作為後處理金屬載體，雖然解決了 上述問題，可以應用於小規模的場合，但是面臨成本的劣勢，無法應 用於汽車的大批量生產，例如專利號為'200320119469.4，的'複合 光催化抗菌泡沬金屬'專利；專利號為'200610156330.5'的'一種高 孔隙率金屬多孔載體材料的製備方法'專利；專利號為 '200510024944.3'的'汽車尾氣淨化器催化劑金屬載體及其製備方 法'專利；專利號為'200410096609.X'的'一種泡沫金屬加氫催化劑及其製備方法和應用'專利；專利號為'200710034317.7'的'一種多
孔金屬載體及其製備方法'專利等等。
上述各種材料的載體都涉及到在殼體中的安裝固定的問題，採用 一些固定措施，可能存在對載體固定不牢，造成載體鬆動的問題；也 可能採用一些固定措施，可能具備了交好的固定作用，但是對發動機 的排氣背壓產生不良的影響。
發明內容
本實用新型的目的在於提供一種柴油車POC的金屬載體用擋圈，
其由圓形金屬檔條和一種波浪形金屬檔條的組合，具有結構簡單，焊
接方便；加裝後對排氣背壓的影響幾乎為零。
本實用新型的技術方案是這樣實現的 一種柴油車POC的金屬 載體用擋圈，其特徵在於圓形金屬檔條上固定有波浪形金屬檔條為
檔圈，檔圈與POC的殼體焊接。擋圈為SUS441不鏽鋼板，厚度為 1.5 2.5mm，擋條的高度為5 15mm。
本實用新型的積極效果是一種結構簡單與POC的殼體焊接方便 的金屬載體用擋圈，焊接後的焊接強度能滿足要求，用該擋圈固定的 載體組成的POC後處理器，對發動機排氣背壓的影響幾乎為零。


圖1為本實用新型的結構示意圖2為本實用新型的側面結構圖3為本實用新型使用時的結構示意具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步的描述如圖1、 2所述， 一種柴油車POC的金屬載體用擋圈，其特徵在於圓形金屬檔條2 上固定有波浪形金屬檔條3為檔圈，檔圈與POC的殼體1焊接。擋
圈為SUS441不鏽鋼板，厚度為1.5 2.5mm,擋條的高度為5 15mm。
如圖3所示，使用時選擇材料為SUS441不鏽鋼板，厚度為1.5mm， 剪切成寬度10mm的板條，根據POC樣件的殼體內徑，計算截取板 條的長度，製成圓形金屬檔條2;選擇材料為SUS441不鏽鋼板，厚 度為1.5mm，剪切成寬度10mm的板條，根據POC樣件的殼體內徑 和波浪數或實測長度作為滾壓成波浪形擋條的基材，採用滾形齒輪， 機械和手工操作滾壓成型，製成波浪形擋條3;結合POC樣件的殼 體內徑，截取波浪形擋條3,同圓形金屬檔條2氬弧焊接成整體擋條；
根據POC殼體的高度、內徑和設計參數，首先在POC的出口端 的殼體內側焊接一個擋圈，焊接部位在波浪形擋條3的圓弧頂端部位 和殼體內側的接合部位，從接合點的兩側分別進行氬弧焯接；把POC 樣件的A型載體和B型載體交錯疊放時從出口端開始，在進口端結 束，進口端的檔圈焊接前，該載體垂直擺放，在最上端的A型載體 表面上放置直徑小於A型載體的直徑10 20mm的平面鋼板，然後在 其上放置10千克的金屬砝碼，使整個載體密實，減少空隙，焊接部 位在波浪形擋條3的圓弧頂端部位和殼體內側的接合部位，從接合點 的兩側分別進行焊接，完成出口端檔圈的焊接。分別完成該POC樣 件的進口端和出口端的擴張管以及進出氣管的焊接，完成POC樣件 成品的製作。把此載體同排量為8.6升的歐3柴油發動機的排氣管連接；完成POC金屬載體進口管和出口管的溫度傳感器的安裝；完成 POC金屬載體進口管背壓計的安裝；啟動和預熱發動機；按照ETC 試驗程序，選擇6個不同的發動機轉速和負荷的工況點，完成發動機 排氣背壓的測量，結果顯示，本實用新型的POC金屬載體的背壓在 6 15kpa。
該發動機按工況連續運轉100小時後，POC金屬載體的結果顯 示，POC金屬載體的背壓仍保持在6 15kpa。
採用厚度為2.5mm的不鏽鋼板，切割成外徑和內徑相差8mm， 即寬度為8mm的圓環，按照以上過程完成焊接操作，製成POC樣件； 進行發動機臺架測試，檢測結果表明低速低負荷時背壓為8kpa;高 速高負荷時背壓為17kpa。發動機排氣阻力即背壓升高10%以上，對 車輛燃油經濟性造成負面影響。
權利要求1、一種柴油車POC的金屬載體用擋圈，其特徵在於圓形金屬檔條(2)上固定有波浪形金屬檔條(3)為檔圈，檔圈與POC的殼體(1)焊接。
2、 根據權利要求1所述的一種柴油車POC的金屬載體用擋圈， 其特徵在於所述的擋圈為SUS441不鏽鋼板，厚度為1.5 2.5mm，擋 條的高度為5~15mm。
專利摘要本實用新型涉及一種柴油車POC的金屬載體用擋圈，其特徵在於圓形金屬擋條上固定有波浪形金屬擋條為擋圈，擋圈與POC的殼體焊接。擋圈為SUS441不鏽鋼板，厚度為1.5～2.5mm，擋條的高度為5～15mm。擋圈結構簡單，製造方便，成本低，用於POC樣件中，發動機臺架檢測結果表明對於排氣背壓的影響可以忽略。
文檔編號F01N3/28GK201401213SQ20092009357
公開日2010年2月10日 申請日期2009年4月29日 優先權日2009年4月29日
發明者劉國軍, 龍 崔, 靜 張, 張克金, 非 戈, 駿 李, 趙家瑞, 馬萬慶 申請人:中國第一汽車集團公司;長春市福田精細化工有限公司