金屬基柴油車尾氣顆粒捕捉器及其制造方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明設(shè)及柴油車尾氣凈化技術(shù)，特別是一種金屬基柴油車尾氣顆粒捕捉器及其制造 方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004] 柴油車顆粒捕捉器能有效降低柴油車的碳顆粒排放，是柴油車尾氣排放后處理系統(tǒng) 主要技術(shù)方案之一。目前市售的柴油車尾氣顆粒捕捉器主要W堇青石或碳化娃陶瓷為載 體，主要存在如下的問題：①載體容重大，其中碳化娃D(zhuǎn)PF載體為600~700g/l，堇青石為 500~550g/l，不適合現(xiàn)代汽車輕量化設(shè)計(jì)要求。②堇青石材質(zhì)顆粒捕捉器在再生工況下容 易開裂、燒損。雖然重結(jié)晶碳化娃D(zhuǎn)PF在強(qiáng)度上得到明顯的改善，但在含高硫柴油情況，堵 塞特別的明顯。③陶瓷基顆粒捕捉器制造工藝復(fù)雜、生產(chǎn)周期長，需要經(jīng)過混料、捏合、練 泥、陳腐、擠壓、定型、干燥、高溫般燒、堵孔等工序。④產(chǎn)品的質(zhì)量一致性差、報(bào)廢率高，特別 是陶瓷DPF內(nèi)部氣孔分布不均勻、孔形、孔道誤差大，陶瓷載體在燒結(jié)、冷卻過程中容易形 成內(nèi)裂紋。⑥制造成本高，無法降低整車的制造成本。⑧生產(chǎn)能耗高，生產(chǎn)過程中大量的有 機(jī)粘結(jié)劑和活性劑揮發(fā)造成環(huán)境的污染。陶瓷DPF載體具體制造工藝已在相關(guān)專利上已公 開表述。 陽0化]雖然目前市場上有存在各種類型的金屬基柴油車顆粒捕捉器，但存在著制造工藝 復(fù)雜、成本高、碳顆粒捕捉率低、顆粒捕捉率只有409?^60%，而且容易燒毀。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種金屬基柴油車尾氣顆粒捕捉器及其制造方法，本 發(fā)明的及其制造方法具有如下優(yōu)勢：①產(chǎn)品重量輕，金屬基顆粒捕捉器單位容重只有 400~450邑/1，相對陶瓷基顆粒捕捉器下降了 30% ;②顆粒捕捉容量大，相同體積過濾面積比 陶瓷基顆粒捕捉器大15%，捕捉精度易于控制，孔道尺寸最小可W達(dá)到到0. 2um;③較低的 排氣再生溫度與高耐熱、低膨脹材料的應(yīng)用，確保金屬基顆粒捕捉器不易開裂和燒損；④金 屬基顆粒捕捉器經(jīng)過氧化處理后，表面形成大量的氧化侶晶須，絲網(wǎng)狀表面設(shè)計(jì)易于催化 劑涂覆；0. 05~0. 08mm超薄金屬錐壁，易于催化劑快速起燃；⑥生產(chǎn)工藝簡單、品質(zhì)穩(wěn)定、制 造周期短，只要經(jīng)過簡單壓波、卷制、壓裝、真空針焊就能實(shí)現(xiàn)自動化規(guī)模生產(chǎn)，而且原材料 品質(zhì)和生產(chǎn)過程易于控制，⑧生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生廢水、廢氣，對人體和環(huán)境沒傷害。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的采用W下技術(shù)方案： 一種金屬基柴油車尾氣顆粒捕捉器，其特征在于：它包括不誘鋼筒體、過濾層、波紋帶 和密封環(huán)，過濾層和波紋帶間隔卷制成螺旋狀壓入到筒體內(nèi)并真空針焊在筒體內(nèi)，并形成 若干個兩端直通的氣道，密封環(huán)也設(shè)置成螺旋狀通過真空針焊焊接在螺旋狀過濾層和波紋 帶的兩端，并在波紋帶和過濾層之間形成密封，兩端的密封環(huán)錯位設(shè)置在筒體的兩端口分 別形成螺旋狀的進(jìn)氣端和出氣端。
[0009] 過濾層是由細(xì)小的金屬纖維或金屬絲通過編制、燒結(jié)和壓制而成。
[0010] 所述波紋帶的波形為拋物線型、Ξ角型或方型的之一，并且波紋帶與過濾層形成 氣道的目數(shù)為100目W上。
[0011] 所述的密封環(huán)是由細(xì)小的金屬纖維、金屬帶或陶瓷纖維其中的一種，通過編制或 壓制而成。
[0012] 一種金屬基柴油車尾氣顆粒捕捉器的制造方法，包括不誘鋼筒體、波紋帶、密封環(huán) 和過濾層，其特征在于：先將不誘鋼板卷制制成不誘銅筒體；再將密封環(huán)固定在一定開孔 率和厚度的過濾層上，再與波紋帶、焊帶(焊膏）在專用的夾持裝置上卷制后壓入到筒體內(nèi)， 在6. 67X10中a真空條件下真空針焊而成。
[0013] 所述的不誘鋼筒體，是由不誘鋼板材經(jīng)過剪切、卷制、拋光、清洗、焊接而成。
[0014] 所述的波紋帶是由專用的壓波裝置滾壓而成，其目的是提供不同開口面積和形狀 的氣流通道。
[0015] 所述的過濾層是由細(xì)小的金屬纖維或金屬絲通過編制、燒結(jié)和壓制其中一種工藝 生產(chǎn)而成。
[0016] 所述的密封環(huán)是由細(xì)小的金屬纖維、金屬帶或陶瓷纖維其中的一種，通過編制或 壓制而成，主要的功能是在波紋帶和過濾層之間形成密封。
[0017] 本發(fā)明主要由不同波形、孔密度波紋帶、一定開孔率、厚度的過濾層和密封環(huán)在專 用的夾持裝置上經(jīng)過卷制壓入到不誘鋼筒體內(nèi)，在高溫下真空針焊而成，不誘鋼筒體和密 封環(huán)材料為耐熱鋼中的一種，波紋帶和過濾層材料為不誘鋼或鐵銘侶（Fe-化-A1)中的一 種，本發(fā)明優(yōu)選鐵銘侶（Fe-化-A1);在金屬基柴油車尾氣顆粒捕捉器內(nèi)部形成單開口迷宮 式孔道結(jié)構(gòu)，過濾層和波紋帶將捕捉器內(nèi)部分隔若干小室，當(dāng)含有顆粒物的柴油車尾氣通 過捕捉器內(nèi)部過濾層時，較大尺寸顆粒物無法穿透過濾層氣孔，逐步堆積在過濾層表面，而 潔凈氣體從過濾層氣孔得W排出，從而實(shí)現(xiàn)了顆粒物過濾捕捉，起到了降低柴油車PM排放 的目的。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明尾氣流向示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 如圖1、2所示，一種金屬基柴油車尾氣顆粒捕捉器，它包括不誘鋼筒體1、過濾層 4、波紋帶2和密封環(huán)3,過濾層4和波紋帶2間隔卷制成螺旋狀壓入到筒體1內(nèi)并真空針焊 在筒體1內(nèi)，過濾層4和波紋帶2之間形成若干個兩端直通的氣道，密封環(huán)3也設(shè)置成螺旋 狀通過真空針焊焊接在螺旋狀過濾層4和波紋帶2的兩端，并在波紋帶2和過濾層3之間 形成密封，兩端的密封環(huán)3錯位設(shè)置在筒體的兩端口分別形成螺旋狀的進(jìn)氣端和出氣端。
[0020] 具體的制造方法為： 1、 先將不誘鋼板材經(jīng)過剪切、卷制、拋光、清洗、焊接成不誘銅筒體； 2、 波紋帶是由專用的壓波裝置滾壓而成，其目的是提供不同開口面積和形狀的氣流通 道； 3、 過濾層是由細(xì)小的金屬纖維或金屬絲通過編制、燒結(jié)和壓制其中一種工藝生產(chǎn)而 成； 4、 密封環(huán)是由細(xì)小的金屬纖維、金屬帶或陶瓷纖維其中的一種，通過編制或壓制而成， 5、 然后將密封環(huán)固定在一定開孔率和厚度的過濾層上，再與波紋帶、焊帶(焊膏）在專 用的夾持裝置上卷制后壓入到筒體內(nèi)，在6. 67X10 4Pa真空條件下真空針焊而成。
[0021] 本發(fā)明主要由不同波形、孔密度波紋帶、一定開孔率、厚度的過濾層和密封環(huán)在專 用的夾持裝置上經(jīng)過卷制壓入到不誘鋼筒體內(nèi)，在高溫下真空針焊而成，不誘鋼筒體和密 封環(huán)材料為耐熱鋼中的一種，波紋帶和過濾層材料為不誘鋼或鐵銘侶（Fe-化-A1)中的一 種，本發(fā)明優(yōu)選鐵銘侶（Fe-化-A1);在金屬基柴油車尾氣顆粒捕捉器內(nèi)部形成單開口迷宮 式孔道結(jié)構(gòu)，過濾層和波紋帶將捕捉器內(nèi)部分隔若干小室，當(dāng)含有顆粒物的柴油車尾氣通 過捕捉器內(nèi)部過濾層時，較大尺寸顆粒物無法穿透過濾層氣孔，逐步堆積在過濾層表面，而 潔凈氣體從過濾層氣孔得W排出，從而實(shí)現(xiàn)了顆粒物過濾捕捉，起到了降低柴油車PM排放 的目的。
[0022] 對比驗(yàn)證： 將本發(fā)明制作的尺寸為Φ150X254金屬基顆粒捕捉器，在臺州Ξ元車輛凈化器有限 公司發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)室，按照GB17691-2005ESC試驗(yàn)循環(huán)的13工況，和市售同尺寸陶瓷基 顆粒捕捉器，在發(fā)動機(jī)臺架上進(jìn)行對比測試。
[0023] 發(fā)動機(jī)臺架采用160KW電滿流測功機(jī)，發(fā)動機(jī)型號為EQ498,排量為2800ml柴油 發(fā)動機(jī)，尾氣采集采用日本冊RIBA汽車尾氣分析系統(tǒng)，煙度計(jì)為冊RIBA/MEXA-600S。
[0024] 在整個工況臺架測試過程中，全程記錄顆粒捕捉器前后排氣背壓，溫度和發(fā)動機(jī) 功率。具體的測試結(jié)果如下表：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種金屬基柴油車尾氣顆粒捕捉器，其特征在于：它包括不銹鋼筒體、過濾層、波紋 帶和密封環(huán)，過濾層和波紋帶間隔卷制成螺旋狀壓入到筒體內(nèi)并真空釬焊在筒體內(nèi)，并形 成若干個兩端直通的氣道，密封環(huán)也設(shè)置成螺旋狀通過真空釬焊焊接在螺旋狀過濾層和波 紋帶的兩端，并在波紋帶和過濾層之間形成密封，兩端的密封環(huán)錯位設(shè)置在筒體的兩端口 分別形成螺旋狀的進(jìn)氣端和出氣端。2. 如權(quán)利要求1所述的一種金屬基柴油車尾氣顆粒捕捉器，其特征在于：所述的過濾 層是由細(xì)小的金屬纖維或金屬絲通過編制、燒結(jié)和壓制而成。3. 如權(quán)利要求1所述的一種金屬基柴油車尾氣顆粒捕捉器，其特征在于：所述波紋帶 的波形為拋物線型、三角型或方型的之一，并且波紋帶與過濾層形成氣道的目數(shù)為100目 以上。4. 如權(quán)利要求1所述的一種金屬基柴油車尾氣顆粒捕捉器，其特征在于：所述的密封 環(huán)是由細(xì)小的金屬纖維、金屬帶或陶瓷纖維其中的一種，通過編制或壓制而成。5. -種金屬基柴油車尾氣顆粒捕捉器的制造方法，包括不銹鋼筒體、波紋帶、密封環(huán)和 過濾層，其特征在于：先將不銹鋼板卷制制成不銹銅筒體；再將密封環(huán)固定在一定開孔率 和厚度的過濾層上，再與波紋帶、焊帶(焊膏）在專用的夾持裝置上卷制后壓入到筒體內(nèi)，在 6. 67 X 10 4Pa真空條件下真空釬焊而成。6. 如權(quán)利要求5所述的一種金屬基柴油車尾氣顆粒捕捉器的制造方法，其特征在于： 所述的不銹鋼筒體，是由不銹鋼板材經(jīng)過剪切、卷制、拋光、清洗、焊接而成。7. 如權(quán)利要求5所述的一種金屬基柴油車尾氣顆粒捕捉器的制造方法，其特征在于： 所述的波紋帶是由專用的壓波裝置滾壓而成，其目的是提供不同開口面積和形狀的氣流通 道。8. 如權(quán)利要求5所述的一種金屬基柴油車尾氣顆粒捕捉器的制造方法，其特征在于： 所述的過濾層是由細(xì)小的金屬纖維或金屬絲通過編制、燒結(jié)和壓制其中一種工藝生產(chǎn)而 成。9. 如權(quán)利要求5所述的一種金屬基柴油車尾氣顆粒捕捉器的制造方法，其特征在于： 所述的密封環(huán)是由細(xì)小的金屬纖維、金屬帶或陶瓷纖維通過編制或壓制而成。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種金屬基柴油車尾氣顆粒捕捉器，它包括不銹鋼筒體、過濾層、波紋帶和密封環(huán)，過濾層和波紋帶間隔卷制成螺旋狀壓入到筒體內(nèi)并真空釬焊在筒體內(nèi)，并形成若干個兩端直通的氣道，密封環(huán)也設(shè)置成螺旋狀通過真空釬焊焊接在螺旋狀過濾層和波紋帶的兩端，并在波紋帶和過濾層之間形成密封，兩端的密封環(huán)錯位設(shè)置在筒體的兩端口分別形成螺旋狀的進(jìn)氣端和出氣端；本發(fā)明在金屬基柴油車尾氣顆粒捕捉器內(nèi)部形成單開口迷宮式孔道結(jié)構(gòu)，過濾層和波紋帶將捕捉器內(nèi)部分隔若干小室，當(dāng)含有顆粒物的柴油車尾氣通過捕捉器內(nèi)部過濾層時，較大尺寸顆粒物無法穿透過濾層氣孔，逐步堆積在過濾層表面，而潔凈氣體從過濾層氣孔得以排出，從而實(shí)現(xiàn)了顆粒物過濾捕捉，起到了降低柴油車PM排放的目的。
【IPC分類】B23P15/00, F01N3/022
【公開號】CN105240091
【申請?zhí)枴緾N201510710487
【發(fā)明人】王六杞
【申請人】臺州三元車輛凈化器有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年10月28日