一种用于柴油机排气系统的可自动调节保温装置的制作方法

1.本发明涉及发动机零部件技术领域，尤其是涉及一种用于柴油机排气系统的可自动调节保温装置。


背景技术：

2.为了符合目前国家机动车执行的国五、国六排放标准，需要对尾气进行后处理，在尾气后处理系统中，为达到尿素化学反应的催化温度，进入选择性催化还原装置scr箱的尾气温度必须达到一定的温度要求。另一方面，排气管以及尾气后处理系统内的温度过高会向周围辐射热能，使软管、线束等零部件加速老化，降低零部件的使用寿命。因此，有必要在排气管以及尾气后处理系统的外表面包裹隔热材料，来保证进入尾气后处理系统的尾气温度、尾气后处理系统内的温度以及周围零部件的使用寿命。
3.现有技术中，为了使排气管具有良好的保温作用，中国专利cn209925073u中公开了一种排气管保温结构，通过在排气管外包裹火山岩针织保温层、防护管和保温隔热套壳，能够有效提高对排气管外部的防护性能和对外部的隔热性能；为了使尾气后处理系统具有良好的保温作用，中国专利cn109339927a中公开了一种筒式尾气后处理封装外保温隔热结构，既能对后处理进行保温，又能够对发动机周边零部件起到隔热保护作用，对后处理进行全筒体保温，保温效果好。
4.但是，由于发动机的工况不同，排出的尾气温度是不同的。在怠速冷启动过程中排气温度较低，因此，设置在排气管和尾气后处理系统外的保温隔热结构可以保存热能，保证进入选择性催化还原装置scr的尾气温度达到催化化学反应的温度。但是，在发动机高转速高负荷阶段，排气温度迅速升高，排气过热会影响尾气后处理系统，尤其是对于尾气后处理系统中的颗粒捕集器(dpf)，温度过高会导致颗粒捕集器局部受热不均，使其失活，严重时甚至会导致过滤体开裂。而且，过高的排气温度可能会影响排气管和尾气后处理系统外的保温隔热结构，降低其使用寿命。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于柴油机排气系统的可自动调节保温装置，在尾气后处理系统外设置可自动调节保温装置，自外向内依次为防护壳体、气囊和保温层，气囊的外侧与防护壳体连接，气囊的内侧与保温层连接，防护壳体的位置固定，在排气温度较低时，气囊充气带动保温层靠近尾气后处理系统的侧壁，从而起到保温作用，保证尾气后处理系统内的催化反应能正常进行，在排气温度较高时，气囊放气带动保温层远离尾气后处理系统的侧壁，从而起到降温作用，能够避免因温度过高而损坏尾气后处理系统和保温层。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
7.一种用于柴油机排气系统的可自动调节保温装置，所述柴油机排气系统包括发动机和尾气后处理系统，所述尾气后处理系统的前端通过排气管与发动机连接，所述尾气后
处理系统的后端连接有尾管；所述尾气后处理系统的外部设有可自动调节保温装置，所述可自动调节保温装置包括防护壳体、气囊、保温层和充放气泵；
8.所述防护壳体固定套设安装在尾气后处理系统的外部；
9.所述气囊和保温层包覆在尾气后处理系统的侧壁外，所述气囊的外侧与防护壳体的内侧壁连接，所述气囊的内侧与保温层连接；
10.所述充放气泵与气囊连接，用于对气囊充放气，所述气囊充气膨胀后带动保温层接触尾气后处理系统的侧壁，所述气囊放气收缩后带动保温层远离尾气后处理系统的侧壁，使得保温层与尾气后处理系统的侧壁之间形成空腔；
11.所述防护壳体上设有与所述空腔连通的通孔，空气能够沿所述通孔在尾气后处理系统的侧壁与保温层之间的空腔内流通，带走热量。
12.优选的，所述尾气后处理系统包括氧化催化器doc、颗粒捕集器dpf与选择性催化还原装置scr。
13.优选的，所述可自动调节保温装置还包括控制器和温度传感器，所述控制器与温度传感器和充放气泵通信连接，所述温度传感器安装在尾气后处理系统的内部，用于测量尾气后处理系统的内部温度，所述控制器基于温度传感器测量的温度和预设置的温度范围控制充放气泵；当温度较低时，由充放气泵向气囊内充气，气囊的膨胀挤压保温层靠近尾气后处理系统的侧壁，起到良好的保温作用，当温度较高时，由充放气泵向气囊内放气，气囊收缩带动保温层远离尾气后处理系统的侧壁，保温层与尾气后处理系统的侧壁之间形成空腔，防护壳体上的通孔与空腔连通，从而由流通的空气带走热量，起到降温作用。
14.优选的，所述气囊的数量为多个，以尾气后处理系统的轴向方向为长度方向，所述气囊的长度与尾气后处理系统的长度相配合，多个气囊在尾气后处理系统的周向均匀分布。
15.优选的，所述气囊的数量为8个，沿尾气后处理系统的周向环形均匀分布。
16.优选的，相邻的气囊之间通过连接气管连通，气囊的一侧设置有气口，气口的内部放置充放气管，充放气泵通过充放气管与一个气囊连接，对该气囊充放气，由于气囊之间通过连接气管连通，其余的气囊也会依次进行充放气。
17.优选的，所述防护壳体包括连接排气管的第一端面和连接尾管的第二端面，所述通孔设于第一端面和第二端面上。
18.优选的，所述通孔为环形孔，设于第一端面上的环形孔与第一端面同心，设于第二端面上的环形孔与第二端面同心。
19.优选的，所述通孔包括多个开孔，多个开孔环形分布在第一端面上，多个开孔环形分布在第二端面上。
20.优选的，所述气囊为双层气囊，内层采用硅橡胶材料，外层由牛津布和聚酯纤维复合而成。
21.优选的，所述保温层的材质为玄武岩纤维材料，主要成分为二氧化硅纤维编织，耐高温且厚度薄，气囊与保温层之间通过热熔胶固定粘接，能够保证保温层与气囊之间连接的稳定性。
22.优选的，所述排气管和尾管的外部设有保温层或可自动调节保温装置，所述可自动调节保温装置包括防护壳体、气囊、保温层和充放气泵；
23.所述防护壳体固定套设安装在排气管和尾管的外部；
24.所述气囊和保温层包覆在排气管和尾管的外壁外，所述气囊的外侧与防护壳体的内侧壁连接，所述气囊的内侧与保温层连接；
25.所述充放气泵与气囊连接，用于对气囊充放气，所述气囊充气膨胀后带动保温层接触排气管和尾管的外壁，所述气囊放气收缩后带动保温层远离排气管和尾管的外壁，使得保温层与排气管和尾管的外壁之间形成空腔；
26.所述防护壳体上设有与所述空腔连通的通孔，空气能够沿所述通孔在排气管和尾管的外壁与保温层之间的空腔内流通，带走热量。
27.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
28.(1)在尾气后处理系统外设置可自动调节保温装置，自外向内依次为防护壳体、气囊和保温层，气囊的外侧与防护壳体连接，气囊的内侧与保温层连接，防护壳体的位置固定，在排气温度较低时，气囊充气带动保温层靠近尾气后处理系统的侧壁，从而起到保温作用，保证尾气后处理系统内的催化反应能正常进行，在排气温度较高时，气囊放气带动保温层远离尾气后处理系统的侧壁，从而起到降温作用，能够避免因温度过高而损坏尾气后处理系统和保温层。
29.(2)设置了多个气囊，相邻气囊之间通过连接气管连通，充放气泵通过充放气管与一个气囊连接，这样充气时与保温层连接的气囊会逐个充气，避免保温层产生较大的褶皱，保温效果更好。
30.(3)防护壳体上设置有与空腔连通的通孔，空气能够经过防护壳体两个端面上的通孔在空腔内流通，从而带走热量，达到降温效果。
附图说明
31.图1为实施例中气囊充气膨胀后可自动调节保温装置的结构示意图；
32.图2为实施例中气囊放气收缩后可自动调节保温装置的结构示意图；
33.图3为图1中a
‑
a出的剖视图；
34.图4为通孔的示意图；
35.图5为通孔的示意图；
36.图6为气囊的结构示意图；
37.附图标记：1、发动机，2、尾气后处理系统，3、排气管，4、尾管，5、防护壳体，501、通孔，6、气囊，7、保温层，8、充放气管，9、充放气泵，10、连接气管，11、空腔。
具体实施方式
38.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
39.在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件。
40.在本技术实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、
“
竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
41.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
42.在本技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
43.实施例1：
44.一种用于柴油机排气系统的可自动调节保温装置，如图1、图2和图3所示，柴油机排气系统包括发动机1和尾气后处理系统2，尾气后处理系统2包括氧化催化器doc、颗粒捕集器dpf与选择性催化还原装置scr，尾气后处理系统2的前端通过排气管3与发动机1连接，尾气后处理系统2的后端连接有尾管4，尾气后处理系统2的外部设有可自动调节保温装置。
45.可自动调节保温装置包括防护壳体5、气囊6、保温层7和充放气泵9；防护壳体5固定套设安装在尾气后处理系统2的外部；气囊6和保温层7包覆在尾气后处理系统2的侧壁外，气囊6的外侧与防护壳体5的内侧壁连接，气囊6的内侧与保温层7连接；充放气泵9与气囊6连接，用于对气囊6充放气，气囊6充气膨胀后带动保温层7接触尾气后处理系统2的侧壁，气囊6放气收缩后带动保温层7远离尾气后处理系统2的侧壁，使得保温层7与尾气后处理系统2的侧壁之间形成空腔11；防护壳体5上设有与空腔11连通的通孔501，空气能够沿通孔501在尾气后处理系统2的侧壁与保温层7之间的空腔11内流通，带走热量。
46.为了实现充气与放气的智能化，可自动调节保温装置还包括控制器和温度传感器，控制器与温度传感器和充放气泵9通信连接，温度传感器安装在尾气后处理系统2的内部(分别设置在氧化催化器doc、颗粒捕集器dpf和选择性催化还原装置scr的内部)，用于测量尾气后处理系统2的内部温度，在控制器上预先设置温度范围，如果其中一个温度传感器监测到排气温度达到设定的温度阈值时，则认为温度较高，需要对气囊6放气，便于尾气后处理系统2的散热，如果排气温度未达到设定的温度阈值，则对气囊6充气，使保温层7重新靠近并包覆在尾气后处理系统2的侧壁，起到保温的作用。
47.如图2所示，当温度较低时，由充放气泵9向气囊6内充气，气囊6的膨胀挤压保温层7靠近尾气后处理系统2的侧壁，起到良好的保温作用；如图1所示，当温度较高时，由充放气泵9向气囊6内放气，气囊6收缩带动保温层7远离尾气后处理系统2的侧壁，保温层7与尾气后处理系统2的侧壁之间形成空腔11，防护壳体5上的通孔501与空腔11连通，从而由流通的空气带走热量，起到降温作用。
48.防护壳体5包括连接排气管3的第一端面和连接尾管4的第二端面，通孔501设于第一端面和第二端面上。
49.如图4所示，本实施例中，通孔501为环形孔，设于第一端面上的环形孔与第一端面同心，设于第二端面上的环形孔与第二端面同心。
50.如图5所示，在其他实施方式中，通孔501包括多个开孔，多个开孔环形分布在第一端面上，多个开孔环形分布在第二端面上。
51.参见图3，气囊6的数量为多个，单个气囊6的形状如图6所示，以尾气后处理系统2的轴向方向为长度方向，气囊6的长度与尾气后处理系统2的长度相配合，多个气囊6在尾气后处理系统2的周向均匀分布。本实施例中，气囊6的数量为8个，沿尾气后处理系统2的周向环形均匀分布。
52.相邻的气囊6之间通过连接气管10连通，气囊6的一侧设置有气口，气口的内部放置充放气管8，充放气泵9通过充放气管8与一个气囊6连接，对该气囊6充放气，由于气囊6之间通过连接气管10连通，其余的气囊6也会依次进行充放气。
53.设置多个气囊6与设置单独一个气囊6的区别在于：如果仅设置一个气囊6，在气囊6充气的过程中，气囊6的各个位置几乎同时会发生膨胀，此时保温层7在沿着尾气后处理器2的周向方向几乎会同时收缩，保温层7容易发生较大的褶皱，使得保温层7对尾气后处理器2的包裹性较差；如果设置有多个气囊6，一个气囊6通过充放气管8与充放气泵9相连，其余的气囊通过连接气管10依次连通，在充气的过程中，与充放气管8相连接的气囊6会最开始膨胀，与第一个气囊6相连接的保温层7会首先包覆在尾气后处理器2的外侧，随后气体会沿着连接气管10进入第二个气囊6，与第二个气囊6相连接的保温层7会继续包覆在尾气后处理器2的外侧，依次类推，保温层7会逐渐包覆在尾气后处理器2的外侧，这样保温层7对尾气后处理器2侧壁包裹性较好，能够保证保温性。
54.气囊6为双层气囊，设置有内外双层，内层采用硅橡胶材料，硅橡胶采用高温硫化硅橡胶，具有良好的耐高温性，外层由牛津布和聚酯纤维复合而成，使得气囊6具有良好的强度与耐磨性。
55.保温层7的材质为玄武岩纤维材料，玄武岩纤维主要成分为二氧化硅纤维编织，该材料具有高强度、永久阻燃性，短期耐温在1000℃以上，可长期在760℃温度环境下使用，且包裹厚度薄，可实现间隙较小情况的包裹。气囊6与保温层7之间通过热熔胶固定粘接，能够保证保温层7与气囊6之间连接的稳定性。
56.排气管3和尾管4的外部可以直接包覆玄武岩纤维材料的保温层7以保温隔热。同样的，排气管3和尾管4的外部也可以和尾气后处理器2一样，设置自动调节保温装置。
57.设置在排气管3和尾管4外部的可自动调节保温装置与设置在尾气后处理系统2外部的可自动调节保温装置结构类似，包括防护壳体5、气囊6、保温层7和充放气泵9；
58.防护壳体5固定套设安装在排气管3和尾管4的外部；气囊6和保温层7包覆在排气管3和尾管4的外壁外，气囊6的外侧与防护壳体5的内侧壁连接，气囊6的内侧与保温层7连接；充放气泵9与气囊6连接，用于对气囊6充放气，气囊6充气膨胀后带动保温层7接触排气管3和尾管4的外壁，气囊6放气收缩后带动保温层7远离排气管3和尾管4的外壁，使得保温层7与排气管3和尾管4的外壁之间形成空腔11；防护壳体5上设有与空腔11连通的通孔501，空气能够沿通孔501在排气管3和尾管4的外壁与保温层7之间的空腔11内流通，带走热量。
59.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。