一种汽车尾气三元催化装置及其使用方法与流程

一种汽车尾气三元催化装置及其使用方法
1.本技术是申请日为2020年10月13日，申请号为cn 202011087905.9，发明名称为一种汽车尾气三元催化装置的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及环保技术领域，具体为一种汽车尾气三元催化装置及其使用方法。


背景技术：

3.汽车作为一种现代化的交通工具在为人类的生活和工作带来便利的同时，汽车也是一个流动的污染源，随着汽车保有量的提高，使得汽车尾气对环境的破坏与日俱增，而控制汽车尾气排放的方法主要由两个：其一是优化汽车发动机结构，使汽油燃烧的更加充分，以减少污染物的排放量；其二是在排气管上安装三元催化转化装置，将燃烧后产生的污染物通过催化剂进行催化，减少污染物的排放。现如今汽车都安装有三元催化器，当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强co、hc和nox三种气体的活性，促使其进行一定的氧化
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还原化学反应，其中co在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；hc化合物在高温下氧化成水(h20)和二氧化碳；nox还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。
4.首先，三元催化装置内部的催化剂，其开始工作温度在200℃，400
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800℃为最佳催化温度，而在汽车冷启动时，催化装置未通过尾气前，其温度与外界温度一致，在尾气通过催化装置的前一段时间中，催化装置的温度是不断升高的，在这段时间内，催化剂未到达工作温度，使得这段时间内催化装置没有起到催化效果，由于未对这段时间内的污染物进行处理，使得对环境造成污染。
5.其次，当汽车行驶在拥堵的城市道路时，往往会出现走走停停的情况，此时汽车发动机就会产生汽油不完全燃烧的情况，而汽油不完全燃烧后的尾气中大量存在着碳颗粒，这些碳颗粒随着尾气排出口，聚集在催化装置的入口处，长此以往，碳颗粒聚集过多，造成催化装置堵塞，继而造成尾气无法正常排出，汽车动力严重下降，经常熄火的问题。


技术实现要素：

6.本发明提供了一种汽车尾气三元催化装置及其使用方法，具备催化效率高的优点，解决了以上背景技术中提到的问题。
7.本发明提供如下技术方案：一种汽车尾气三元催化装置，包括壳体，固定安装在壳体内壁上的衬垫以及固定套接在衬垫中的催化剂，所述壳体靠近汽车发动机的一侧固定安装有滑动腔，所述壳体的另一侧固定安装有出气口，所述滑动腔的一侧固定安装有进气口，所述壳体，进气口，出气口相连通，所述壳体的内部靠近滑动腔的一侧固定安装有网状隔板，所述滑动腔的内部活动套接有活动隔板，所述活动隔板的两侧均固定安装有导热片，所述导热片靠近壳体的一侧与网状隔板距离极近，所述壳体的固定套接有导热板，所述导热板的外部固定套接有预热管，所述预热管为螺旋状，所述进气口的上表面开设有预热管进
口，所述预热管的一端与进气口的上表面固定连接，所述预热管通过预热管进口与进气口贯通，所述预热管进口靠近进气口的一侧固定安装有过滤网，所述预热管的内部固定安装有位于过滤网上方的单向阀，所述滑动腔的内部开设有位于活动隔板下方的预热管出口，所述预热管的另一端与预热管出口相连通。
8.优选的，所述活动隔板的内部开设有通管，所述通管位于预热管出口的正上方，所述通管的内部靠近上端处固定安装有弹簧，所述弹簧的下表面固定安装有上活动器，所述上活动器的外侧活动套接有下活动器，所述下活动器的两侧开设有位于上活动器下方的通气管，所述上活动器和下活动器在通管的内部活动套接，所述通管的内部上开设有与通气管相适配的上通气槽，所述通管的内壁上开设有位于上通气槽下方的下通气槽，所述上活动器和下活动器的内部均开设有通风管道，且此通风管道与通气管相连通。
9.优选的，所述预热管紧密缠绕在导热板的外部，所述预热管采用螺旋管道。
10.优选的，所述导热片的材料为钨铜合金，所述活动隔板上除导热片以外的材料为耐高温导热性能差的材料即可。
11.优选的，所述活动隔板到达滑动腔顶部位置时，所述网状隔板全部敞开，所述活动隔板的宽度和厚度与滑动腔内部相适配。
12.优选的，所述上活动器与下活动器之间充入高温易膨胀气体，在高温状态下上活动器和下活动器之间可伸长。
13.优选的，所述上活动器和下活动器内气体受热膨胀后，伸长到最长长度时，所述通气管位于上通气槽和下通气槽之间，所述下活动器在收缩状态下，所述通管位于下活动器下方通道通过上通气槽与上活动器上方通道相连通，所述弹簧拉伸时，所述通管位于下活动器下方通道通过下通气槽与上活动器上方通道相连通。
14.本发明具备以下有益效果：
15.1、该汽车尾气三元催化装置，通过在汽车冷启动时，尾气不先从催化剂处通过，而是先从预热管处通过将催化剂进行预热，继而在处理尾气前将催化剂温度提高到工作温度，而后再打开活动隔板使尾气通过，使得在冷启动后尾气通过时催化剂达到工作温度乃至最佳温度，继而使尾气刚通过催化剂时就能进行催化，继而将发动机燃烧后的所有污染物全部处理，提高催化效率。
16.2、该汽车尾气三元催化装置，通过导热片将尾气的温度传送至网状隔板的表面，同时网状隔板的另一侧存在大量的空气，此时上一次汽车启动所聚集在网状隔板表面的碳颗粒在高温条件下燃烧，使碳颗粒在每一次启动后清理一次，保证网状隔板表面的流畅性，提高尾气的通过率，提高催化剂处理尾气的效率。
附图说明
17.图1为本发明内部结构示意图；
18.图2为本发明俯视图；
19.图3为本发明预热状态示意图；
20.图4为本发明催化尾气状态示意图；
21.图5为本发明图1中a处结构放大图。
22.图中：1、壳体；2、衬垫；3、催化剂；4、进气口；5、出气口；6、网状隔板；7、滑动腔；8、
活动隔板；9、通管；10、导热片；11、预热管；12、导热板；13、预热管进口；14、预热管出口；15、过滤网；16、单向阀；17、弹簧；18、上活动器；19、下活动器；20、通气道；21、上通气槽；22、下通气槽。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.请参阅图1
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5，一种汽车尾气三元催化装置，包括壳体1，固定安装在壳体1内壁上的衬垫2以及固定套接在衬垫2中的催化剂3，壳体1靠近汽车发动机的一侧固定安装有滑动腔7，壳体1的另一侧固定安装有出气口5，滑动腔7的一侧固定安装有进气口4，壳体1，进气口4，出气口5相连通，壳体1的内部靠近滑动腔7的一侧固定安装有网状隔板6，壳体1靠近进气口4处为直管，壳体1的另一侧为梯形管，便于壳体1的另一侧安装滑动腔7，且网状隔板6靠近进气口4的一侧与滑动腔7相连通，滑动腔7的内部活动套接有活动隔板8，活动隔板8的两侧均固定安装有导热片10，导热片10靠近壳体1的一侧与网状隔板6距离极近，活动隔板8靠近网状隔板6的一侧与网状隔板6的碳颗粒聚集一侧距离极近，同时在活动隔板8两侧安装导热片10，使得尾气传入带来的热量传导至网状隔板6，壳体1的固定套接有导热板12，导热板12的外部固定套接有预热管11，预热管11为螺旋状，通过预热管11设置为螺旋状，使得尾气在通过预热管11内时，流动时间更长，使得催化剂3的预热时间更长，使催化剂3预热程度提高，进气口4的上表面开设有预热管进口13，预热管11的一端与进气口4的上表面固定连接，预热管11通过预热管进口13与进气口4贯通，预热管进口13靠近进气口4的一侧固定安装有过滤网15，在预热管进口13处安装过滤网15，当尾气进入预热管11后，由于预热管11呈螺旋状，通过过滤网15将尾气中的碳颗粒阻拦下来，防止预热管11堵塞，预热管11的内部固定安装有位于过滤网15上方的单向阀16，安装单向阀16，使得尾气进入预热管11内后，只能从预热管进口13进入预热管11而不能从预热管进口13处出来，防止在尾气从预热管出口14出来时，由于活动隔板8的阻挡，使预热管11内的尾气发生倒流，滑动腔7的内部开设有位于活动隔板8下方的预热管出口14，预热管11的另一端与预热管出口14相连通。
25.其中，活动隔板8的内部开设有通管9，通管9位于预热管出口14的正上方，通过预热管出口14安装在通管9的正下方，此时预热管出口14的截面积比通管9的截面积大，使得在尾气从预热管出口14出来后，能直接作用在活动隔板8下表面，将活动隔板8向上推动，通管9的内部靠近上端处固定安装有弹簧17，弹簧17的下表面固定安装有上活动器18，上活动器18的外侧活动套接有下活动器19，下活动器19的两侧开设有位于上活动器18下方的通气管20，上活动器18和下活动器19之间存在气体，使得在温度变化时，上活动器18和下活动器19之间距离能不断变化，上活动器18和下活动器19在通管9的内部活动套接，通管9的内部上开设有与通气管20相适配的上通气槽21，通管9的内壁上开设有位于上通气槽21下方的下通气槽22，通过20，21，22的相互配合，控制通管9上下端的连通性，来控制活动隔板8的升降，上活动器18和下活动器19的内部均开设有通风管道，且此通风管道与通气管20相连通。
26.其中，预热管11紧密缠绕在导热板12的外部，预热管11采用螺旋管道，通过预热管
11螺旋且紧密的缠绕在壳体1外部，减少尾气在预热管11内流动时的热量丧失，提高对催化剂3的预热效果，同时增加预热管11的长度，增加预热时间，同时增加尾气从预热管出气口14通出时间，提高网状隔板6上碳颗粒的消除效果。
27.其中，导热片10的材料为钨铜合金，活动隔板8上除导热片10以外的材料为耐高温导热性能差的材料即可，导热片10的材料为钨铜合金，使得导热片10能最大程度的将尾气的温度传到网状隔板6表面，同时避免导热板10因温度过高而变形，同时其他部分为导热性不强材料，防止导热板10传输热量时，热量流失。
28.其中，活动隔板8到达滑动腔7顶部位置时，网状隔板6全部敞开，活动隔板8的宽度和厚度与滑动腔7内部相适配，活动隔板8正好能在滑动腔7内部上下滑动，防止尾气通过其他过大间隙使滑动腔7上下气压平衡。
29.其中，上活动器18与下活动器19之间充入高温易膨胀气体，在高温状态下上活动器18和下活动器19之间可伸长，通过上活动器18与下活动器19之间气体膨胀，以影响通管20，上通气槽21和下通气槽22的位置，使得汽车在未启动和启动两种状态下，活动隔板8的位置不同。
30.其中，上活动器18和下活动器19内气体受热膨胀后，伸长到最长长度时，通气管20位于上通气槽21和下通气槽22之间，下活动器19在收缩状态下，通管9位于下活动器19下方通道通过上通气槽21与上活动器18上方通道相连通，弹簧17拉伸时，通管9位于下活动器19下方通道通过下通气槽22与上活动器18上方通道相连通。
31.工作原理，在汽车冷启动时，尾气从进气口4进入，此时活动隔板8位于网状隔板6的一侧并将网状隔板6全部挡住，此时预热管进口13可允许尾气通过，此时尾气通过过滤网15的过滤后进入预热管11内，而预热管11将壳体1全部包裹，此时尾气的热量通过导热板12传到催化剂3中，将催化剂3的温度提高到工作温度，而后尾气经过预热管11后从预热管出口14处流出。
32.当尾气到达进气口4到达活动隔板8的一侧后，首先接触到导热片10，由于导热片10为耐高温导热性强的材料制成，而网状隔板6与导热片10之间的距离极近，此时导热片10将尾气的温度传到网状隔板6的表面，此温度高于碳颗粒燃烧的燃点，网状隔板6的另一侧与壳体1内腔连通，其中含有大量空气，使得此时网状隔板6表面的碳颗粒充分燃烧。
33.当预热管11中的尾气从预热管出口14处流出时，由于预热管出口14上方即为通管9，使得尾气首先向通管9内部吹出，而此时由于上活动器18和下活动器19内部的气体受热膨胀，使得上活动器18和下活动器19之间长度达到最长长度，此时由于尾气吹出，将弹簧17收缩后，此时通气管20与通管9内壁接触，使得尾气不能从通管9通出，此时活动隔板8在受到尾气的推力后向上开始移动，待达到尾气从预热管进口13进入量和预热管出口14输出量一致时，此时活动隔板8处于平衡状态，而此时由于活动隔板8上移后将网状隔板6打开，此时由于尾气的直通性，使得尾气大部分从网状隔板6处通过，而此时由于通管9底部快速通过尾气，使得此时通管9的下端形成真空，并将通管9中的尾气与以及上活动器18和下活动器19向下吸引，此时弹簧17伸长后通气管20与下通气槽22接触，当通管9内尾气吸出后，此时由于通管9畅通，使得活动隔板8上方的气体从通管9处下来，此时由于从通管9下方通出的气体越来越多，使得活动隔板8继续上移将预热管进口13挡住，此时尾气不从预热管进口13处流入预热管11中，而此时活动隔板8的上方仍旧存在尾气，此时由于通管9底部的真空
仍旧存在，使得活动隔板8上方气体继续向上移动直至与滑动腔7顶部接触后，活动隔板8就吸在滑动腔7的顶部，此时尾气全部从网状隔板6处进入催化装置中充分催化。
34.在汽车停止后的一段时间中，由于上活动器18和下活动器19之间的气体温度没有完全消失，此时上活动器18和下活动器19仍然处于伸长状态，此时活动隔板8仍然位于滑动腔7的顶端，当温度下降后，此时下活动器19回缩，此时通气管20通过上通气槽21与外界连通，此时由于气压平衡，使得活动隔板8向下移动将网状隔板6与进气口4隔绝。
35.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
36.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。