弧形片扰流式金属蜂窝载体

摘要

本发明公开了一种弧形片扰流式金属蜂窝载体，解决了现有蜂窝载体对内燃发动机烟气催化效果相对较差的问题。结构包括叠加体和圆筒形的壳体，叠加体塞入到壳体内，若干交错叠置在一起的平片和曲状的箔带自中部位置处卷绕成圆柱形而形成所述的叠加体，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，在波峰波和波谷部的内侧均形成有气流通道，波峰部和波谷部分别构成了各自所对应气流通道壁体的一部分，平片构成了气流通道壁体的另一部分，在箔带上设有若干突出的弧形片，弧形片的外缘为弧形，弧形片伸入到气流通道的截流面内，并容纳在气流通道内，弧形片与气流通道长度方向之间的夹角介于0—40度。

权利要求

1.一种弧形片扰流式金属蜂窝载体，包括叠加体和圆筒形的壳体，叠加体塞入到壳体内，若干交错叠置在一起的平片和曲状的箔带自中部位置处卷绕成圆柱形而形成所述的叠加体，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，在波峰波和波谷部的内侧均形成有气流通道，波峰部和波谷部分别构成了各自所对应气流通道壁体的一部分，平片构成了气流通道壁体的另一部分，其特征在于，在箔带上设有若干突出的弧形片，弧形片的外缘为弧形，弧形片伸入到气流通道的截流面内，并容纳在气流通道内，弧形片与气流通道长度方向之间的夹角介于0—40度；

箔带上具有若干排弧形片，一排中的弧形片沿垂直于气流通道的长度方向布置，至少有两排弧形片中在同一气流通道内的两片弧形片之间具有夹角；

所述的弧形片是由冲压机冲压成型的，冲压机上设有多个冲压头，冲压头的外周面是由斜面和凸弧面构成；

在加工所述至少两排弧形片时，在箔带上冲压加工一排弧形片后，使所有冲压头向同一方向偏转一定角度后再加工另一排弧形片。

2.根据权利要求1所述的弧形片扰流式金属蜂窝载体，其特征在于，弧形片是通过对箔带的壁体冲压折弯而形成的，在箔带上，对应于弧形片的位置处而形成有开口，该开口的内缘具有弧形部分。

3.根据权利要求2所述的弧形片扰流式金属蜂窝载体，其特征在于，波峰部和波谷部上均设有所述的弧形片。

4.根据权利要求2所述的弧形片扰流式金属蜂窝载体，其特征在于，开口的宽度与其所在的波峰部或波谷部的宽度比介于1∶3—1∶2之间，开口位于其所在的波峰部或波谷部宽度方向的中部位置处。

5.根据权利要求1所述的弧形片扰流式金属蜂窝载体，其特征在于，弧形片伸入到气流通道内的尺寸为其所在的波峰部或波谷部高度的1/4—1/2。

6.根据权利要求5所述的弧形片扰流式金属蜂窝载体，其特征在于，所述弧形片伸入到气流通道内的尺寸为波峰部或波谷部高度的1/3。

7.根据权利要求1所述的弧形片扰流式金属蜂窝载体，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。

说明书

弧形片扰流式金属蜂窝载体

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车、摩托车上的金属蜂窝载体技术领域，特别是涉及一种带弧形片式扰流结构的金属蜂窝载体。

背景技术

[0002] 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到的常规载体，是采用几层叠置的平片和
波片箔带卷制而成。载体内于箔带的表面上会浸润有催化剂，内燃机燃烧后的烟气流经载
体时会与箔带表面上的催化剂相接触，而可实现烟气的催化净化，使得废气达标排放。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上的催化剂相接触，烟气与气流通道壁体的接
触不充分，导致催化效果相对较差。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

[0003] 为克服上述缺陷，本发明需要解决的技术问题是：提供一种弧形片扰流式金属蜂窝载体，该金属蜂窝载体能够有效提高烟气的催化效果。

[0004] 为解决所述技术问题，本发明的技术方案：一种弧形片扰流式金属蜂窝载体，包括叠加体和圆筒形的壳体，叠加体塞入到壳体内，若干交错叠置在一起的平片和曲状的箔带
自中部位置处卷绕成圆柱形而形成所述的叠加体，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，在波峰波和波谷部的内侧均形成有气
流通道，波峰部和波谷部分别构成了各自所对应气流通道壁体的一部分，平片构成了气流
通道壁体的另一部分，其特征在于，在箔带上设有若干突出的弧形片，弧形片的外缘为弧
形，弧形片伸入到气流通道的截流面内，并容纳在气流通道内，弧形片与气流通道长度方向
之间的夹角介于0—40度。

[0005] 箔带上波峰部和波谷部分别设置在箔带上中截面的相对两侧，中截面处于波峰部和波谷部相连接的位置处。箔带是由薄的平片通过冲压或折叠后成型的。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而构成叠加体，叠架体自中部位置处卷绕成圆
柱形后，再在外侧套接圆筒形的壳体定型后而成型金属蜂窝载体。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分隔开的气流通道，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
时所产生的烟气会通过气流通道而被排放到外界中，烟气在气流通道内流动时，会被载体
内气流通道的内壁面上的催化剂催化。通常情况下，弧形片是通过冲压的方式而形成在箔
带上的。当然，也可以是通过焊接的方式而设置在箔带的表面上。

[0006] 进一步地，弧形片是通过对箔带的壁体冲压折弯而形成的，在箔带上，对应于弧形片的位置处而形成有开口，该开口的内缘具有弧形部分。这使得对箔带的制备速度快，便于
在箔带上形成伸出的弧形片。

[0007] 进一步地，波峰部和波谷部上均设有所述的弧形片，这进一步提高了箔带对烟气的扰流效果，能够有效提高对烟气的催化净化效果。

[0008] 进一步地，箔带上具有若干排弧形片，一排中的弧形片沿垂直于气流通道的长度方向布置，至少有两排弧形片中在同一气流通道内的两片弧形片之间具有夹角。这些弧形
片被成排布置，也方便了在箔带上对弧形片进行加工。两弧形片之间具有夹角，烟气在气流
通道内流动时，两弧形片会对烟气在横向上产生相反方向的扰动，会在气流通道内产生湍
流，会促使烟气在气流通道横向上混流，使得气流通道内烟气在横向上的速度趋于一致，使
得各处的烟气均能够与催化剂接触充分，保证了对烟气的催化效果。

[0009] 进一步地，所述的弧形片是由冲压机冲压成型的，冲压机上设有多个冲压头，冲压头的外周面是由斜面和凸弧面构成。

[0010] 在加工所述至少两排弧形片时，在箔带上冲压加工一排弧形片后，使所有冲压头向同一方向偏转一定角度后再加工另一排弧形片。

[0011] 所述的斜面本身为一个平面，该斜面相对于气流通道的长度方向而倾斜设置，也即是该斜面与气流通道的长度方向之间形成夹角。通过对冲压头角度的偏转而实现两排弧
形片之间角度的变化，操作非常方便快捷。

[0012] 进一步地，开口的宽度与其所在的波峰部或波谷部的宽度比介于1∶3—1∶2之间，开口位于其所在的波峰部或波谷部宽度方向的中部位置处。这使得所形成的弧形片对烟气
的扰流效果好，能够很好地适应气流通道内烟气的微观流动状态。而且，有开口的设置，也
使得相邻的两气流通道内的烟气之间形成互动，从而也便于在蜂窝载体内形成湍流，提高
烟气与催化剂的接触程度，增加烟气的催化净化效果。

[0013] 进一步地，弧形片伸入到气流通道内的尺寸为其所在的波峰部或波谷部高度的1/4—1/2。

[0014] 进一步地，所述弧形片伸入到气流通道内的尺寸为波峰部或波谷部高度的1/3。这种尺寸的弧形片能够保证对烟气的扰流效果，而且，在与高温烟气相接触时，也不易变形，
使用稳定性好。

[0015] 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。

[0016] 因此，本发明的有益效果：通过在箔带波峰部和/或波谷部上设置有弧形片，弧形片伸入到气流通道的截流面内，能够很好地适应烟气在气流通道内的流动情形，起到对气
流的扰流作用，使得气流通道内部的气流在横向上具有扰动混流，提高烟气与气流通道内
壁面之间的接触程度，保证对烟气的催化净化效果。在对烟气在气流通道内流动速度影响
较小的情况下，能够提高烟气的催化净化效果，从而能够很好地适应废气排放的政策要求。
弧形片的外缘处设置成弧形，弧形片在气流通道内与高温烟气接触后，不易发生变形。弧形
片孤悬在气流通道内壁面上，受到烟气的冲击后，会产生一定的震荡作用，而能够促使气流
通道内壁上的积炭被震落，能够保证催化剂对烟气的催化净化效果。通过在箔带上形成有
开口，结合弧形片的扰流作用，而使得相邻的气流通道内的烟气能够彼此产生一定的横向
影响，从而使得金属载体内的烟气分布和流速相对较为均匀，在保证催化净化效果的基础
上，能够有效减小烟气的冲击所产生的噪音，所制得的金属蜂窝载体能够有效降噪。

附图说明

[0017] 图1是本弧形片扰流式金属蜂窝载体的立体结构图。

[0018] 图2是箔带与平片叠置在一起的结构图。

[0019] 图3是箔带的端部结构图。

[0020] 图4是单片的箔带的结构图。

[0021] 图5是箔带的局部放大结构图。

[0022] 图中，1、壳体；2、平片；3、箔带；31、波谷部；32、波峰部；33、开口；34、弧形片；4、气流通道。

具体实施方式

[0023] 本弧形片扰流式金属蜂窝载体需要浸润催化剂，在实际的应用中，被设置到内燃发动机的排气管中，而可以对内燃发动机工作所生成的烟气进行催化净化。

[0024] 见图中，箔带3为金属片材，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32和波谷部31，波峰部32和波谷部31彼此交错布置并连为一体，所形成的
箔带3的横断面为正弦曲线形状。在进行金属蜂窝载体的制备时，如图2所示，需要把箔带3
和平板状的平片2几层交错叠置在一起形成叠加体，平片2和箔带3的材质相同。通过卷绕机
而把叠加体自中部位置处卷绕成圆柱形，并把柱形体塞入到圆筒形的壳体1内则制成图1所
示的蜂窝载体。在该蜂窝载体内沿其轴向形成有若干气流通道4，以供烟气在蜂窝载体内流
过。把蜂窝载体浸入到催化剂溶液内后，会在箔带3及平片2表面，也即是在气流通道4的内
壁面上，浸润一层催化剂。在把蜂窝载体设置到内燃机的排气管内后，烟气在气流通道4内
流动时会与催化剂相接触，烟气会得到催化而被净化，以减少排放的废气对环境所带来的
危害。

[0025] 由于波峰部32和波谷部31均呈拱形，气流通道4与波峰部32和波谷部31的数量和位置相对应，也即是一条波峰部32或波谷部31的内侧均形成有一个气流通道4，波峰部32和
波谷部31分别构成了气流通道4壁体的一部分，前述的平片2构成了气流通道4壁体的另一
部分。

[0026] 在箔带3上于波峰部32和/或波谷部31位置处设有若干突出的弧形片34，弧形片34的外缘呈弧形，图中显示，弧形片34近似呈半月形。弧形片34伸入到气流通道4的截流面内，
可以对气流通道4内的气流进行阻挡扰动。弧形片34的尺寸小于气流通道4的横向尺寸，弧
形片34完全容纳在气流通道4内。通常情况下，弧形片34沿气流通道4的长度方向设置，也可
以是与气流通道4的长度方向之间形成有夹角。为避免对气流的过度侵扰，弧形片34与气流
通道4长度方向之间的夹角介于0—40度，该夹角优选为几度，在弧形片34与气流通道4的长
度方向平行时，该夹角为0度。

[0027] 弧形片34的外缘为凸弧形，气流在气流通道4的纵向上流动，在气流通道4的横向上，弧形片34伸入到气流通道4内的尺寸为其所在的波峰部32或波谷部31高度的1/4—1/2，
优选地，所述弧形片34伸入到气流通道4内的尺寸为波峰部32或波谷部31高度的1/3，弧形
片34不需要伸入到气流通道4的中心位置处。

[0028] 弧形片34可以是焊接固定在箔带3上，但通常情况下，弧形片34是通过对箔带3的壁体冲压折弯而形成的，弧形片34与箔带3等壁厚。在箔带3上，对应于弧形片34的位置处，
由于采用的是对箔带3的冲压，从而在箔带3的波峰部32和/或波谷部31处形成有开口33。图
中显示，波峰部32和波谷部31上均设有所述的弧形片34，这些弧形片34在箔带3上被并列设
置成多排，一排中的弧形片34沿垂直于气流通道的长度方向布置。采用多头式冲压机对箔
带3进行冲压加工，该冲压机上一个冲压头对应一个波峰部32，把箔带3搁置到搁台，搁台上
对应于波峰部32而设有条形支撑棱，波峰部32扣接到支撑棱上，以便对箔带3实现支撑。在
支撑棱上对应于冲压头的位置处而设有凹口，在进行冲压作业时，冲压头冲压箔带3而形成
开口33，冲压头穿过开口33而插入到凹口内，与此同时，冲压头会使波峰部32上的被冲压部
分折弯而形成弧形片34。在波峰部32上加工出弧形片34后，把箔带3翻转并搁置到搁台上，
通过冲压头而在波谷部31上加工出弧形片34。加工过程中所形成的开口33的宽度与其所在
的波峰部32或波谷部31的宽度比介于1∶3—1∶2之间，开口33位于其所在的波峰部32或波谷
部31宽度方向的中部位置处。在对弧形片34进行加工时，冲压头的个数一般与箔带3上的波
峰部32或波谷部31的数目相一致。这种多头式的冲压头的一个工作行程会在箔带3上形成
一排弧形片34，随着箔带3的移动，从而会在箔带3上形成多排的弧形片34。

[0029] 弧形片34在气流通道4中的设置方向一般不与气流通道4的长度方向平行，而是倾斜地设置在气流通道4内。这可以通过把冲压头的内侧面设置成斜面，冲压头对箔带3冲压
后，会使得弧形片34在气流通道4内倾斜设置。由于弧形片34的外缘为弧形，冲压头的外侧
面本身被设置成凸弧面，冲压头的外周面是由凸弧面和斜面构成，该斜面使得弧形片34在
气流通道内倾斜布置。通过该冲压头对箔带3冲压后，所形成的开口33的内缘处具有弧形部
分。多排的弧形片34中，至少有两排的弧形片34中于同一气流通道4中的两片弧形片34之间
具有夹角，该夹角一般为几度。在箔带3上加工一排弧形片34后，可以把冲压头偏转一定角
度，而使得同一气流通道4内的两弧形片34之间形成一定的夹角。冲压头可以通过一对并紧
螺母而实现固定，要对冲压头的角度进行调整时，可以松开并紧螺母把冲压头调整到需要
的角度后再进行并紧。

[0030] 波峰部32和波谷部31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。