CN1147663C - 催化剂载体装置和带该装置的结构部件及内燃机排气*** - Google Patents

催化剂载体装置和带该装置的结构部件及内燃机排气***

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Abstract

本发明涉及一种催化剂载体装置,它包括一个内装催化剂载体(4)的外壳(1)。催化剂载体(4)有许多通过隔板(7)彼此隔开并沿催化剂载体(4)的轴向延伸的通道。外壳(1)至少部分地沿催化剂载体(4)轴向延伸。外壳(1)有至少一个基本上沿径向向外定向并至少部分地围绕着催化剂载体(4)的法兰(5)。法兰(5)可装在内燃机的气缸盖(16)与弯头(20)之间。采用按本发明的催化剂载体装置的设计,可以将催化剂载体安装在发动机附近。

Description

催化剂载体装置和带该装置的 结构部件及内燃机排气***
本发明的内容涉及催化剂载体装置和结构部件及涉及内燃机排气***。
为了催化转换内燃机排气成分,已知在催化剂载体上涂覆至少一种起催化作用的物质。催化剂载体有一些可流过废气的气体通道。气休通道沿催化剂载体的纵向延伸。已知一种催化剂载体设计为蜂窝形。催化剂载体可由至少局部具有某种结构的薄板层构成。此外还已知催化剂载体用陶瓷材料制成。这些催化剂载体是挤压成形的。
催化剂载体装在外壳内,外壳是排气***的一部分。取决于催化剂载体的材料,已知外壳的各种设计。
由WO 90/02251已知一种包括催化剂载体的外壳,它特别适用于安装在发动机附近的排气***内。此外壳有一个大于催化剂载体的截面。外壳有一个大体为矩形的孔,孔的长度大于催化剂载体的最大长度,孔的宽度大于催化剂载体的最大宽度。催化剂载体固定在一块平的或曲拱的固定板上,固定板的长度和宽度比外壳内的孔大。此固定板用作外壳的封盖,其中,催化剂载体***外壳的内腔中。因此催化剂载体可方便地装入外壳或从外壳拆出。
例如由WO 96/27735、WO 96/01698和WO 96/19647已知催化剂载体装置的另一些设计。
尤其在安装在轿车内的内燃机的情况下,将催化剂载体装在发动机附近不是没有困难的,因为在汽车的发动机舱内空间比较狭窄。
由DE 2635725 A1已知一种催化剂载体装置,它有一个内装至少一个催化剂载体的外壳。此催化剂载体有许多通过隔板彼此隔开并沿催化剂载体轴向延伸的通道。外壳有一个基本上沿径向向外定向的法兰。法兰可装在内燃机的气缸盖与弯头之间。此外壳与法兰设计成一体。
由DE 4317092 A1已知一种催化剂载体装置,它装在内燃机的排气弯头内。催化剂载体装置有一设计为框架状的外壳。此框架状外壳有凸缘状折边,以保证催化剂载体既沿径向也沿轴向固定在外壳内。外壳与法兰连接,法兰则与此凸缘状折边焊接。由DE 4317092 A1还已知,此法兰可与多个外壳连接。
由DE 4322526 A1已知内燃机催化剂载体装置的另一种设计。催化剂载体装置有一个其中安装催化剂载体的外壳。有一个凸缘的法兰与此外壳连接,凸缘固定在外壳上。此法兰与排气管一起固定在内燃机的气缸盖上。
本发明的目的是提供一种催化剂载体装置,它的结构简单并可安装在发动机附近。本发明另一个目的是提供一种结构部件,通过它可方便地将至少两个催化剂载体装在内燃机附近。本发明还有一个目的是提供一种内燃机的排气***,它可用低的成本制成。
按本发明设计的催化剂载体装置有一外壳,外壳内设一催化剂载体,它有许多通过隔板彼此隔开并沿催化剂载体的轴向延伸的通道。外壳至少部分地沿催化剂载体的轴向延伸。按本发明的装置有一个外壳,它至少有一个基本上沿径向向外定向并至少部分地围绕催化剂载体的法兰,法兰可以装在内燃机气缸盖与弯头之间。法兰有至少一段,它至少部分地***外壳内。采用按本发明的催化剂装置的这种设计在外壳与法兰之间形成一种陡峭的过渡,所以按本发明的催化剂载体装置只需要比较小的安装空间。尤其对于已有的内燃机而言,存在着不可能事后配备此类催化剂载体装置的问题,因为例如由DE 4322526 A1已知的那种催化剂载体装置在法兰与外壳之间的过渡区有一曲率半径。安装这种催化剂载体装置只能借助于其他构件与之匹配。然而在按本发明的催化剂载体装置的设计中,排气弯头或气缸盖的这种匹配并不是绝对需要的。
通过使用法兰至少部分地延伸到外壳内,还可以达到法兰与外壳之间连接的减荷,因为作用在催化剂载体和外壳上的力的一部分可通过外壳直接传入法兰。外壳与法兰之间连接的减荷对于催化剂载体装置的使用寿命有积极的效果。
采用按本发明的催化剂载体装置的设计还可以事后装备已存在的内燃机,由此可以降低排气中某些有害成分的排放量。
催化剂载体装置的尺寸最好设计为使催化剂载体至少部分能装入内燃机的出口通道内。采用这种装置可使涂有催化剂的催化剂载体迅速到达其工作温度,所以在内燃机尤其是汽车发动机的冷起动阶段减少有害成分的排放量。
按催化剂载体装置的一种有利的设计,建议外壳在其外壁上或内有凹座,至少法兰的一段***其中。此凹座最好由槽尤其环形槽构成。法兰有一通孔,它的内径最好大于外壳的外径。此法兰定位在槽的所在区域内。通过至少在槽的区域内外壳沿径向向外方向的变形,使法兰的这一段置入凹座内。外壳的塑性变形可通过将外壳受足够高的内压实现。必要时外壳的变形在提高温度的情况下进行。
按催化剂装置另一项有利的设计建议,凹座通过在外壁内的至少一个沿径向向外定向的挤压部分构成。此挤压部分最好设计为隆凸状的。
按本发明另一种有利的设计建议,法兰的一段一直延伸到催化剂载体。在催化剂载体装置的这种设计中,外壳最好设计为两部分组成的。
按催化剂载体装置的一种有利的设计,建议外壳沿催化剂载体轴向的长度小于,最好显著地小于催化剂载体的长度。由此使催化剂载体装置有较小的蓄热质量,所以可以迅速达到催化剂载体装置的工作温度。这种设计带来的另一个优点是,催化剂载体装置的外尺寸可减小至必要的量,所以当催化剂载体装置装在内燃机出口中时无需增大出口通道。此外,还使得在出口通道内的自由流动截面由于此催化剂载体装置只有不明显的减小,亦即对排气的流动状况没有明显的影响。
沿催化剂载体轴向的长度小于,最好明显地小于催化剂载体长度的壳体,尤其适用于安装金属的催化剂载体,后者螺旋形地卷绕。
若取代螺旋形卷绕的催化剂载体,应例如在外壳内设S形卷绕的催化剂载体,则建议外壳由至少两个外壳部分组成,其中每个外壳部分沿催化剂载体纵向长度的一部分延伸。外壳的这种设计带来的优点是,防止催化剂载体通过外壳部分撑开。各外壳部分的总长度没有必要等于催化剂载体的总长度。在各个外壳部分之间可存在空缺的部分。当一个外壳足够长时,也可以在整体式外壳内安置S形卷绕的催化剂载体。
按催化剂载体装置的另一项有利的设计建议,外壳或外壳部分设计成环形或套管形的。这种设计的优点是,外壳或外壳部分的制造可以比较简单。外壳或外壳部分的外轮廓最好与出口通道或与出口通道连接的排气流途径的横截面一致。
按本发明的另一项有利的设计建议,法兰与外壳或与外壳部分构成一个支承单元。这样设计的优点是无需操作多个部分。
按支承单元的另一项有利的设计建议,外壳或外壳部分至少有一个可贴靠在催化剂载体上的止挡。由此可使催化剂载体在外壳或外壳部分内有确定的安装位置。
催化剂载体装置最好设计为,使法兰有至少一个用于与弯头和气缸盖气密连接的密封面。密封面最好设计成环形,所以它环绕着催化剂载体。在这里优选采用这样一种催化剂装置的设计,即法兰本身构成密封装置。催化剂载体装置的这样一种设计特别适用于在将催化剂载体装置直接装在内燃机上的情况下,因为可以取消附加的密封件。因此,法兰构成发动机体与内燃机弯头之间的密封装置。通过使催化剂载体装置靠近内燃机的燃烧室可以比较迅速地加热催化剂载体,因此可在较短时间内使催化剂载体装置发挥其全部效力。法兰最好构成金属密封装置。
取决于密封装置的几何尺寸,在有的情况下恰当的是,法兰配备有至少一个密封件,由此可以降低法兰的制造成本,因为无需在法兰上准确地构成密封面。
按催化剂载体装置的另一项有利的设计建议,此催化剂载体是金属的催化剂载体。在这里最好涉及一种整体式蜂窝体。采用金属催化剂载体的优点是,此催化剂载体可至少与外壳和/或法兰钎焊,所以可以获得催化剂载体更高的稳定性。
金属的催化剂载体可由至少局部具有某种结构的薄板层组成。作为替代形式,催化剂载体也可以用烧结金属制成。
也可以使用陶瓷的催化剂载体来代替金属的催化剂载体。但在这种情况下应注意,由于催化剂载体与金属外壳材料不同的膨胀系数造成不同的热膨胀必须采取相应的措施补偿。
按催化剂载体装置另一项有利的设计建议,催化剂载体至少有一个区域有至少一个相对于其他通道有更大横截面的通道。采取这一措施带来的结果是,催化剂载体对排气流的流动状况没有或只有很小程度的影响。当这种影响对内燃机燃烧室内部的混合气形成有反馈作用时,那么减少这种影响便有特别重要的意义。
按本发明的另一个思想,建议了一种具有至少两个所述催化剂载体装置的结构部件,其中,催化剂载体装置有一公共的法兰。催化剂载体装置的数量最好与内燃机出口通道的数量一致。由此可以降低催化剂载体装置的安装费用。尤其在一种结构部件其催化剂载体装置的数量与内燃机出口通道的数量相等时,只要适当地设计内燃机和使结构部件有与之相配的设计,此结构部件便可与内燃机直接连接,所以每个催化剂载体的一部分伸入内燃机的出口通道内。
这种结构部件最好设计为,每个催化剂载体装在一密封面内部。作为替换形式,可为每个催化剂载体在公共的法兰上设计相应的密封装置。
按本发明的另一个思想,建议了一种具有所述催化剂载体装置和/或所述结构部件的内燃机排气***,其中,排气***有至少一个排气流途径,一个催化剂载体至少部分装入其中。按本发明的这种排气***可以将催化剂载体安装在紧邻内燃机处。
最好在每个流动途径内各装一催化剂载体,由此可以减少排气内有害成分的排放。
为了使排气***有尽可能高的效率以及为了避免废气旁路流动,建议每个催化剂载体有一个外壳,它的横截面与排气流途径的横截面基本一致。
按具有至少一个弯头以及此弯头至少有一个与内燃机连接的接管的排气***另一项有利的设计,建议,此接管至少部分贴靠在法兰上。尤其是此接管设计为能与法兰气密地连接。
下面借助于附图表示的实施例说明本发明的其他详情和优点。其中:
图1 催化剂载体装置第一种实施例前视图;
图2 按图1的催化剂载体装置侧视和剖面图;
图3 图2中X局部放大详图;
图4 催化剂载体装置第二种实施例前视图;
图5 按图4的催化剂载体装置剖面图;
图6 图5中X局部详图;
图7 催化剂载体装置第三种实施例前视图;
图8 按图7的催化剂载体装置侧视和剖面图;
图9 图8中的X局部放大详图;
图10催化剂载体装置另一种实施例的剖面图;
图11图10中的X局部详图;
图12催化剂载体装置另一种实施例前视图;
图13按图12的催化剂载体装置侧视和剖面图;
图14图13中的X局部详图;
图15催化剂载体装置另一种实施例前视图;
图16按图15的催化剂载体装置侧视和剖面图;
图17图16中的X局部详图;
图18具有催化剂载体的支承单元第一种实施例的俯视图;以及
图19排气***局部的剖面图。
图1和2表示催化剂载体装置第一种实施例。此催化剂载体装置有外壳1,它由两部分组成。外壳1有第一外壳部分2和第二外壳部分3。第一外壳部分2和第二外壳部分3基本上设计为环形。催化剂载体4装在外壳1内部。催化剂载体4有许多由隔板7彼此隔开并沿催化剂载体4纵轴线12纵向延伸的通道8。在图示的实施例中,催化剂载体4由至少部分结构化的薄板层构成,薄板层基本上缠绕成S形。催化剂载体4可以有其他的设计。催化剂载体也可以用非金属材料,尤其用陶瓷制成。
外壳1沿一个基本上垂直于通道8纵向延伸的分界面E分开。在图示的实施例中分界面E基本上在催化剂载体4的对称平面内。不过这并非绝对必要的。外壳也可以非对称地分界。
在第一外壳部分2与第二外壳部分3之间设置法兰5。法兰5布置在分界面E内。催化剂载体4穿过法兰5。为此,法兰5有一个与催化剂载体4的外轮廓相配的通孔13。法兰5穿过外壳1一直延伸到催化剂载体4。
金属的催化剂载体4至少局部与外壳1的第一外壳部分2和第二外壳部分3连接。催化剂载体4与第一外壳部分2或第二外壳部分3最好钎焊。在法兰5与催化剂载体4之间也最好钎焊连接。附加地或作为替换形式,法兰5与外壳1的第一外壳部分2和/或第二外壳部分3也钎焊连接。法兰5与外壳1的第一外壳部分2和/或第二外壳部分3之间的连接也可以是材料本身的连接。这种连接可例如通过熔焊构成,尤其通过激光焊、摩擦焊、电弧焊或电阻焊。
法兰5基本上垂直于催化剂载体4的纵轴线12。它也设计为基本上垂直于外壳1。通过使法兰5一直延伸到催化剂载体4,在法兰5与外壳1之间产生一个有棱角的过渡区。在法兰5与外壳1之间的这种有棱角的过渡,允许催化剂载体装置非常准确地定位在排气***的排气通道内。尤其是这样一来不再绝对必要地加工气缸出口通道的边缘。由于法兰5延伸到外壳1内,从催化剂载体4作用在外壳1上的力还经由外壳3传入法兰5。在图示的实施例中,外壳部分2、3的端面挡靠在法兰5上。通过这些端面,由流动的排气造成的作用在催化剂载体上的力传入法兰5。由此减轻法兰5与催化剂载体4之间或法兰5与外壳1第一外壳部分2和/或第二外壳部分3之间连接部分的负荷。图3表示外壳部分2、3与法兰5之间的连接区放大图。
法兰5有两个孔6,紧固件尤其是螺钉可穿过它们延伸,催化剂载体装置借助于紧固件与排气***连接。孔6位于公共的轴线10上。法兰5设计为密封装置,它有至少一个密封面9。
尤其由图1可见,催化剂载体4有两个彼此形成一定距离的通道14,它们比催化剂载体4的其他一些通道8有更大的截面积。通道14基本上设在催化剂载体4的中心区内。在图1所示的催化剂载体4中,通道14设计在制造催化剂载体4时***卷绕芯棒的区域内。催化剂载体的制造最好按由WO 97/00725或WO 97/00135已知的方法进行。
图4和5以及6表示催化剂载体装置第二种实施例。此催化剂载体装置有分成两部分的外壳1。外壳1内装催化剂载体4。催化剂载体4有许多被隔板7彼此隔开的通道8。通道8沿催化剂载体的纵向延伸。隔板7可由至少部分具有某种结构的薄板构成。
外壳1沿一个基本上垂直于通道8的纵向延伸的分界面E分开,所以外壳1有第一外壳部分2和第二外壳部分3。每一个外壳部分2、3部分地围绕着催化剂载体4。
在外壳1的第一外壳部分2与第二外壳部分之间设法兰5。法兰5制成板状。它布置在分界面E内。法兰5有通孔13,催化剂载体穿过它延伸。通孔13的形状与催化剂载体14的外轮廓基本一致。通孔13的内边缘15贴靠在催化剂载体4的外表面上。法兰5最好与催化剂载体4钎焊。
法兰5有设在彼此相对的表面上带密封面9的密封件11。密封件11终止在与第一外壳部分2和第二外壳部分3有一定距离处,如尤其可由图6看出的那样。
法兰5设在外壳部分2、3之间,如图6所示。外壳部分2、3互相面对的端面靠在法兰5上。法兰5一直延伸到催化剂载体4。法兰5与外壳1或与外壳部分2、3的连接可按已结合第一种实施例说明的方式进行。
图7和8表示催化剂载体装置另一种实施例。此催化剂载体装置有外壳1,它设计为由两部分组成。外壳1有第一外壳部分2和第二外壳部分3。第一外壳部分2和第二外壳部分3设计成基本上环形。催化剂载体4装在外壳1内部。催化剂载体4有许多用隔板7彼此隔开并沿催化剂载体4的纵轴线12纵向延伸的通道8。
在图示的实施例中,催化剂载体4由至少局部结构化的薄板层构成,它们基本上缠绕成S形,如图7所示。催化剂载体4可以有其他的设计。
外壳1沿一个基本上垂直于通道8纵向延伸的分界面E分开。在图示的实施例中,分界面E基本上处于催化剂载体4的对称平面内。不过这并不是绝对必需的。
在第一外壳部分2与第二外壳部分3之间设法兰5。法兰5处于分界面E内。催化剂载体4穿过法兰5。为此,法兰5有一个与催化剂载体4的外轮廓相配的通孔13。
法兰5与外壳部分2构成支承单元27。外壳部分2及法兰5与外壳部分2连接。法兰5最好与外壳部分2钎焊或熔焊。
尤其可由图9看出,第二外壳部分3沿轴向与法兰5隔开一定距离。
金属的催化剂载体4最好部分地与外壳1的第一外壳部分2和第二外壳部分3连接。催化剂载体4与第一外壳部分2或第二外壳部分3之间的连接最好是钎焊连接。法兰5与催化剂载体4之间也最好是钎焊连接。
法兰5有两个孔6,紧固件尤其螺钉可穿过它们延伸,催化剂载体装置借助于紧固件与图中没有表示的内燃机的气缸盖和/或弯头连接。这些孔处于公共的轴线10上。
法兰5设计成板状。它最好构成至少有一个密封面9的密封装置。
尤其由图7可见,催化剂载体4有两个彼此隔开距离设置的主通道14,它们与催化剂载体4的另一些通道8相比有较大的截面积。通道14基本上设在催化剂载体4的中心区。在图7所示的催化剂载体4中,主通道14设计在制造催化剂载体4时***卷绕芯棒的区域内。催化剂载体的制造最好按照由WO 97/00725或WO 97/00135已知的方法进行。
图10表示催化剂载体装置另一种实施例的剖面图。此催化剂载体装置有催化剂载体4。催化剂载体4有许多被隔板7彼此隔开的并沿催化剂载体的纵轴线12纵向延伸的通道8。
外壳1围绕着催化剂载体4。外壳1沿催化剂载体4纵向的长度小于,尤其明显地小于催化剂载体4的长度。
外壳1设计成环状。外壳1与法兰5连接,法兰5与外壳1构成支承单元27。这种法兰5可构成一密封装置。
法兰5有一通孔13,催化剂载体4穿过它延伸。与通孔13相邻的段43伸入外壳1内。外壳1有一环形凹座44,此段43***其中。在图示的实施例中,凹座44设计成台阶的形状,如图11所示。凹座44以两个基本上互相垂直延伸的面为界,法兰5贴靠在这两个平面上。法兰5与外壳1之间的过渡区是棱角状的,所以此催化剂载体装置可处于一个事先规定的安装位置。法兰5与外壳1最好通过与外壳1的钎焊来连接。作为替换形式,法兰5可通过熔焊与外壳1连接。法兰5与外壳1之间的钎焊连接可在外壳1与催化剂载体之间的钎焊连接同时进行。为了保证在操作尚未钎焊的催化剂装置时法兰5不离开其预先规定的位置,建议法兰5与外壳1摩擦力和/或形状相配地连接。
除了图10所示的外壳1之外,可至少设一个与外壳1相隔一定距离的外壳部分。当催化剂载体4涉及S形卷绕的金属催化剂载体时,这种结构特别恰当。
图12、13和14表示催化剂载体装置另一种实施形式。此催化剂载体装置有整体式外壳1。外壳1内装催化剂载体4。催化剂载体4有许多由隔板7彼此隔开的通道8。通道8沿催化剂载体纵向延伸。隔板7可通过至少局部结构化的薄板构成。
催化剂载体装置有法兰5。法兰5的一段43部分地伸入外壳1内。外壳1在其外壁45内有一凹座46。法兰5的此段43伸入此凹座46内。凹座46由槽构成。槽46设计为沿外壳1周向是环状的。
尤其在图14中表示的法兰5与外壳1之间的连接还可以这样构成,即将外壳1在凹座46的区域内分开。
将法兰5的段43置入外壳1的凹座46内最好采取这样的措施来进行,即,在外壳1未装配状态使外壳1的外径小于法兰5通孔13的内径,最好略小于法兰5通孔13的内径。将法兰5定位在凹座46区域内。然后至少在凹座46的区域使外壳1扩张,从而将法兰5的段43置入凹座46内。外壳1的扩张可例如通过外壳1的塑性变形达到。这种塑性变形可借助于在外壳1上的机械作用实现。外壳1的扩张也可以通过在外壳1的内腔加入具有压力的介质尤其是空气实现。
在图示的实施例中,法兰5有密封件11,它们布置在法兰5的两侧。密封件11终止在与第一外壳部分2和第二外壳部分3有一定距离的地方,尤其可见图14所示。
外壳1的轴向长度基本上等于催化剂载体4的轴向长度。这并非绝对必须的。各个或两个外壳部分2、3的轴向长度也可以小于催化剂载体4的轴向长度。催化剂载体4也可以伸出外壳1。
图15至17表示催化剂载体装置另一种实施例。此催化剂载体装置包括外壳1和法兰5。催化剂载体4装在外壳1内。催化剂载体有许多通过隔板7彼此隔开并沿催化剂载体4的轴向延伸的通道。隔板7基本上沿催化剂载体4纵轴线12纵向延伸。图15表示,催化剂载体基本上设计成S形。它由许多至少局部结构化的薄板层构成。
法兰5基本上沿径向向外延伸。它设计为基本上板状。法兰5在图示的实施例中有两个孔6,合用的紧固件尤其是螺钉可穿过它们延伸,催化剂载体装置借助于紧固件与排气***连接。孔6位于公共轴线10上。但这并不是必须的。法兰5在其相对的表面处有密封件11。密封件有密封面9。通过密封件11,在排气***与催化剂装置之间以及在发动机尤其内燃机的壳体之间构成气密连接。
法兰5有通孔13,外壳1穿过它延伸。法兰5有一段43,它与通孔13相邻。法兰5的这一段43部分延伸到外壳1内。外壳1在其外壁45上有凹座47。此段43伸入凹座47中。凹座47由沿径向向外方向的挤压部分48构成。挤压部分48在图示的实施例中设计在法兰5的两侧。挤压部分是隆凸状的。它们也可以设计为榫舌状或其它形状。挤压部分的构成可借助冲头或类似物实现。
图18表示有多个外壳1的结构部件25,外壳有公共的法兰5。法兰5与外壳1连接。法兰5基本上垂直于外壳1的纵向长度设置。
在图18所示的实施例中每个外壳1设计为椭圆形的。外壳1也可以是其他的截面形状。也不是一定要各外壳1有相同的横截面。外壳1横截面以及外壳1彼此的间距可以不同。外壳横截面的设计及其相互的布局,主要取决于内燃机的几何尺寸,尤其是出口通道的布局及它们的数量。在图示的实施例中设四个彼此相隔一定距离的外壳1。
法兰5最好设计为其相对的侧面34、35各构成一个密封面。侧面34、35用于将结构部件25密封地连接在图中未表示的内燃机气缸盖与弯头之间。
尤其由图18可见,侧面34有一设计成环形的密封面39。每个外壳1装在法兰5以密封面39为界的面积内部。作为替换形式,每个外壳1可被至少一个密封面围绕。也可以采用贴靠在法兰5上的密封件,替代在法兰5上直接构成密封面。
为了将结构部件25与内燃机气缸盖和/或弯头连接,法兰5有孔6,可分别有一个连接件例如螺钉或螺栓穿过孔延伸。
每个外壳1最好有一个伸入外壳1腔28内的止挡38。止挡38最好设计成环状。止挡38也可以设计为凸块的形式。止挡38用于固定装在外壳1腔28内的催化剂载体。
为了将法兰5固定在气缸盖或弯头上,法兰5有孔6,例如螺钉可穿过此孔延伸。
每个外壳1内装一催化剂载体。催化剂载体的纵向长度最好与外壳1的轴向长度一致。在图示的实施例中催化剂载体4是金属蜂窝体,它由光滑的薄板29和结构化的薄板30组成,这些薄板构成排气用的通道8的边界。催化剂载体4在法兰5的两侧延伸。
也可以采用陶瓷的催化剂载体来替代金属催化剂载体。在采用陶瓷的催化剂载体时,在催化剂载体与外壳之间设隔离垫,以此补偿在结构部件内蜂窝体不同的热膨胀。
按本发明的催化剂载体装置特别适合于安装在发动机附近。图19表示图2中所示的催化剂载体装置处于已安装好的状态。内燃机的气缸盖16有出口通道17。出口通道17的口被密封面18围绕。
催化剂载体4部分伸入出口通道17中。此催化剂载体4装在分成两部分的外壳1内。催化剂载体4布置在由法兰5和第一外壳部分2组成的支承单元27中的部分10***出口通道17中。法兰5贴靠在气缸盖16的密封面18上。法兰5设计为金属的密封装置。螺栓19穿过法兰5的孔6延伸。
第二外壳部分3与布置在第二外壳部分3内的催化剂载体4的部分41一起***弯头20的排气通道21内。排气通道21构成内燃机废气的排气流途径42。
弯头20有一接管22。接管22有孔23,它们设计为与法兰5的孔6一致。螺栓19通过法兰5的孔6以及接管22的孔23延伸并与气缸盖16连接。为了将弯头20及法兰5固定在气缸盖16上,在螺栓19上拧上螺母24。
如上面已说明的那样,法兰5设计为金属密封装置的形式。采用法兰5的这种设计,在气缸盖16与弯头20之间形成气密连接。为此,法兰5贴靠在气缸盖16的密封面18上。接管22也有一个密封面26,它贴靠在法兰5上。弯头20与催化剂载体装置一起构成内燃机排气***的一部分。
若内燃机有多个出口通道17,则在每个出口通道内可安装一个催化剂载体装置。

Claims (28)

1.一种催化剂载体装置,包括外壳(1),外壳内设至少一个有许多通道(8)的催化剂载体(4),通道通过隔板(7)彼此隔开并沿催化剂载体(4)的轴向延伸,以及包括至少一个基本上沿径向向外定向的法兰(5),它至少围绕着催化剂载体(4)并可安置在内燃机的气缸盖(16)与弯头(20)之间,其特征为:法兰(5)的至少一段(43)至少部分延伸到外壳(1)的外壁(45)内。
2.按照权利要求1所述的催化剂载体装置,其特征为:外壳(1)在其外壁(45)上或内有一凹座(46、47),法兰(5)的至少一段(43)伸入其中。
3.按照权利要求2所述的催化剂载体装置,其特征为:凹座(46)由槽构成。
4.按照权利要求2所述的催化剂载体装置,其特征为:凹座(47)由外壁(45)内的至少一个沿径向向外方向的挤压部分(48)构成。
5.按照权利要求4所述的催化剂载体装置,其特征为:法兰(5)的两侧各至少制有一挤压部分(48)。
6.按照权利要求4或5所述的催化剂载体装置,其特征为:至少一个的挤压部分(48)设计成隆凸状的。
7.按照权利要求1所述的催化剂载体装置,其特征为:法兰(5)的至少一段一直延伸到催化剂载体(4)。
8.按照权利要求1至5之一所述的催化剂载体装置,其特征为:外壳(1)由至少两个外壳部分(2、3)构成,其中每一个外壳部分(2、3)沿催化剂载体(4)纵向长度的一部分延伸。
9.按照权利要求1至5之一所述的催化剂载体装置,其特征为:外壳(1)沿催化剂载体(4)纵向的长度小于催化剂载体(4)的轴向长度。
10.按照权利要求1至5之一所述的催化剂载体装置,其特征为:外壳(1)或外壳部分(2、3)设计为环形的。
11.按照权利要求1至5之一所述的催化剂载体装置,其特征为:外壳(1)或至少一个外壳部分(2)至少有一个可贴靠在此催化剂载体(4)上的止挡。
12.按照权利要求1至5之一所述的催化剂载体装置,其特征为:法兰(5)有至少一个密封面(9)。
13.按照权利要求12所述的催化剂载体装置,其特征为:密封面(9)设计为基本上环形的。
14.按照权利要求12所述的催化剂载体装置,其特征为:在法兰(5)上至少装一个密封件(11)。
15.按照权利要求1至5之一所述的催化剂载体装置,其特征为:法兰(5)构成密封装置。
16.按照权利要求1至5之一所述的催化剂载体装置,其特征为:法兰(5)有至少一个板状段。
17.按照权利要求1至5之一所述的催化剂载体装置,其特征为:法兰(5)至少与外壳(1)钎焊。
18.按照权利要求1至5之一所述的催化剂载体装置,其特征为:催化剂载体(4)是金属的催化剂载体。
19.按照权利要求17所述的催化剂载体装置,其特征为:法兰(5)至少与催化剂载体(4)钎焊。
20.按照权利要求1至5之一所述的催化剂载体装置,其特征为:催化剂载体(4)是陶瓷的催化剂载体。
21.按照权利要求1至5之一所述的催化剂载体装置,其特征为:催化剂载体(4)有至少一个区域有至少一个主通道(14),它相对于其他通道(8)有更大的横截面。
22.具有至少两个催化剂载体装置的结构部件,所述各催化剂载体装置包括外壳(1),外壳内设至少一个有许多通道(8)的催化剂载体(4),通道通过隔板(7)彼此隔开并沿催化剂载体(4)的轴向延伸,以及包括至少一个基本上沿径向向外定向的法兰(5),它至少围绕着催化剂载体(4),其中,法兰(5)的至少一段(43)至少部分延伸到外壳(1)的外壁(45)内,其特征为:所述各催化剂载体装置的法兰构成至少一个公共的法兰(5),它可装在内燃机气缸盖(16)与弯头(20)之间。
23.按照权利要求22所述的结构部件,其特征为:每个催化剂载体(4)装在一公共的密封面内部,其中,法兰(5)构成此密封面。
24.有一个催化剂载体装置和/或有一个结构部件的内燃机排气***,所述催化剂载体装置包括外壳(1),外壳内设至少一个有许多通道(8)的催化剂载体(4),通道通过隔板(7)彼此隔开并沿催化剂载体(4)的轴向延伸,以及包括至少一个基本上沿径向向外定向的法兰(5),它至少围绕着催化剂载体(4),其中,法兰(5)的至少一段(43)至少部分延伸到外壳(1)的外壁(45)内,而所述结构部件具有至少两个催化剂载体装置,所述各催化剂载体装置的法兰构成一个公共的法兰(5),该公共的法兰可装在内燃机的气缸盖(16)与弯头(20)之间,其特征为:排气***有至少一个排气流途径(42),在那里至少局部布置有一个/多个催化剂载体(4)。
25.按照权利要求24所述的排气***,其特征为:在每个流动途径内各设一催化剂载体(4)。
26.按照权利要求24或25所述的排气***,其特征为:每个有外壳(1)的催化剂载体(4)有一个基本上与排气流途径(42)的横截面一致的横截面。
27.按照权利要求24或25所述的排气***,其特征为:设有至少一个弯头(20),该弯头有至少一个连接在内燃机上的接管(22),法兰(5)至少部分贴靠在接管(22)上。
28.按照权利要求27所述的排气***,其特征为:法兰(5)与接管(22)气密地连接。
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