一种可轴向移动的三元催化器装置

技术领域

本发明属于汽车排放领域，具体涉及一种可轴向移动的三元催化器装置。

背景技术

随着汽车工业的迅猛发展，汽车已成为人们生活中不可缺少的一部分，为人们的日常出行提供了便利。三元催化器是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，其可将汽车尾气排出的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气,达到节能减排的目的。三元催化器最佳工作温度为400℃—800℃，低于250℃时存在温度过低，三元催化剂无法启动的情况，此时会影响催化效率。汽车在冷启动的情况下，排出的尾气温度较低，此时三元催化器并不能达到最佳工作温度，不能有效地处理这个阶段的废气，因此汽车尾气中60％—80％的有毒气体是由于冷启动两分钟内产生的。

有鉴于此，实有必要开发一种可轴向移动的三元催化器，以提高三元催化器的催化转化效率，同时有利于节能减排。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可轴向移动的三元催化器装置，以解决现有技术中汽车在冷启动的情况下三元催化器并不能达到最佳工作温度，不能有效地处理废气的问题；本发明中将三元催化器与螺杆连接，电机驱动螺杆转动，使得三元催化器可以在轴向移动，并设置内套管与外套管结构保证其可以实现移动的功能，同时安装结合套支撑内套管并保证密封性，配以导杆保证移动的稳定。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种可轴向移动的三元催化器装置，包括：三元催化器，第一内套管、第二内套管、第一外套管、第二外套管、第一轴承、第二轴承、第一结合套、第二结合套、螺杆、导杆、电机和三元催化器外法兰；

所述三元催化器的外壁中间位置套设有三元催化器外法兰，所述三元催化器外法兰上分别设有螺纹孔、光滑通孔及安装孔，三元催化器穿设于安装孔中；

所述第一内套管的一端通过第一内套管法兰与三元催化器的一端固定连接，另一端设于第一外套管中；所述第一内套管与第一外套管之间设有第一结合套，第一结合套的外壁面通过螺纹与第一外套管相配合，第一结合套的内壁面光滑；第一结合套的一端设有第一凸台；

所述第二内套管的一端通过第二内套管法兰与三元催化器的另一端固定连接，另一端设于第二外套管中；所述第二内套管与第二外套管之间设有第二结合套，第二结合套的外壁面通过螺纹与第二外套管相配合，第二结合套的内壁面光滑，第二结合套的一端设有第二凸台；

所述螺杆的一端通过第一轴承与第一外套管法兰连接；另一端通过第二轴承与第二外套管法兰连接，且端部与所述电机连接；所述螺杆的中间部分通过螺纹与所述三元催化器外法兰的螺纹孔相配合；

所述导杆的一端穿设于所述第一外套管法兰上的通孔中，并通过限位螺帽限位，另一端穿设于所述第二外套管法兰上的通孔中，并通过该端设有的限位块限位；所述导杆穿设于所述三元催化器外法兰的光滑通孔中。

进一步地，所述电机连接电子控制单元，由其控制实现正反转。

进一步地，所述第一内套管、第二内套管均为两端开口的空心圆柱体。

进一步地，所述第一外套管、第二外套管均为两端开口的空心圆柱体。

进一步地，所述第一结合套、第二结合套均为两端开口的空心圆柱体。

进一步地，所述第一、第二内套管与所述第一、第二结合套接触的外壁面部分为光滑的。

进一步地，所述第一外套管与汽车发动机排气口连接，所述第二外套管与汽车尾部消音器连接。

进一步地，所述第一轴承、第二轴承均为角接触球轴承。

进一步地，所述螺杆在安装所述第一轴承、第二轴承处分别设置有轴肩以进行轴向定位。

进一步地，所述第一凸台与第一外套法兰相抵接。

进一步地，所述第二凸台与第二外套法兰相抵接。

本发明的有益效果：

本发明中，当汽车在冷启动情况下，汽车在冷启动两分钟内产生的汽车尾气并不能使三元催化器达到最佳工作温度，这时三元催化器向靠近发动机的方向移动，使得进入三元催化器的汽车尾气温度更高，即可帮助三元催化器更快地达到最佳工作温度，提高催化效率，充分对汽车尾气中的有毒气体进行催化转化。在三元催化器达到最佳工作温度后，三元催化器可向远离发动机方向移动，以防止三元催化器温度过高，进而影响其催化转化效率，以此来达到节能减排的目的。

本发明中三元催化器外法兰能够保证三元催化器在轴向上稳定移动，增大三元催化器的利用效率，且其结构简单，易于安装，占用空间小。

本发明中螺杆两端通过轴承与第一外套管和第二外套管相配合，可在固定位置自由旋转，并带动三元催化器的移动，装配简单，空间利用率高。

本发明的套管式设计重量轻，安装方便，使用简单。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为三元催化器外法兰结构示意图；

图3为螺杆与第一外套管法兰配合处局部放大图；

图4为螺杆与第二外套管法兰配合处局部放大图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

参照图1-图4所示，本发明的一种可轴向移动的三元催化器装置，包括：三元催化器1，第一内套管2、第二内套管10、第一外套管4、第二外套管8、第一轴承12、第二轴承13、第一结合套5、第二结合套6、螺杆3、导杆7、电机9和三元催化器外法兰18；

所述三元催化器1的外壁中间位置套设有三元催化器外法兰18，所述三元催化器外法兰18上分别设有螺纹孔181、光滑通孔182及安装孔183，三元催化器1穿设于安装孔183中；

所述第一内套管2的一端通过第一内套管法兰14与三元催化器1的一端固定连接，另一端设于第一外套管4中；所述第一内套管2与第一外套管4之间设有第一结合套5，第一结合套5的外壁面通过螺纹与第一外套管4相配合，第一结合套5的内壁面光滑；第一结合套5的一端设有第一凸台；

所述第二内套管10的一端通过第二内套管法兰15与三元催化器1的另一端固定连接，另一端设于第二外套管8中；所述第二内套管10与第二外套管8之间设有第二结合套6，第二结合套6的外壁面通过螺纹与第二外套管8相配合，第二结合套6的内壁面光滑，第二结合套6的一端设有第二凸台；

示例中，所述第一内套管2、第二内套管10均为两端开口的空心圆柱体；所述第一外套管4、第二外套管8均为两端开口的空心圆柱体；所述第一结合套5、第二结合套6均为两端开口的空心圆柱体。

其中，所述第一、第二内套管与所述第一、第二结合套接触的外壁面部分为光滑的。

所述螺杆3的一端通过第一轴承12与第一外套管法兰16连接；另一端通过第二轴承13与第二外套管法兰17连接，且端部与所述电机9连接；所述螺杆3的中间部分通过螺纹与所述三元催化器外法兰18的螺纹孔181相配合；所述第一轴承、第二轴承均为角接触球轴承；所述螺杆在安装所述第一轴承、第二轴承处分别设置有轴肩以进行轴向定位。

所述导杆7的一端穿设于所述第一外套管法兰16上的通孔中，并通过限位螺帽11限位，另一端穿设于所述第二外套管法兰17上的通孔中，并通过该端设有的限位块71限位；所述导杆7穿设于所述三元催化器外法兰18的光滑通孔182中。

此外，所述电机连接电子控制单元，由其控制实现正反转。

具体地，所述第一外套管4与汽车发动机排气口连接，所述第二外套管8与汽车尾部消音器连接。

具体地，所述第一凸台与第一外套法兰相抵接；所述第二凸台与第二外套法兰相抵接。

所述螺杆在安装所述第一轴承、第二轴承处分别设置有轴肩以进行轴向定位，防止螺杆产生轴向滑移。

因为三元催化器最佳工作温度为400℃—800℃，低于250℃时存在温度过低，三元催化剂无法启动的情况，此时会影响催化效率。针对该技术问题，本发明的工作原理如下：

当汽车发动机熄火时，三元催化器位于靠近发动机排气口的位置，即螺杆螺纹部分始端(靠近第一外套管一端)；

当汽车发动机冷启动，之后的90秒内，电机不工作，螺杆不发生旋转，三元催化器始终位于靠近发动机排气口位置：在此工况下，三元催化器能够最大限度利用废气温度，以达到克服催化剂的低温活性，提高尾气的低温催化转化效率，充分对汽车尾气中的有毒气体进行催化转化的目的；

当发动机冷启动90秒时，电机启动并顺时针转动，带动螺杆顺时针转动，进而推动三元催化器向着远离发动机排气口的方向移动，30秒后到达螺杆螺纹部分末端(即汽车发动机正常工作情况下三元催化器最佳工作温度位置)，电机关闭；在发动机工作情况下，三元催化器始终位于螺杆螺纹部分末端位置；

当发动机熄火后，电机启动并逆时针转动，带动螺杆逆时针转动，进而推动三元催化器向着靠近发动机排气口的方向移动，30秒后到达螺杆螺纹部分始端，电机关闭。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。