机动车尾气催化转换器封装设计
汽车催化转化器衬垫(三元催化器陶瓷密封衬垫)
汽车催化转化器衬垫（三元催化器陶瓷密封衬垫）陶瓷密封衬垫广泛应用于汽车催化转化器中，将陶瓷载体紧紧固定在金属壳体内，可以满足汽车催化转化器在所有温度和压力条件下，对载体的包裹要求。
其具有以下优良的性能特性：1、固定，使陶瓷载体免受道路不平的冲击和振动。
2、密封，防止废气泄露。
3、隔热，防止壳体过热。
4、隔音，降低噪音。
现有产品系列有：膨胀密封衬垫、非膨胀密封衬垫、边缘密封膨胀衬垫、多层复合密封衬垫和复合膨胀密封衬垫。
（一）、膨胀密封汽车催化转化器衬垫膨胀密封衬垫是将具有高温耐久性的陶瓷纤维与具有高温膨胀性的蛭石融为一体的有弹性的密封衬垫。
适用于大多数常规的催化转化器，尤其适合于汽车三元催化器。
技术指标：（二）、非膨胀密封汽车催化转化器衬垫非膨胀密封衬垫是以耐高温的陶瓷纤维为原料，不含蛭石成分的密封衬垫。
适用于薄壁或极薄壁载体的汽车三元催化器，或与膨胀衬垫交互使用，也可作为膨胀垫层边缘密封或端口隔热。
技术指标：（三）、边缘密封膨胀汽车催化转化器衬垫边缘密封膨胀衬垫是在一片含有蛭石成分的膨胀衬垫的两侧粘接两条窄的非膨胀衬垫。
适用于耦合/歧路式催化器和非轴相对称气流设计的催化器，以及宽椭圆载体。
（四）、多层复合密封汽车催化转化器衬垫多层复合密封衬垫是由一层含有蛭石成分的膨胀衬垫与另一层不含有蛭石成分的非膨胀衬垫复合而成的密封衬垫。
适用于薄壁或极薄壁载体的汽车三元催化器。
技术指标：（五）、复合膨胀密封汽车催化转化器衬垫复合膨胀密封衬垫是由含有蛭石成分的膨胀衬垫与石墨层复合而成的膨胀密封衬垫。
适用于大多数常规的催化转化器，尤其适合柴油发动机的微粒捕集器。
技术指标：根据国家汽车污染物排放标准实施计划，我国将于2010年开始实施重型柴油机国Ⅳ排放标准。
基于欧美汽车工业发展经验及我国的国情来看主要有两种技术路线，分别为SCR(选择性催化还原)技术路线和EGR(废气再循环)+DPF(颗粒物过滤器)技术路线。
其中SCR技术路线，主要是通过提高喷油压力，优化喷射定时，改善燃烧过程，从而降低发动机机内颗粒物排放；而此过程产生的较高NOX 排放则采用SCR还原成N2和O2；EGR+DPF技术路线，主要是通过EGR将NOX 排放降低到标准要求以下，而此过程产生的较高颗粒物排放通过DPF降低到满足标准的要求。
浅谈排气系统催化器总成封装计算及应用
0引言随着国家对环境的日益关注，汽车排放法规不断升级，排气系统净化还原结构也在不断的更新，从而衍生出了更多与之匹配的新设计及新工艺，本文主要描述排气系统催化转化器封装设计及应用过程中应该注意的要点。
1催化器原理概述三元催化器的工作原理是：当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强CO 、HC 和NO X三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其中CO 在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；HC 化合物在高温下氧化成水（H 2O ）和二氧化碳；NO X 还原成氮气和氧气。
三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。
如图1所示。
三元催化器的载体部件是一块多孔陶瓷材料，安装在特制的排气管当中。
称它是载体，是因为它本身并不参加催化反应，而是在上面覆盖着一层铂、铑、钯等贵重金属。
它可以把废气中的HC 、CO 变成水和CO 2，同时把NO X 分浅谈排气系统催化器总成封装计算及应用唐颖青（长城汽车股份有限公司-底盘研究院，保定071000）摘要:传统催化器封装设计是针对不同载体、壳体规格选择相应的衬垫进行匹配封装，衬垫的选择是关键，且匹配范围小；GBD则是通过实体测量实现自动匹配，通过衬垫匹配及壳体缩径增大了产品匹配范围。
关键词:GBD 载体封装；壳体缩径；催化转化器；载体；衬垫图1尾气净化原理示意图装置必须在动力性能方面实现有效的优化，才可以全面的适应新时期内燃机装置的量产成本控制要求。
内燃机装置的排放性特点也是影响方案设计价值的关键，因此，凭借压缩比例因素的精准分析实现内燃机装置动态平衡体系的构建，可以较为完整适应内燃机装置技术方案的优化管理要求，并使内燃机可以较为全面的凭借其结构优势，充分实现技术资源在商品化业务领域的优化使用，以便更多发动机装置都可以在技术体系的结构性能得到精准判断的情况下，充分适应内燃机装置的压缩比管控需要，为技术资源更好的实现商业价值提供有利支持。
三元催化器GBD封装设备控制系统设计
５ ４
西安航空学院学报பைடு நூலகம்
第３ ３卷
松开 、 载体导向机构 到 位 后 的 定 位 锁 紧 和 后 退 时 的 定位销的 松 开 。 筒 体 输 送 到 收 缩 机 中 的 两 夹 爪 气 标 识 系 统 中 的 刻 字 支 撑 定 位、 筒 缸的 夹 紧 和 松 开 ；
体的 夹 持 与 松 开 ， 刻 字 机 的 前 进 与 后 退， 以及将刻 好标识的 产 品 推 到 运 输 带 上 的 推 到 机 构 。 气 动 原 理如图 １ 所示 。
０ 引言
随着环保意识的 日 益 增 强 ， 人们对汽车尾气排 放要求的标准也不 断 提 高 ， 越来越多的汽车在排气 系统中安 装 了 气 体 净 化 装 置 。 由 于 它 安 装 在 发 动 机排气管中 ， 将汽车尾气排出的 Ｃ Ｏ、 ＨＣ 和 ＮＯ ｘ等 三种主要 有 害 气 体 通 过 氧 化 和 还 原 作 用 转 变 为 无 水 和 氮 气， 故称之为三元催化 害 的 二 氧 化 碳、 器
［ １ ３］
机由筒体 安 放 支 撑 定 位 机 构 ； 载 体、 衬垫包裹体的 以 及 伺 服 丝 杆 驱 动 机 构 组 成。 整 体 导向压缩机构 ； 从齿 收缩机由 １ ５ ＫＷ 的伺服电机带 动主齿 轮转 动 ， 轮通过与主齿轮的 齿 合 运 动 带 动 丝 杆 运 动 ， 丝杆带 动１ 最 终 使 筒 体 进 行 收 缩， 满 ２ 块楔型模机构 移 动 ， 足产品要 求 。 收 缩 的 最 终 位 置 由 计 算 机 实 时 计 算 衬 垫 包 裹 前， 扫描载体和衬垫的二 给出 。 在载体 、 维码使计 算 机 获 取 载 体 的 外 径 和 衬 垫 的 重 量 等 信 息 。 计算机获取该信 息 后 ， 通过内部设定的程序计 算出筒体收 缩 后 的 直 径 。 通 过 与 Ｐ Ｌ Ｃ 的数据交换 最终实现对三 控制整体收缩机的 伺 服 电 机 的 运 动 ， 元催化器 筒 体 外 径 的 控 制 。 测 量 系 统 由 基 恩 士 的 激光传感 器 配 合 时 光 伺 服 在 线 检 测 完 成 。 自 动 标 识系统由启动支撑 机 构 、 气动夹持机构和气动打标 机构成 。 物 料 在 各 工 位 移 动 时 由 伺 服 电 机 驱 动 丝 杆机构实现 。
欧IV标准催化转换器的结构设计
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催化剂壳体总成与进气端管之间的焊接尺寸 如图 # 所示，进气端管的气体混合膨胀区端部
插入壳体内，在设计时应该注意几个尺寸：尺寸 ! 确定了载体在壳体内的位置； 尺寸 " 为阻气钢丝圈 提供了安装位置， 该尺寸过大， 会导致载体端部悬空 过长，载体端部易产生碎片，加速气流对衬垫的侵 蚀， 该尺寸过小会使阻气钢丝圈容易脱离载体； 尺寸
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欧Ⅳ标准催化转换器的结构设计
（ ｔ ｅ ｗ ａ ｔｒ ０ ３ ） Ｓａ ｏ ｎ Ｆ ｃｏ ４ ７ ｔ ｙ
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催化 转换 器 的布置 方案是 根 据发 动机 舱 的空间 并结 合催 化剂 的物 理化｝学特性 确 定 靛 靴｛ ， 的。上 述几种 催 ０ 《 ． ｔ黠ｌ＃｝ 《
化 转换 器 的共 同特 点是 可 以最大 限度 地毗 邻发 动机
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比较了布置方案 ， 并对催化转换器 中的零件如进气端管 、 壳体 总成 、 出气端锥以及封装方案的设 计要点作 ｒ描述 。 论
三元催化器封装国产化开发
设计 ・ 计算 ・ 研究 ・
三元催化器封装 国产化 开发
周 方 朱 晴 钟 勇
（ ． 工程 学 院 ；． １ 福建 ２吉林 大学 ）
【 摘要】 在进行 三元催化器封装国产化 开发过程 中， 出现载体破损现象 。 通过分析发动机排气温度 、 封装设计、 排
气 系统 异 物 、 排气 管 等 对 载 体 的 影 响 后 发 现 ， 胀 型 衬 垫 的 选 择 是 制 造 过 程 中的 不 稳 定 因 素 ， 前 排 气 管 的 波 纹 管 膨 而
体） 不得 有裂 纹 ， 垫不 得有 飞散现 象 。 衬
２ ． 试验 台架 布置方 式 ３
国产 化开 发模 式如 下 ：
ａ 三元 催化 剂 ： ． 采用 原设 计 的进 口催 化 剂 （ 椭 圆形 载体 ） 。 ｂ 封装 型式 ： 用 与原 设 计 相 同的 蚌 壳式 封 ． 采
１ 国产 化 开发
电喷 发 动 机 加 装 催 化 转 化 器 是 控 制 排 气 污 染 有 效 的技 术措 施 。所 以 ， 降低零 件成本 ， 三元 催 为 对
化 转化器 实现 国产 化开发 具 有重要 意 义 。
在 ６０ ２ ０ ￣ ０℃ 。
２２ 判定 标 准 ．
试验 结束 ， 元催 化器不得 破损 ， 化剂 （ 三 催 载
Ｋｅ ｒ ｓ Ｔｈ ｅ － ｙ ｃ ｔ ｌ ｔ ｏ ｖ ｒ ｅ ， ｎ ｅ ｐ ｎ ａ ｌ ａ ｋ ｔＣａ ｒｅ ， ｒ ｕ ａ ｅ ｉ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ： ｒ ｅ ｗａ ａ ａ ｙ ｉ ｃ ｎ ｅ ｔ ｒＮｏ － ｘ ａ ｄ ｂ ｅ ｇ ｓ ｅ ， ｒ ｉｒ Ｃｏ ｒ ｇ ｔ ｄ ｐ ｐ ｃ
主题 词 ： 三元催 化转 化器 非膨 胀 型衬 垫 载 体 波纹 管 中图分类 号 ： ４ ４１４． 文献标 识码 ： 文 章编 号 ：０ ０ ３ ０ （０ ７ ｌ － ０ １ ０ Ｕ ６ ．３ ＋ ４ Ａ １０ — ７ ３ ２ ０ ） １ ０ ４ — ３
三元催化器GBD封装及控制系统
三元催化器GBD封装及控制系统摘要：汽车三元催化器是减少汽车排放污染物的主要机外净化手段，其封装质量直接影响催化效果，即解决和降低车辆排放有毒有害物质，提高净化能力。
汽车排放污染及净化问题一直都是各国政府高度重视的问题，控制汽车排放污染也一直是竞相研究的重要课题。
“国Ⅵ”的排放标准对汽车的排放要求越来越高，因此，掌握如何控制催化器的催化效果势在必行。
本课题的目的在于研究一种基于智能制造理念的三元催化器GBD封装及控制成套设备，更有效的提高催化器的催化性能。
关键词：汽车；三元催化器；GBD封装；国Ⅵ0 前言在现代文明中，汽车已经成为人类不可或缺的最重要的交通运输工具，在汽车产业高速发展、汽车产量和保有量不断增加的同时，汽车排放的尾气污染也成为了大气污染、环境污染和人类健康危机的主要因素。
“国Ⅵ”在排放标准上提高了30%，氮氧化物减少77%，颗粒物减少67%。
同时引入整车排放测试要求，从根本上保证排放达标。
这就要求机内与机外净化技术必须结合起来。
本课题主要研究机外净化技术，三元催化转化器（以下简称催化器）是汽车排气系统的关键元器件，其作用是增强有害气体（CO、HC和等）的活性，促使其进行一定的氧化-还原反应，转化为等，使有害气体变成无害气体，汽车尾气得以净化。
催化器主要由带涂层的载体、衬垫、壳体三部分组成，通过封装工艺实现组合，并通过控制封装密度GBD、塞入压力等相关参数，使催化器的催化效果最大化。
1 催化器组成部分三元催化器主要由带涂层的载体、衬垫、壳体三部分组成（如图1所示），通过封装工艺实现组合。
（1）载体主要用于支持活性成分，使制成的催化剂具有合适的形状、尺寸、机械强度。
载体主要有陶瓷载体和金属载体，本研究采用的是陶瓷载体。
由于陶瓷材质的特殊性以及特殊的烧结成型方式，使得载体自身的尺寸精度较差，按照传统的封装方式，势必引起GBD数值的波动，对催化器的可靠性带来了不利的影响。
（2）衬垫载体与壳体的配合采用衬垫方式，由于排气温度变化较大，加之壳体与载体的材料热膨胀系数差异较大（壳体为不锈钢材质，载体为陶瓷材质），所以衬垫的作用是很重要的。
汽车催化器超薄壁载体封装工艺探析
汽车催化器超薄壁载体封装工艺探析作者：李铁猛来源：《理论与创新》2017年第28期摘要：国家对排放标准的日趋严格，为催化器的科学研究提供了必要的条件，但要真正控制汽车的排放，不仅对设计、匹配方面提出了更高的要求，工艺设计及控制也更突出。
封装工艺的先进性需结合自动化的高精准优点，由此诞生的自动封装线体已陆续实现量产，并逐步替代人工封装，后期进一步深入研究自动化机器人在封装工艺中的应用势在必行。
关键词：汽车；催化器；超薄壁；封装工艺1催化转换器存装技术催化转换器是由载体、衬垫和壳体组成。
载体和载体涂层决定了催化转换器的效率和化学老化寿命，而载体在壳体中的固定性能影响催化转换器的机械寿命。
陶瓷体通过高温膨胀纤维衬垫被固定在催化器壳体中，膨胀纤维衬垫的挤压密度、衬垫的侵蚀、载体公差、壳体的形式和壳体公差，决定壳体与陶瓷载体间的磨擦力及载体在壳体中紧固的程度，影响催化转换器的机械寿命。
为了减少气流对衬垫的冲刷，在衬垫的两端设置密封圈。
壳体是催化转换器的支撑，外壳材料的热膨胀系数和高温抗腐蚀性能，也影响催化转换器在高温时的封装与使用性能。
壳体的结构类型分为恒定直径的蚌壳式、填充式、定挤压力的捆绑式。
前者工艺性较好但载体受力不均；后者制造难度较高但挤压力分布均匀。
我国催化转换器壳体的结构类型从制造工艺考虑多采用蚌壳式或填充式结构。
2封装工艺关键控制参数排气系统催化器的设计，主要是封装密度设计，这项指标的合理设计及工艺控制是催化器达标的必要条件二衬垫封装密度（简称GBD）按以下计算：目前常用的封转工艺有蚌壳式封装工艺、捆绑式封装工艺、塞人式封装工艺及导人式封装工艺。
而只有后两种工艺适用于薄壁及超薄壁载体的封装薄壁载体。
2.1工作原理塞人式封装先将不锈钢板通过卷板机卷圆并焊接成壳体，然后将涂覆载体在外力的作用下压人，属于定型腔封装，其型腔尺寸能精确控制，受力状况比蚌壳式好。
采取一些辅助措施后可得到较长使用寿命。
塞人式封装又可分为分组封装和缩径封装，适用于规则形状载体进行精准缩径，封装过程如图1所示。
尾气处理器设计
o汽车尾气处理中催化剂的设计一、产品简介随着世界汽车保有量的增加, 汽车尾气污染控制水平低等原因致使汽车尾气污染日益严重。
这些污染物危害人类健康, 影响动植物的生长; 另外氮氧化合物与碳氢化合物在强阳光的作用下, 遇到不利于扩散的气候和地理环境时可形成光化学烟雾, 造成严重的二次污染和生态环境的破坏。
因此加强汽车尾气污染净化研究和汽车尾气净化装置开发势在必行。
随着时代的发展，社会对汽车尾气排放的要求越趋严格,对催化剂性能提出了较高的要求,所以汽车尾气催化剂从70年代中期在美国开发并使用以来，一直在改善，总体上来说分为四个阶段：（1）Pt，Pd氧化型催化剂为第一代产品，主要控制CO和HC的排放，70年代在美国曾得到广泛的应用。
（2）还原氧化双段催化剂为第二代产品，应用于80年代。
在催化剂的还原段，NOx被还原为NH3，但是经过氧化段又被复原，所以它并未得到实质性的使用。
（3）三元催化剂为第三代产品，主要控制尾气排放中的CO、HC及NOx，其主要活性成分为Pt、Rh、Pd等贵金属。
（4）单钯催化剂为第四代产品，虽然可耐更高的温度，但对空燃比和燃油的要求也更高，因此未得到工业应用。
二、市场分析：汽车尾气排放已成为我国城市，特别是大中城市的主要污染源之一。
加强其排放污染控制，改善大气环境质量已刻不容缓，受到各级政府及其环保部门的高度重视。
催化净化是最为有效的手段之一。
截止2009年，全球9亿辆汽车保有量，注定了市场对尾气催化转化器庞大且稳定的需求。
2010年全球汽车销量有望增长约6%，达6,500万辆，因金融危机的结束有助于重燃需求。
预计到2014年全球汽车保有量将接近13亿辆，而到2015年这一数字还将增加20%。
在西方国家汽车销量的增长有望停止甚至出现下降，但由于包括东欧、亚洲和南美这些新兴市场国家销量的快速增加，大大超出了发达国家减缓的数量。
随着汽车销量的增加，全球很快就能达到平均每六个人拥有一辆车的水平。
尾气后处理封装[实用新型专利]
![尾气后处理封装[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/262c7dddf605cc1755270722192e453611665b4e.png)
专利名称：尾气后处理封装
专利类型：实用新型专利
发明人：李超,黄兴亮,赵孟冬,濮晓宇,荀政申请号：CN202122494520.0
申请日：20211015
公开号：CN216110938U
公开日：
20220322
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种尾气后处理封装，其包括：第一后处理组件以及位于所述第一后处理组件的下游的第二后处理组件，所述第一后处理组件包括第一壳体以及封装在所述第一壳体内的柴油氧化催化器，所述第二后处理组件包括第二壳体以及封装在所述第二壳体内的柴油颗粒捕集器，所述第二后处理组件可拆卸地安装在所述第一壳体中；所述第一壳体设有径向向内凸伸的至少一个凸起部，所述第二壳体设有与所述凸起部相配合的仿形凹面，所述凸起部的凸面与所述仿形凹面通过面‑面抵接的形式相接触。
如此设置，一方面能够对安装起到导向作用；另一方面降低了制造难度和成本，且通过增加接触面积，提高了所述尾气后处理封装的耐久性。
申请人：天纳克(苏州)排放系统有限公司
地址：215300 江苏省苏州市昆山市开发区环娄路236号
国籍：CN
代理机构：苏州威世朋知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：秦蕾
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参考文献
１
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作者： 作者单位：
张洪汛， 祁明晰， 勾频， 陈琪 武汉科技大学交通运输系
本文读者也读过(10条) 1. 张平宽.王慧霖 轴向振动钻削参数的调整研究[会议论文]-2001 2. 沈敏赛.刘瑞敏 汽车变速器噪声校验系统的设计与实现[会议论文]-2001 3. 封士彩 一种先进的车辆悬挂装置的设计及性能分析[会议论文]-2001 4. 徐小溪 输送流体管道弯曲振动研究[会议论文]-2001 5. 肖阳.高进 排气歧管漏气对催化器的影响[期刊论文]-汽车工程师2009(8) 6. 张洪汛.勾频.陈琪 催化器封装制造工艺分析[期刊论文]-机械设计与制造2002(3) 7. 殷金祥.周骥平.姚如一 消除斜齿齿轮泵困油现象探讨[会议论文]-2001 8. 王树林.王贵成.崇凯 高速加工用HSK型工具系统及其关键技术分析[会议论文]-2001 9. 樊智敏.田虹 离心式研磨机性能改进的研究[会议论文]-2001 10. 张枫念.周雅梅.贝云忠 对汽车循环球转向器导管设计计算的研究[会议论文]-2001
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析，中茸机械工程，２０００（１１）增：８９－９２
３ 王建新．汽车捧气污染治理及催化转化器．北
晶＝ｐ＾／ｐｏ
（Ｉ）
式中 ｐＪ—。衬垫材料规格值，加ｍ２
（３）挤压间隙公差ｄ死（ｃｍ）
ｄ晶＝±０．０８ｐ』／ｐｏ
（２）
２．１．２膨胀村垫挤压弹力卯旧由 “ 。々。
ｐ＝４７０ｄ‘＂ｐ＿１
（３）
式中。ｐ。——实际挤压密度，＃ｃｍ３’ ｊ 膨胀村垫产生的挤座弹力ｄ需滴足固定载
体的摩擦力条件和陶瓷载体承匿疆度条佯，：一
ｄ晶，满足后确定各互换组尺寸公差。 ４．３大数互换法
当部件尺寸和重量公差为正态分布时，确 定各部件公差对挤压密度和挤压力的影响及发 生的概率，如表３所示。
衰３部件公差及分甫概率［４】
壳件∞魁０４ １ ６８ ０．０２５＋０．０５±０ ０７５蝴１
衬垫％ｗｔ ±８
１ ３３
２
±４
蝴６
＋８
堡皇
！：！！翌！：！：芏！：竺：：！：竺
膨胀纤维衬垫可提供几乎不泄漏的密封， 减少由气体泄漏导致的催化效率降低，同时屏 蔽声波可减少噪音。常用规格有＂２６００９／ｍ３、
３ ｌＯＯｇ／ｍ３、３６６０９／ｍ３、４０７０９／ｍ３和６２００９／ｍ。
金属网衬垫依靠金属网丝的弹性力固定载 体，减少振动和壳体热变形等对载体的影响。 由于金属网丝的隔热性差，当工作温度较低时 需加保温层以改普催化器的起燃性能；当工作 温度较高时需加辅助隔热屏蔽。钢丝网垫抗气 流侵蚀能力强．但密封性差，为了减少气体泄 漏，在衬垫两端需要密封圈。高温会使金属网 衬垫弹性降低，故适用于较低温度工件环境， 载体工作温度一般＜８００℃。图１为不同材料 衬垫的温度特性曲线。
４ｍｍ，最小间隙为ｌｍ盛埘？Ｊ—ｌ：，’。ｋ．７·毒￣
（２）载体与锯壳之漪何豫的：Ⅱ；受俯差， 可以利用利垫波纹高度祷型产蛾佣村垫包装层 数调整，以达到最佳密封愫护效集ｉ。； 、
（３）一村塾在壳槔与囊棒圣嘲酣单边饲骧；
未受壳律压紧状态节，。《柑垫酌被绽禽度为 ６ｍｍ，＝＿受箍律侄紧撙｝ｊ村垫的渡皱甜型。为
堑咝墨查！咝塑！ 衰４发生的概率 望！竺！ ！。。；！￡。，： ！些！型 ！！竺壁 ！兰唑竺 ！苎塑！
燮２唑！型熊！壁 ！。竺。！墨苎！！！！里！型：！ 些竺
塑茎互苎丝￡ ！！塑！！！堕 璺！些望垡
（２）合格的概率 尸ｉ中（兀』Ｊ＝兀Ｐ口Ｊ＝＿Ｐ即鬟）Ｐ似衬）Ｐ口壳）
（２）出现极大或极小值发生失效的概率
１
ｔ１ １ ２ １ ３ １．●’．５
图２衬垫挤压特性曲线
３．１．３壳体封装特性
．
常用壳体封装形式有蚌壳式和捆绑式。
蚌壳式和捆绑式封装村垫挤压密度分析如图３
所示。椭圆形载体捆绑式衬垫挤压密度在
１．１５～０．９９９／ｃｍ３，其误差０．１６９／ｃｍ３；蚌壳式
衬垫挤压密度在１．０２～Ｏ．６９９／ｃｍ３．其误差
产品设计与制造
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机动车尾气催化转换器封装设计
张洪汛祁明晰勾频 陈琪
（武汉科技大学交通运输系）．
摘要：催化转换器巳成为机动车污染控制的重要技术，其封装技术直接影响催化转换器的使
用寿命，本文通过对栽体衬垫材料特性和封装结构设计的研究，考虑罐装方法、部件公差以及累
积误差对衬垫密度的影畹，结合我国封装制遣工艺特点，采用分组互换法或大数互换法控制壳体
接变形，在一般工艺条件下制造公差较大，采 用定直径壳体封装时很难保证挤压间隙，故不 易选用完全互换法封装。 ４．２分组互换法
当∑ｄ一。≥５晶时，采用分组互换法，保 证分组后的￡８Ａ。≤８兀，从而保证挤压间隙
兀。
根据ｄ矗将８．４，分成Ⅳ组，Ⅳ≥∑“ｆ／
６Ｌ（取整数），按所分组确定各组件公差。 检查相应分组公差使其满足∑８．４ｈ≤
‘０．１６
‘７６０
２．８
；’
１．Ｉ
４ｊ１
ｌ
１３０
盘■囊体
０．０４ ９１．４ ３．７ Ｏ５ ３０１
１４ 】００
在有限空间内增大表面积能提高催化效
率，载体多采用减薄管壁、增加蜂窝密度扩大
载体的表面积。薄管壁越蒋，蜂窝密度越大，
越对载体强度和压力差产生影响．故应优化选
择蜂窝密度和管壁厚度，以满足对机械性能和
４ｍｍ；
（４）在党体与裴体靖面馒置密封嚼，、以
减少气流泄露ｄ
ｕ一。
２．２催ｒ化蟾懊孺的壳俸嫒许ｔ．
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捧力气强高，温工，艺要性求好热，膨壳膜素体癞材小料，碰禽柏溢树捌趱翦糖诺发蒯如’：。’
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表２所示。
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京：化学工业出版，２０００：２２０－～２４５
４ 忻良昌．公差配合与测量技术．北京：机械工业
出版杜，１９９１：２６５－－２７３
作者简介：张洪讯，男，１９５４年６月出生，武汉科技 大学城建学院交通运输系副教授。联系地址：武汉洪 山石牌岭，邮编：４３００７０。从事大气污染和机动车污 染控制研究。
机动车尾气催化转换器封装设计
膨胀纤维衬垫的挤压密度决定其挤压力 的太小，常用目标挤压密度为１．０ ｇｋｍ３，图２ 为恒温条件下改变挤压密度对挤压力的影响。 挤压密度太大，载体装配时易发生破碎；挤压 密度太低，催化器工作时会产生松动。为使挤 压密度在合适范围内，除控制截体和衬垫公差 外，选择壳体形式和封装方法也十分有效。
荟
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＃Ⅲ镕度耐 Ｏ ７ ０ ９ ０ ｇ
胀纤维衬垫、低膨胀陶瓷纤维衬垫和无膨胀金
属丝网村垫。
高温膨胀衬垫由陶瓷纤维硅酸铝和具有高
温膨胀性能的蛭石加粘接剂组成，可在载体工
作达到ｌＯＯＯ℃时提供可靠的固定力。膨胀纤
维衬垫与金属网村垫相比有良好的隔热性，保
持载体温度可缩短起燃时伺，降低壳体温度可
省去辅助暖热屏蔽，提高转换器的耐久性。
创新设计的基础技术
创新设计的基础技术
唧半＝（半）３
４．３．４‘确定衬垫密度控制范围 根据累积误差分析，按概率法确定衬垫
密度控制范围。
５小结
（１）采用分组互换对控制挤压间隙，在 不改变设计精度条件下，提高封装精度，降低 制造成本；
（２）在大数互换设计中，按±２。设计为 一个较合理的范围，其挤压密度为１．１６～ Ｏ．８７９／ｃｎｌ３和压力为２＿３～１８．９ｋｇ／ｅｍ２。三部件 同时产生极值而失效的概率为１２ｐｐｍ。
２封装设计
２．１膨胀村垫封装设计
２．１．１膨胀村垫挤压间隙埘？
＿＿
（１）衬垫的目标挤压密度ｐ。
催化器载体在壳体中的固定取决于膨胀树
垫的挤压密度，合适的挤压密度直接影响催佬
器的使南寿命：根蛔膨脓衬垫生产Ｆ象３Ｍ公
司推荐的膨胀衬垫目标挤压密度ｐ。＝
１．ｏ母哮ｈ３；
二．ｒ．。。１
（２）目标挤压淘隙矗如ｍ）
与裁体间的挤压间隙，悍征膨胀衬垫的摒垭力，以提高催化器使用寿命。
关键词：封装设计分组互换挤压密度使用寿命
、
催化转换器在机动车尾气排放控制中得到 广泛使用，控制转换效率、化学老化祀机械老 化是保证催化器质量的关键技术。使用时有一 部分催化转化器远未到达化学老化之前，因载 体破碎发生机械老化而失效，载体的封装技术 是造成部分催化转化器提前失效的重要因素。
鲞筮娄：釜鲨：辫碡』
２．３陶瓷载体制造公差
载体育盒属藏体却陶瓷载饿。为了增加催 化荆涂层昀奉面积！饕伟毒器用蠛巢结构。陶
产品设计与制造
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瓷载体为多孔堇青石粘土烧制而成，制造误差 较大，一般为直径尺寸的１％～２％，参选ｒｒｌ６ 精度。
３封装特性
３．１衬垫材料的封装特性 ３．１．１衬垫的温度特性
图ｌ为高温膨胀纤维衬垫和金属网衬垫 的热膨胀特性。高温膨胀纤维衬垫在第一次加 热时体积明显膨胀，冷却后有部分收缩口１。经 第一次加热循环后，衬垫的性能保持稳定，而 金属丝网衬垫受热后网丝变软，弹性下降，膨 胀率为负值。 ３．１．２衬垫的挤压特性
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