[实用新型]一种耦合式催化器及排气系统

说明书

本实用新型涉及一种耦合式催化器及排气系统。耦合式催化器包括沿发动机排气的流动方向依次布置的进气锥端、催化器筒体和排气锥端。催化器筒体内依次设有TWC单元、GPF单元。其中，TWC单元和GPF单元的间距为30‑50mm。GPF单元和TWC单元的布置方式可以保证GPF单元起燃效率和转化率高，还可以保证耦合式催化器在TWC单元和GPF单元之间装配各类传感器。

技术领域

本实用新型涉及车辆领域的排气处理设备，特别是涉及一种耦合式催化器及排气系统。

背景技术

为满足国家排放标准要求，车辆上一般设有对汽车排气进行处理的排气系统。排气系统设有汽油颗粒捕捉器(GPF)和三元催化器(TWC)。针对于发动机后排气式的排气系统，其GPF采用底盘式布置，GPF与预催化器距离较小，因此基本满足GPF起燃要求。然而该类排气系统起燃效率底，尤其是低温环境下，其无法快速达到起燃温度，GPF内载体因此容易堵塞，进而致使排气系统背压升高，影响发动机性能。

对于发动机前排气式的排气系统，其GPF采用底盘式布置。该类排气系统中，由于GPF与TWC的连接路线需要绕过副车架、转向管柱、底盘转向等，GPF只能布置在距离催化器较远的位置。更有甚者，GPF与TWC之间的距离达到1.7m。这会导致该类排气系统不满足GPF的起燃要求和再生控制要求。此外，对于该类排气系统，其一般设有两个具有较小直径(例如Ф110mm)TWC载体，这使得该类排气系统的排气背压高，车辆极易出现排气背压超出发动机台架标定范围，发动机输出功率降低的情况。

实用新型内容

本实用新型针对以上现有技术中存在的问题，提供了一种耦合式催化器，其包括沿发动机排气的流动方向依次布置的进气锥端、催化器筒体和排气锥端，所述催化器筒体内沿所述流动方向依次设有TWC单元、GPF单元；其中，

所述TWC单元和所述GPF单元沿所述流动方向的间距为30-50mm。

根据一种优选实施方式，所述GPF单元包括柱形GPF载体和套设在所述GPF载体外的柱形GPF衬垫。

根据一种优选实施方式，所述TWC单元柱形TWC载体和套设在所述TWC载体的柱形TWC衬垫。

根据一种优选实施方式，所述GPF单元和所述TWC单元之间设有压差传感器、后氧传感器和排温传感器中的任意一种或多种。

根据一种优选实施方式，当所述GPF组件和所述TWC组件之间设有排温传感器时，所述排温传感器与所述催化器筒体的中心轴线之间的距离为10-15mm。

根据一种优选实施方式，所述进气锥端和/或所述排气锥端包括沿所述流动方向对称的两个对分部分。

根据一种优选实施方式，所述GPF载体为壁流式圆柱形陶瓷载体。

根据一种优选实施方式，所述TWC载体为直通式圆柱形陶瓷载体。

根据一种优选实施方式，所述催化器筒体的中心轴线与所述排气锥端的中心轴线之间的夹角为95°-120°。

根据一种优选实施方式，所述耦合式催化器通过支架固定于发动机上。

根据一种优选实施方式，所述TWC单元有且仅有一个TWC载体。

此外，本申请还涉及一种具有上述任一项的耦合式催化器的排气系统。具体地，一种排气系统包括依次排布的发动机涡轮增压器、上述任一项所述的耦合式催化器和排气系统冷端。

根据本实用新型的耦合式催化器和排气系统。耦合式催化器包括沿发动机排气的流动方向依次布置的进气锥端、催化器筒体和排气锥端。催化器筒体内依次设有TWC单元、GPF单元。其中，TWC单元和GPF单元的间距为30-50mm。GPF单元和TWC单元的布置方式可以保证GPF单元起燃效率和转化率高，还可以保证耦合式催化器在TWC单元和GPF单元之间装配各类传感器。