催化器、废气再循环系统、发动机总成和车辆的制作方法

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1.本实用新型涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种催化器、废气再循环系统、发动机总成和车辆。

背景技术：

2.相关技术中的废气再循环系统的催化器通常有两种布置方式，一是将催化器布置在废气回气管的后方，即催前取气，废气未经催化器过滤就通过废气回气管循环进入发动机，由于废气未经过催化器，因此废气中含有大量杂质，极易在废气再循环系统中形成积碳和结焦，导致阀体卡滞或者进气气路堵塞；二是将催化器布置在废气回气管的前方，即催后取气，废气经催化器载体过滤后再通过废气回气管循环进入发动机，但是经过催化器过滤后的废气的压力损失大，导致进入到发动机的废气压力不足，废气流量不足，难以保证废气的循环再利用率，进而导致油耗较高。

技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种催化器，该催化器能够对废气进行催化过滤，具有保证废气洁净、废气压力充足和废气再循环利用率高等优点。
4.本实用新型还提出了一种具有上述催化器的废气再循环系统。
5.本实用新型还提出了一种具有上述废气再循环系统的发动机总成。
6.本实用新型还提出了一种具有上述发动机总成的车辆。
7.为了实现上述目的，根据本实用新型的第一方面实施例提出了一种催化器，包括：壳体，所述壳体具有催化进气口、催化回气口和催化出气口；第一催化芯和第二催化芯，所述第一催化芯和所述第二催化芯设于所述壳体内，所述第一催化芯和所述第二催化芯之间形成中间出气腔，所述第一催化芯位于所述催化进气口和所述中间出气腔之间，所述催化回气口与所述中间出气腔连通，所述第二催化芯位于所述催化出气口和所述中间出气腔之间；所述第一催化芯的体积为所述第二催化芯的体积的40％～60％。
8.根据本实用新型实施例的催化器能够对废气进行催化过滤，具有保证废气洁净、废气压力充足和废气再循环利用率高等优点。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述壳体具有第一端和第二端，所述第一催化芯和所述第二催化芯沿所述壳体的轴向布置，所述第一端位于所述第一催化芯的远离所述第二催化芯的一侧，所述催化进气口设于所述第一端，所述催化出气口设于所述第二端，所述催化回气口设于所述壳体的周面。
10.根据本实用新型的第二方面实施例提出了一种废气再循环系统，包括：根据本实用新型的第一方面实施例的催化器；进气管，所述进气管具有进气口、供气口和回气口，所述进气口适于与空气连通，所述供气口适于与发动机的进气歧管连通，所述回气口在所述进气管的长度方向上位于所述进气口和所述供气口之间；排气管，所述排气管的一端与所
述催化进气口连通且另一端适于与发动机的排气歧管连通；废气回气管，所述废气回气管分别与所述催化回气口和所述回气口连通。
11.根据本实用新型的第二方面实施例的废气再循环系统，通过利用根据本实用新型的第一方面实施例的催化器，能够对废气进行催化过滤，具有保证废气洁净、废气压力充足和废气再循环利用率高等优点。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述废气再循环系统还包括：接头，所述接头具有曲面端，所述曲面端贴合于所述壳体的外表面且于所述催化回气口连通；弹性管，所述弹性管的一端与所述接头连通且另一端与所述废气回气管连通。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述曲面端与所述壳体的接触面积和所述催化回气口的面积之比为2～3。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述废气再循环系统还包括：冷却器，所述冷却器设于所述废气回气管；废气阀，所述废气阀设于所述废气回气管且位于所述冷却器的背向所述催化器的一侧；进气控制阀，所述进气控制阀设于所述进气管且位于所述进气口和所述回气口之间；增压器，所述增压器具有压端和涡端，所述压端设于所述进气管且位于所述供气口和所述回气口之间，所述涡端设于所述排气管。
15.根据本实用新型的第三方面实施例提出了一种发动机总成，包括：发动机，所述发动机具有进气歧管和排气歧管；根据本实用新型的第二方面实施例的废气再循环系统。
16.根据本实用新型的第三方面实施例的发动机总成，通过利用根据本实用新型的第二方面实施例的废气再循环系统，能够对废气进行催化过滤，具有保证废气洁净、废气压力充足和废气再循环利用率高等优点。
17.根据本实用新型的第四方面实施例提出了一种车辆，包括根据本实用新型的第三方面实施例的发动机总成。
18.根据本实用新型的第四方面实施例的车辆，通过利用根据本实用新型的第三方面实施例的发动机总成，能够对废气进行催化过滤，具有保证废气洁净、废气压力充足和废气再循环利用率高等优点。
19.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
20.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
21.图1是根据本实用新型实施例的催化器的结构示意图。
22.图2是根据本实用新型实施例的催化器、接头和弹性管的连接示意图。
23.图3是根据本实用新型实施例的催化器、接头和弹性管的剖视图。
24.图4是根据本实用新型实施例的接头、弹性管和法兰的连接示意图。
25.图5是根据本实用新型实施例的废气再循环系统的结构示意图。
26.图6是根据本实用新型实施例的废气再循环系统的连接示意图。
27.附图标记：
28.催化器1、废气再循环系统2、
29.壳体100、催化进气口110、催化回气口120、第一端130、第二端140、定位槽150、催化出气口160、
30.第一催化芯200、中间出气腔210、第二催化芯300、
31.进气管400、进气口410、供气口420、回气口430、
32.废气回气管500、
33.接头600、曲面端610、弹性管700、法兰710、
34.冷却器800、废气阀810、进气控制阀820、增压器830、压端831、涡端832。
具体实施方式
35.下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。
36.在本实用新型的描述中，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”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
37.在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
38.在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
39.下面参考附图描述根据本实用新型实施例的催化器1。
40.如图1-图6所示，根据本实用新型实施例的催化器1包括壳体100、第一催化芯200 和第二催化芯300。
41.壳体100具有催化进气口110、催化回气口120和催化出气口160，第一催化芯200 和第二催化芯300设于壳体100内，第一催化芯200和第二催化芯300之间形成中间出气腔210，第一催化芯200位于催化进气口110和中间出气腔210之间，催化回气口120 与中间出气腔210连通，第二催化芯300位于催化出气口160和中间出气腔210之间。
42.根据本实用新型实施例的催化器1，通过将第一催化芯200和第二催化芯300设于壳体100内，第一催化芯200和第二催化芯300之间形成中间出气腔210，也就是说，通过将催化器1内的催化芯分设为了第一催化芯200和第二催化芯300，这样无论第一催化芯200还是第二催化芯300的单独的体积都小于相关技术中的催化器内的催化芯的体积，但是第一催化芯200和第二催化芯300的整体体积又与相关技术中的催化器内的催化芯的体积大致相似。
43.如此，由于第一催化芯200和第二催化芯300中的每个的体积减小，因此通过第一催化芯200和第二催化芯300中任一个单独催化过滤后的废气能够得到一定程度的清洁，而且过滤后的废气的压力损失也不会太大，进而能够保证废气具有充足的循环流动压力，保证废气的流量，做到废气的清洁度和废气的流动压力充足的兼顾。
44.另外，第一催化芯200位于催化进气口110和中间出气腔210之间，催化回气口120 与中间出气腔210连通，第二催化芯300位于催化出气口160和中间出气腔210之间，这样，发
动机所产生的废气可以由催化进气口110进入催化器1内，且废气需要经过第一催化芯200过滤后，再进入中间出气腔210，然后中间出气腔210的废气的一部分可以直接通过催化回气口120排向发动机，中间出气腔210的废气的另一部分可以经过第二催化芯300过滤后通过催化出气口160排向车辆的排气管，经过废气后处理系统再排入空气中。
45.这样，由中间出气腔210进入催化回气口120的废气的清洁程度适中且压力充足，从而有效地降低了积碳和结焦的情况发生，进而避免造成阀卡滞以及气路堵塞，并且只经过第一催化芯200净化过滤后的废气的气压的损失可以较小，从而能够保证进入发动机的废气的气压充足，循环废气的流量较大，有利于提高废气循环再利用率，降低发动机油耗，同时，中间出气腔210内的另一部分废气还经过第二催化芯300过滤净化，经过了双重清洁，保证了发动机的排向空气中的废气能够符合排放标准。
46.其中，第一催化芯200的横截面积以及第二催化芯300的横截面积与壳体100的横截面积相适应，这样由催化进气口110进入壳体100内的废气完全或者几乎完全经过第一催化芯200过滤才能够进入中间出气腔210，保证了第一催化芯200对废气的净化过滤效果。
47.如此，根据本实用新型实施例的催化器1能够对废气进行催化过滤，具有保证废气洁净、废气压力充足和废气再循环利用率高等优点。
48.在本实用新型的一些具体实施例中，如图3和图6所示，第一催化芯200的体积小于第二催化芯300的体积。例如，第一催化芯200在催化器1的轴向上的尺寸小于第二催化芯300在催化器1的轴向上的尺寸，第一催化芯200的横截面积和第二催化芯300 的横截面积大致相同。
49.这样，第一催化芯200的体积占第一催化芯200和第二催化芯300的总体积的比例更小，进一步减小了废气在经第一催化芯200过滤后的压力损失，使经过第一催化芯200 净化过滤后的废气的流动气压能够尽可能的大，循环废气的流量充足，从而能够提高废气再循环利用率，降低发动机油耗。
50.另外，需要说明的是，经第一催化芯200过滤后的废气，一部分经过中间出气腔210 和催化回气口120流向发动机，保证循环废气的流量充足，而另一部分的废气会继续经过第二催化芯300过滤催化，第二催化芯300能够对废气进行进一步地过滤，使废气变得更加洁净后再排向空气中。
51.在本实用新型的一些具体实施例中，如图3和图6所示，第一催化芯200的体积为第二催化芯300的体积的40％～60％。例如，第一催化芯200的体积可以为第二催化芯300 的体积40％、45％、50％、55％或者60％。
52.由此，第一催化芯200的体积会远小于第二催化芯300的体积，进一步减小了经过第一催化芯200净化过滤后的废气的压力损失，进而保证循环废气的流量充足，以提高废气再循环利用率，其中，经流体动力学分析和实测，相对于相关技术中的催化器，这样设置能够使催化回气口120处的气压提高20％，同时使废气再循环利用率提高5％，更有效地提高了废气再循环利用率和降低油耗。
53.并且，第二催化芯300的体积仍可以较大，第一催化芯200和第二催化芯300的总体积可以较大，废气经过第一催化芯200和第二催化芯300的净化过滤效果较好，能够保证经过催化器1过滤后的废气更为洁净，从而可以满足国六的尾气排放标准。
54.在本实用新型的一些具体实施例中，如图3所示，壳体100具有第一端130和第二端
140。
55.第一催化芯200和第二催化芯300沿壳体100的轴向布置，第一端130位于第一催化芯200的远离第二催化芯300的一侧，催化进气口110设于第一端130，催化出气口 160设于第二端140，催化回气口120设于壳体100的周面。
56.可以理解的是，壳体100的轴向延伸的空间较大，便于将第一催化芯200和第二催化芯300间隔布置，布局更加方便，而且废气由催化进气口110进入壳体100后，会先经过第一催化芯200过滤，第一催化芯200和第二催化芯300在对废气的过滤能够有明显的先后顺序，也就是说，当发动机需要较大的循环废气量时，经过第一催化芯200过滤的废气的一部分就可以直接通过壳体100周面的催化回气口120排向发动机，以满足发动机的进气需求，降低油耗，经过第一催化芯200过滤的废气的另一部分，会经过第二催化芯300继续净化过滤再通过催化出气口160排入空气中，结构设置更加合理。
57.下面参考附图描述根据本实用新型实施例的废气再循环系统2，如图5和图6所示，废气再循环系统2包括根据本实用新型上述实施例的催化器1、进气管400、排气管和废气回气管500。
58.进气管400具有进气口410、供气口420和回气口430，进气口410适于与空气连通，供气口420适于与发动机的进气歧管连通，回气口430在进气管400的长度方向上位于进气口410和供气口420之间，排气管的一端与催化进气口110连通且另一端适于与发动机的排气歧管连通，废气回气管500分别与催化回气口120和回气口430连通。
59.这样，新鲜空气可以通过进气管400的进气口410进入进气管400，并通过供气口 420和发动机的进气歧管分配到发动机的各个气缸内，使发动机能够正常工作。而且，回气口430在进气管400的长度方向上位于进气口410和供气口420之间，这样，发动机所产生的废气可以通过排气管和催化进气口110进入催化器1被净化过滤，再通过催化回气口120、废气回气管500和回气口430进入进气管400，从而实现废气循环再利用。
60.根据本实用新型实施例的废气再循环系统2，通过利用根据本实用新型上述实施例的催化器1，能够对废气进行催化过滤，具有保证废气洁净、废气压力充足和废气再循环利用率高等优点。
61.在本实用新型的一些具体实施例中，如图2-图5所示，废气再循环系统2还包括接头600和弹性管700。
62.接头600具有曲面端610，曲面端610贴合于壳体100的外表面且于催化回气口120 连通，弹性管700的一端与接头600连通且另一端与废气回气管500连通。其中，弹性管700的另一端可以通过法兰710与废气回气管500连通，连接结构简单且可以保证弹性管700与废气回气管500的连通。并且，弹性管700可以为波纹管。
63.可以理解的是，接头600的曲面端610的面积较大，曲面端610可以采用冲压工艺制成，通过曲面端610与壳体100的外周面接触并焊接，能够增大接头600与壳体100 的焊接面积，焊接连接的可靠性更高，从而有效地避免了接头600和壳体100的连接处出现开裂失效的问题。并且，壳体100的外周面可以设有定位槽150，接头600放置于定位槽150内，这样能够提高接头600和壳体100之间的定位可靠性，以及增大接头600 和壳体100之间的连接面积。
64.另外，通过设置弹性管700，可以利用弹性管700的吸震特性吸收车辆行驶时所产
生的震动，使传递至接头600处的震动幅度较小，进一步对接头600和催化器1的焊接处的结构进行保护，减小了焊接处损坏的几率，且能够保证废气再循环系统2的密封性。
65.进一步地，曲面端610与壳体100的接触面积和催化回气口120的面积之比为2～3。例如，曲面端610与壳体100的接触面积和催化回气口120的面积之比可以为2、2.1、 2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9或者3，这样可以保证曲面端610与壳体100 的焊接面积较大，连接稳定且密封性更好，而且曲面端610与壳体100的焊接面积远大于催化回气口120的面积，曲面端610可以沿催化回气口120的周向包绕催化回气口 120，在保证焊接连接可靠的同时，可以提高接头600与壳体100之间的密封性。其中，经过多次受力强度分析测试，这样设置是焊接工艺下的最佳接触面积，能够使焊接的可靠性更高。
66.在本实用新型的一些具体实施例中，如图5所示，废气再循环系统2还包括冷却器 800、废气阀810、进气控制阀820和增压器830。
67.冷却器800设于废气回气管500，废气阀810设于废气回气管500且位于冷却器800 的背向催化器1的一侧，进气控制阀820设于进气管400且位于进气口410和回气口430 之间，增压器830具有压端831和涡端832，压端831设于进气管400且位于供气口420 和回气口430之间，涡端832设于排气管。
68.其中，冷却器800可以用于冷却废气回气管500内的高温废气，从而使废气进入进气管400时的温度较低，这样，废气与新鲜空气混合后的气体的温度不会过高，从而减小增压器830喘振的风险，以及提高降低增压器830的增压效率，保证增压器830的可靠运行。
69.另外，废气阀810能够调节废气回气管500中的废气的流量，进气控制阀820能够调节进入进气管400的新鲜空气的流量。举例而言，当发动机未运行时，废气阀810的初始状态为关闭，进气控制阀820的初始状态为打开，在发动机运行过程中，发动机需要获得循环的废气气体，会逐渐打开废气阀810，当发动机在对于循环废气率需求比较大的工况下，可以增加废气阀810的开度并适当地关闭进气控制阀820，以提高废气进入进气管400的速率，从而提高废气循环利用率。
70.废气回气管500内的气体先经过冷却器800冷却后，再经过废气阀810，能够避免废气回气管500内的高温气体损坏废气阀810，延长废气阀810的使用寿命。
71.并且，进气控制阀820设于进气口410和回气口430之间，废气经回气口430进入进气管400后，可以直接流向发动机，也就是说，进气控制阀820不会阻挡废气循环进入发动机，废气和新鲜空气能够在进气管400内混合进入发动机，结构设置更加合理化。
72.此外，当发动机工作时，排气管会排出废气，废气可以推动增压器830的涡端832 运转，涡端832将动力传输至压端831，增压器830的压端831为进气管400内的气体加压，从而使循环的废气和新鲜空气能够更快速进入发动机。
73.下面参考附图描述根据本实用新型实施例的发动机总成，发动机总成包括发动机和根据本实用新型上述实施例的废气再循环系统2，发动机具有进气端和排气端。
74.其中，进气歧管的数量与发动机的气缸数一一对应，排气歧管的数量与发动机的气缸数一一对应，进气管400内的气体能够通过多个进气歧管分别进入发动机的各个气缸，且各个气缸燃烧后所产生的废气能够通过多个进气歧管排向排气管。
75.根据本实用新型的实施例的发动机总成，通过利用根据本实用新型上述实施例的废气再循环系统2，能够对废气进行催化过滤，具有保证废气洁净、废气压力充足和废气再
循环利用率高等优点。
76.下面参考附图描述根据本实用新型实施例的车辆，车辆包括根据本实用新型上述实施例的发动机总成。
77.根据本实用新型实施例的车辆，通过利用根据本实用新型上述实施例的发动机总成，能够对废气进行催化过滤，具有保证废气洁净、废气压力充足和废气再循环利用率高等优点。
78.根据本实用新型实施例的催化器1、废气再循环系统2、发动机总成和车辆的其他构成例以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
79.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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实用新型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一定指的是相同的实施例或示例。
80.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨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，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种催化器，其特征在于，包括：壳体，所述壳体具有催化进气口、催化回气口和催化出气口；第一催化芯和第二催化芯，所述第一催化芯和所述第二催化芯设于所述壳体内，所述第一催化芯和所述第二催化芯之间形成中间出气腔，所述第一催化芯位于所述催化进气口和所述中间出气腔之间，所述催化回气口与所述中间出气腔连通，所述第二催化芯位于所述催化出气口和所述中间出气腔之间；所述第一催化芯的体积为所述第二催化芯的体积的40％～60％。2.根据权利要求1所述的催化器，其特征在于，所述壳体具有第一端和第二端，所述第一催化芯和所述第二催化芯沿所述壳体的轴向布置，所述第一端位于所述第一催化芯的远离所述第二催化芯的一侧，所述催化进气口设于所述第一端，所述催化出气口设于所述第二端，所述催化回气口设于所述壳体的周面。3.一种废气再循环系统，其特征在于，包括：根据权利要求1或2所述的催化器；进气管，所述进气管具有进气口、供气口和回气口，所述进气口适于与空气连通，所述供气口适于与发动机的进气歧管连通，所述回气口在所述进气管的长度方向上位于所述进气口和所述供气口之间；排气管，所述排气管的一端与所述催化进气口连通且另一端适于与发动机的排气歧管连通；废气回气管，所述废气回气管分别与所述催化回气口和所述回气口连通。4.根据权利要求3所述的废气再循环系统，其特征在于，还包括：接头，所述接头具有曲面端，所述曲面端贴合于所述壳体的外表面且于所述催化回气口连通；弹性管，所述弹性管的一端与所述接头连通且另一端与所述废气回气管连通。5.根据权利要求4所述的废气再循环系统，其特征在于，所述曲面端与所述壳体的接触面积和所述催化回气口的面积之比为2～3。6.根据权利要求3所述的废气再循环系统，其特征在于，还包括：冷却器，所述冷却器设于所述废气回气管；废气阀，所述废气阀设于所述废气回气管且位于所述冷却器的背向所述催化器的一侧进气控制阀，所述进气控制阀设于所述进气管且位于所述进气口和所述回气口之间；增压器，所述增压器具有压端和涡端，所述压端设于所述进气管且位于所述供气口和所述回气口之间，所述涡端设于所述排气管。7.一种发动机总成，其特征在于，包括：发动机，所述发动机具有进气歧管和排气歧管；根据权利要求3-6中任一项所述废气再循环系统。8.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求7所述的发动机总成。

技术总结

本实用新型公开了一种催化器、废气再循环系统、发动机总成和车辆，所述催化器包括：壳体，所述壳体具有催化进气口、催化回气口和催化出气口；第一催化芯和第二催化芯，所述第一催化芯和所述第二催化芯设于所述壳体内，所述第一催化芯和所述第二催化芯之间形成中间出气腔，所述第一催化芯位于所述催化进气口和所述中间出气腔之间，所述催化回气口与所述中间出气腔连通，所述第二催化芯位于所述催化出气口和所述中间出气腔之间。根据本实用新型实施例的催化器能够对废气进行催化过滤，具有保证废气洁净、废气压力充足和废气再循环利用率高等优点。等优点。等优点。