排气模块的入口锥体和板组件的制作方法

1.本公开大致涉及一种入口锥体和板，该入口锥体和板构造成在车辆排气系统中提供紧凑的排气模块。


背景技术：

2.车辆包括利用催化器系统从发动机排气气体中去除污染物的排气系统。柴油氧化催化器(doc)用于将一氧化氮(no)氧化成二氧化氮(no2)，需要其以支持柴油颗粒过滤器和用于减少氮氧化物(no
x
)的选择性催化还原(scr)催化器的性能。使用氨作为催化器系统内的还原剂降低了氮氧化物的水平。将doc和scr封闭在壳体内并与附加的排气部件联接在一起，以提供车辆排气系统。这些部件的封装空间总是很珍贵的。


技术实现要素：

3.根据本公开的一示例性方面的排气系统主要包括：壳体，该壳体具有限定了沿轴线延伸的排气气体通道的内部腔体；至少一个排气气体后处理部件，其位于内部腔体内；以及入口覆盖件，该入口覆盖件安装在壳体上以提供在内部腔体上游的开放的内部区。入口覆盖件具有带轮廓的外表面，该带轮廓的外表面包括入口开口和至少一个传感器开口，该传感器开口构造成接纳排气气体传感器。入口管安装在入口开口处的入口覆盖件上。板位于至少一个气体后处理部件上游并位于开放的内部区内。该板具有弯曲的表面，该弯曲的表面具有多个开口。
4.在前述排气系统的另外的非限制性实施例中，多个开口包括至少一个传感器开口。
5.在任一前述排气系统的另外的非限制性实施例中，至少一个传感器开口的尺寸大于多个开口中的所有剩余开口。
6.在任一前述排气系统的另外的非限制性实施例中，至少一个传感器开口为排气气体传感器提供传感器尖端间隙区。
7.在任一前述排气系统的另外的非限制性实施例中，多个开口中的剩余开口具有彼此不同的尺寸。
8.在任一前述排气系统的另外的非限制性实施例中，弯曲的表面包括朝向至少一个排气气体后处理部件的上游面延伸的半球形(穹顶状)表面。
9.在任一前述排气系统的另外的非限制性实施例中，至少一个排气气体后处理部件包括doc。
10.在任一前述排气系统的另外的非限制性实施例中，多个开口包括多个周向排的开口，其中在每个周向排中的开口绕轴线在周向上彼此间隔开，且其中每个周向排与相邻的周向排在径向上间隔开。
11.在前述任一排气系统的另外的非限制性实施例中，多个周向排布置在多个区域中，这些区域至少包括围绕板的中心的中心区域、从中心区域径向向外间隔开的第一外部
区域、从第一外部区域径向向外间隔开的第二外部区域，以及从第二外部区域径向向外间隔开的最外部区域，并且其中，中心区域具有第一尺寸的开口，第一外部区域具有大于第一尺寸的第二尺寸的开口，第二外部区域具有大于第二尺寸的第三尺寸的开口，而最外部区域具有小于第三尺寸的第四尺寸的开口。
12.在任一前述排气系统的另外的非限制性实施例中，中心区域、第一外部区域、第二外部区域和最外部区域各自包括至少一个周向排的开口，并且其中，中心区、第一外部区域、第二外部区域和最外部区域中的至少两个包括两个或更多个周向排的开口。
13.在任一前述排气系统的另外的非限制性实施例中，第四尺寸大于第一尺寸。
14.在任一前述排气系统的另外的非限制性实施例中，第四尺寸小于第二尺寸。
15.在任一前述排气系统的另外的非限制性实施例中，多个开口包括至少一个传感器开口，该传感器开口的尺寸大于每个周向排中的开口，并且其中，至少一个传感器开口位于在中心区域和最外部区域之间的多个区域的至少一个区域中。
16.在任一前述排气系统的另外的非限制性实施例中，带轮廓的表面包括多个肋部。
17.在任一前述排气系统的另外的非限制性实施例中，至少一个传感器开口包括多个传感器开口，并且其中，带轮廓的表面对于每个传感器包括安装凸台，其中，安装凸台在周向上彼此间隔开，并且其中，多个肋部中的至少一个肋部在周向上位于相邻的安装凸台之间。
18.根据本公开的又一示例性方面的排气系统主要包括：壳体，该壳体具有限定了沿轴线延伸的排气气体通道的内部腔体；doc，其位于内部腔体内；以及入口覆盖件，该入口覆盖件安装在壳体上以提供在内部腔体上游的开放的内部区。入口覆盖件具有带轮廓的外表面，该带轮廓的外表面包括入口开口和至少一个传感器开口，该传感器开口构造成接纳排气气体传感器。入口管安装在入口开口处的入口覆盖件上。板位于至少一个气体后处理部件上游并位于开放内部区内。该板具有朝向doc的上游面延伸的(半球形)穹顶状表面。半球形表面包括多个开口和至少一个传感器开口，该传感器开口的尺寸大于多个开口的尺寸，以便为排气气体传感器提供传感器尖端间隙区。
19.在任一前述排气系统的另外的非限制性实施例中，多个开口包括多个周向排的开口，其中，在每个周向排中的开口围绕轴线在周向上彼此间隔开，并且其中每个周向排与相邻的周向排在径向上间隔开；其中，多个周向排布置在多个区域中，这些区域至少包括围绕板的中心的中心区域，从在中心区域的径向向外地间隔开的第一外部区域，从第一外部区域的径向向外间隔开的第二外部区域，以及从第二外部区域的径向向外间隔开的最外部区域；并且其中中心区域具有第一尺寸的开口，第一外部区域具有大于第一尺寸的第二尺寸的开口，第二外部区域具有大于第二尺寸的第三尺寸的开口，以及最外部区域具有小于第三尺寸的第四尺寸的开口。
20.在任一前述排气系统的另外的非限制性实施例中，中心区域、第一外部区域、第二外部区域和最外部区域各自包括至少一个周向排的开口，并且其中中心区域、第一外部区域、第二外部区域和最外部区域中的至少两个包括两个或更多个的周向排的开口。
21.在任一前述排气系统的另外的非限制性实施例中，第四尺寸大于第一尺寸且小于第二尺寸。
22.在任一前述排气系统的另外的非限制性实施例中，至少一个传感器开口包括多个
传感器开口，并且其中，带轮廓的表面对于每个传感器包括安装凸台，其中，安装凸台在周向上彼此间隔开，其中，带轮廓的表面还包括在径向方向上延伸的多个肋部，并且其中，多个肋部中的至少一个肋部在周向上位于相邻的安装凸台之间。
23.前述段落的实施例、示例和替代方式，权利要求书或以下描述和附图，包括它们的各个方面或相应的单独特征中的任何一个可以独立地或以任何组合来采用。结合一个实施例描述的特征可适用于所有实施例，除非这些特征不能兼容。
附图说明
24.从具体实施方式部分中所公开的示例的各种特征和优点将对于本领域技术人员变得明了。具体实施方式部分所附的附图可简要描述如下：
25.图1示出了车辆排气系统的示意图。
26.图2是如在图1的车辆排气系统中使用的排气模块的立体图。
27.图3是图2的排气模块的立体剖视图。
28.图4是图2的排气模块的分解图。
29.图5是排气模块的侧视剖视图。
30.图6是排气模块入口覆盖件的端视图。
31.图7是排气模块的穿孔挡板的端视图。
具体实施方式
32.本公开详细描述了用于在车辆排气系统中更紧凑的排气模块构造的示例性入口锥体和板。图1示出了车辆排气系统10，该车辆排气系统10通过各种排气部件传导由发动机12产生的热排气气体，以如已知地减少排放并控制噪音。在一个示例构造中，上游排气部件包括柴油氧化催化器(doc)14，该柴油氧化催化器14接纳来自发动机12的排气气体。doc 14还可与可选的柴油微粒过滤器(dpf)16相关联，该柴油微粒过滤器用于如已知地去除排气气体中的污染物。doc 14及可选的dpf 16下游是附加的排气气体后处理部件，这些部件也如已知地从排气气体中去除污染物。
33.在一个示例构造中，至少一个选择性催化还原(scr)催化器18在doc 14及dpf 16下游。注射系统20用于将还原剂(诸如举例来说尿素和水的溶液)注射到scr 18上游的排气气体流中。注射系统20包括流体供应源22、定量装置/注射器24以及如已知的那样控制尿素的注射的控制器26。可选的混合器28也可以定位在scr 18上游，使得混合器28可以在进入scr 18之前将所喷射的还原剂和排气气体充分混合在一起。scr 18利用还原剂与氮氧化物发生反应，从而将污染物转化为氮气、水和少量二氧化碳。离开scr 18的排气气体被传导到下游的排气部件30，比如谐振器、消声器、管道等，并最终通过尾管32离开到大气。这些部件可以根据车辆应用和可用的封装空间以各种不同的构造和组合进行安装。
34.本主题公开提供了一种排气气体后处理催化器基材(基板)，该基材(基板)封闭在比传统构造更紧凑的排气模块构造内，从而为其他车辆部件释放更多的封装空间。图2示出了排气模块34的示例，该排气模块34具有在上游端38和下游端40之间延伸的外壳体或外壳36。排气模块34具有入口42，该入口42用于接纳加热的发动机排气气体。隔热罩44围绕入口42，且例如形成为至少两个罩部段44a、44b。
35.如图3所示，排气气体后处理催化器基材，诸如举例来说doc基材46，位于模块34内。doc基材46用绝热垫48包裹，以将doc基材46牢固地保持在外壳36内。排气模块34的下游端40包括出口50，该出口50用于将排气气体引导至下游部件。
36.图4示出了排气模块34的分解图。模块34包括doc外壳36、被接纳在doc外壳36内的doc内壳52、穿孔挡板54、入口锥体或覆盖件56以及隔热罩44。模块34还包括位于排气模块34的入口42处的入口管58和法兰60，使得有助于连接到附加的排气部件62，比如举例来说管道。空心覆盖件64安装在doc内壳52的下游端周围，而钢筋支撑件66安装在doc内壳52的上游部分上。当系统被夹紧在车辆框架上时，钢筋支撑件66用于加强安装区域以供支撑。
37.图5更详细地示出了排气模块34。壳52包括圆柱形壳体，该圆柱形壳体提供了限定沿轴线a延伸的排气气体通道的内部腔体70。doc基材46和垫子48位于内部腔体70内。入口锥体/覆盖件56安装在壳52上，以提供位于内部腔体70上游的开放的内部区72。入口覆盖件56具有带轮廓的外表面74，该带轮廓的外表面74包括入口开口76和至少一个传感器开口78，该传感器开口78构造成接纳排气气体传感器80。入口管58安装在入口开口76处的入口覆盖件56上。穿孔挡板54位于doc基材46上游并位于覆盖件56的开放的内部区72内。板54具有朝向doc(基板)基材46的上游面延伸的弯曲的或半球形(穹顶状)表面82。半球形表面82包括多个开口84(图7)和至少一个传感器开口86，传感器开口86的尺寸要比多个开口84的尺寸大，从而为排气气体传感器80提供传感器尖端间隙区。
38.在一个示例中，壳体罩52具有围绕入口覆盖件56的下游端的唇部88。唇部88的内表面配合抵靠下游端处的覆盖件56的外表面，使得壳体罩52与覆盖件56牢固地固定在一起。入口管58具有下游端90，下游端90配合在凸缘92内，凸缘92形成为围绕在覆盖件56中的入口开口76。入口管58的上游端94固定到法兰60。在一个示例中，法兰60包括马蒙(marmon)法兰。
39.在一个示例中，入口覆盖件56包括冲压部件，如图6所示。覆盖件56构造成具有尽可能短的长度，以提供紧凑的设计。带轮廓的外表面74包括凸起的中心凸台96和多个凸起的传感器安装凸台98，它们围绕轴线a和中心凸台96在周向上彼此间隔开。带轮廓的表面74还包括在径向方向上延伸的多个肋部100。在一个示例中，至少一个肋部100周向上位于相邻的安装凸台98之间。各肋部100为入口覆盖件56提供了增加的刚度。
40.如图6所示，对入口覆盖件56进行冲压和挤压以提供入口开口76。覆盖件56的各传感器部分形成在冲压模具中并被冲孔以提供传感器开口78，如图5所示。在一个示例中，在覆盖件56内形成有至少两到三个传感器开口78。在一个示例中，至少有两个接纳传感器80的传感器开口78。在一个示例中，在一个传感器开口78内接纳有温度传感器80a，而在另一个传感器开口78内则接纳有氮氧化物传感器80b。氮氧化物传感器用于测量排气气体中的氮氧化物含量。温度和氮氧化物传感器80a、80b的结构和操作是已知的，并且可以使用任何类型的氮氧化物传感器或温度传感器。传感器收集(信息)，并与控制器26通信。
41.穿孔挡板54包括至少一个传感器开口86，从而为氮氧化物传感器80b提供间隙，例如，如图5所示的。在一个示例中，每个传感器80a、80b包括板54中的传感器开口86，如图4所示。
42.图7示出了在半球形挡板54内形成的其它开口84的示例。穿孔挡板54延伸跨过覆盖件56的整个内部开放的区72以及跨过doc基材46的整个上游面。流经入口覆盖件56的流
量由穿孔挡板54跨doc基材46的上游面分布。穿孔挡板54的图案(型式)和孔尺寸的设计是为了优化流入doc基材46的最佳流量分布，并使均匀性指数(ui)的目标值0.98不受损害。在一个示例中，这是通过提供布置呈多个周向排102的多个开口84来实现的，其中，每个周向排102中的开口84围绕轴线a周向地彼此间隔开。此外，每个周向排102与相邻的周向排102在径向上间隔开。多个周向排102布置在多个区域104中，这些区域包括围绕板54中心的至少一个中心区域104a，与中心区域104a的径向向外间隔开的第一外部区域104b，与第一外部区域104b径向向外间隔开的第二外部区域104c，以及与第二外区域104c径向向外间隔开的最外部区域104d。附加的区域104可位于这些区域104a-d之间。
43.在一个示例中，中心区域104a具有第一尺寸的开口，第一外部区域104b具有大于第一尺寸的第二尺寸的开口，第二外部区域104c具有大于第二尺寸的第三尺寸的开口，以及最外部区域104d具有小于第三尺寸的第四尺寸的开口。
44.在一个示例中，中心区域104a、第一外部区域104b、第二外部区域104c和最外部区域104d各自包括至少一个周向排102的开口84，并且其中中心区域104a、第一外部区域104b、第二外部区域104c、最外部区域104d中的至少两个包括两个或更多个周向排102的开口84。
45.在一个示例中，第四尺寸大于第一尺寸且小于第二尺寸。
46.在图7所示的示例中，有八个区域104。根据板54的尺寸、例如直径，可以利用更多或更少的区域104来优化流量。在图7位所示的示例中，有直接位于最外部区域104d和第二外部区域104c之间的附加区域104e。该区域104e中的开口84具有小于第三尺寸且大于第四尺寸的第五尺寸。两个附加的区域104f和104g位于第一外部区域104b和中心区域104a之间。在一个示例中，区域104f具有第六尺寸的开口84，该第六尺寸小于第二尺寸且大于第一尺寸，而区域104g则具有第七尺寸的开口84，该第七尺寸小于第六尺寸且大于第一尺寸。附加的区域104h位于中心轴线处，并且仅包括一个开口84，该开口84具有与第一尺寸相同的第八尺寸。
47.在一个示例中，第一到第八尺寸的范围在4.0毫米到8.5毫米之间。在图7所示的示例中，第二外部区域104c具有最大尺寸的开口，而中心区域104a和区域104h则具有最小尺寸的开口。
48.在一个示例中，传感器开口86的尺寸基本上大于每个周向排102中的开口84。这为传感器80的尖端提供了间隙区。在一个示例中，传感器开口86位于在中心区域104a和最外部区域104d之间的至少一个区域104中。在所示示例中，传感器开口86延伸跨过多个区域104b、c和f。
49.挡板54包括凸缘106，凸缘106配合在覆盖件56内，如图5所示。凸缘106在轴向方向上朝向doc基材46延伸，使得半球形表面82和法兰106在相同方向上延伸。法兰106的外表面直接配合抵靠覆盖件56的内表面，以将板54和覆盖件56牢固地固定在一起。
50.本主体公开提供了一种紧凑且缩短的入气锥体/覆盖件和半球形穿孔板组件，它们减小了排气模块对封装空间的要求。此外，与现有构造相比，改进了焊灯进入马蒙法兰和入口管区，以实现适当的制造能力。
51.尽管在本公开的附图中图示了特定的部件关系，但是这些图示并不旨在限制本公开。换句话说，所示的各种部件的放置和定向可以在本公开的范围内变化。此外，本公开所
附的各种附图不一定按比例绘制，而是一些特征可能被夸大或最小化以示出特定部件的某些细节。
52.上述描述本质上是示例性的而不是限制性的。对于所公开的示例的变型和改型对于本领域技术人员而言可变得明了，而不必脱离本公开的实质。因此，只能通过研究以下权利要求书来确定给予本公开的法律保护范围。