CN114258456A - 屏蔽件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种屏蔽件(2)，其包括至少两个部件(4、5)，所述部件构造成，在至少一个分离面(6)上呈线状地彼此毗邻地相互连接，以便在使用情形中跨越一段长度将内燃机的废气管路(1)的三维成形的轮廓或者管件(R)包围。为了在其效果的增强下以其它积极的特征来改造该种屏蔽件，提出，所述屏蔽件(2)的部件(4、5)分别包括至少一个在安装位置中热指向应包围的所述管件(R)的电加热系统(3)。

Description

屏蔽件

技术领域

本发明涉及一种屏蔽件，其包括至少两个部件，所述部件构造成，在至少一个分离面上彼此毗邻地相互连接，以便在使用情形中跨越一段长度将内燃机的废气管路的三维成形的轮廓或者管件包围。

背景技术

由现有技术已知多种附加件，其用于将屏蔽件作为封闭的外罩或者外壳而围绕轮廓布置。除了应用呈半外罩或者部分外罩形式的已切开的套筒和已分块的屏蔽件，根据EP1702803B1且参考其公开内容，特别地提供有一种屏蔽件。通过如此构造的屏蔽件，对废气管路的相较而言的热的区域——优选在内燃机的附近区域——相对于邻接的部段和/或集合体进行热屏蔽。在装配步骤中，同样可快速且过程可靠地将偏离圆形的横截面外廓包围。

具有内燃机的机动车驱动部的紧凑结构的不断向前发展的趋势，沿着废气管路的不同部段，从被高温加热到约1100℃的弯头、到涡轮增压机、直至催化器，为该种屏蔽件提供了优选的应用领域。在此，所述类型的屏蔽件因其在生产过程中的安装、以及通过在所用工具或者其它辅具非常少的情形中的较小自重下的维修过程中的良好的可操控性而非常有利地表现突出。

同样已知的是，尤其通过外部的表面的设计和/或内部的结构与填充物材料而对于热阻隔可选地或者额外地构造屏蔽件，以便减弱声的辐射。所述屏蔽件可选地或者额外地用于例如通过波浪形的外部的表面和/或拉毛的外部的表面来减小噪音载荷。后续不再区分具有热阻隔和/或声音阻隔的屏蔽件。

发明内容

本发明的任务在于，在其功效的提升下以其它积极的特征来改进该类型的屏蔽件。

根据本发明，所述任务通过权利要求1的特征解决，即屏蔽件的部件分别包括至少一个在安装位置中热指向应包围的轮廓的电加热系统。根据本发明，对一种已知的、作为已完成的构件而应用于废气管路上的屏蔽件进行拓展，使其能够在具有加热系统的区域中有针对性地具备可加热性。已知的屏蔽件仅能够阻隔热量的辐射和/或声音的辐射，而根据本发明，通过已知的并且通常已存在的构件额外实现的是，在有针对性地独立于其横截面形状而围绕管件的状态下，有针对性地对由加热系统定义的区域中的轮廓进行加热。在车载电网的供应下，以技术人员熟悉的方式是容易对加热进行电调节的，从而能够可靠地调节期望的温度。通过该组合得到一种有利的复合体，其由起阻隔作用的屏蔽件和设置在其中的电加热器构成。

有利的变型方案是从属权利要求的对象。所以两个部件通过至少一个弯曲线相连。借此可显著简化装配，因为部件的数量下降并且在装配中还已经清晰可见地提前给出其彼此的定向。

在本发明的一个优选的实施方案中，弯曲线在屏蔽件中实施为欧米伽形的卷边(Sicke)。除了在装配中封闭屏蔽件时的较小的机械阻力，该类型的卷边还提供额外的空间，以便例如安全可靠地容纳和受保护地引导电加热系统的电引线。

根据本发明的一个基本的变型方案，加热系统构造为相对所述轮廓电绝缘的电阻导体并具有在一段长度上延伸的蜿蜒的走势。相对其它有传导能力的结构，例如平面导体或者导体网络，金属线通常在构造为3D结构时具有良好可变形性的优点。通过加热丝的蜿蜒的走势，实现均匀热量导入并借此实现平面上的尽可能匀称的分布，而所述平面仅非显著地影响结构的可变形性。

优选以电绝缘部包围电阻导体。借此，当用于改善热传递的电阻导体直接设置在通常为金属材质的管路的表面上时，同样可在该情形中排除通过管件的电短路。

在本发明的一个变型方案中，电阻导体的该绝缘部构造为织物形式、纺织品形式、编织物形式或者针织物形式。当厚度为0.1至0.6mm时，为绝缘部设有良好电绝缘的材料的纤维或者高性能热材料的混合物的纤维。电阻导体的电绝缘部可选地或者额外地构造为陶瓷涂层，尤其构造为通过浸入乳状液或者通过喷洒而形成的、并且随后热凝固的涂层。

电阻导体和连接的电能量供应部一起设计成，所述电阻导体通过电绝缘部，能够将作为废气管路的部件的邻接的管加热至大约200°到高于500℃。借此，通过该管引导的废气同样能够被加热到边界温度以上的温度，自所述边界温度起，在下游后续设置的催化器能够在内燃机冷启动时有效工作。借此同样能够遵守住严格的排放界限值。

部件的加热系统优选地固定在屏蔽件的热阻隔部中或者固定在屏蔽件的热阻隔部上，其中，阻隔部在相反于待包围的管件的方向上或者朝外地包括热性能方面较差的导热纤维，尤其是由玻璃和/或陶瓷纤维构成的垫子。借此改善从加热系统向待加热的管路去的热流。

在本发明的一个优选的实施方案中，加热系统的固定通过将加热系统缝制、针刺和/或订合在热阻隔部的纤维材料中、上和/或与热阻隔部的纤维材料缝制、针刺和/或订合来实现。

电加热部的至少一个支路有利地固定在屏蔽装置的多个铰接地相互连接的部分外罩的一个部分外罩中。在安装位置中，电加热系统包围废气管路的相应的部段，加热系统无须围绕该部段缠卷。作为屏蔽件的一体式的部件，电绝缘的电阻导体简单地围绕相关的管件通过屏蔽件保持和闭合。

根据本发明的一个变型方案，设有屏蔽件的部件的多个加热系统，和/或在每个加热系统内部设有各热功率的级联。热功率的这些级联通过屏蔽件的部件中的可断开的加热系统实现，和/或通过加热系统内的可断开的电阻支路实现。

在本发明的一个实施方案中，为调节各个要输出的热功，设有用于接通和调节通过电加热系统的电流的器具，尤其是电子开关，其用于通过所选的电加热系统支路来产生电流的脉冲宽度调制。

根据本发明，电加热部一体式地嵌入屏蔽装置中，使得能够将它安全可靠且简单地设置在废气管路的部段上，并同样能够对它改装。在热阻隔套环的应用中，如此构造这样的屏蔽件，使得当对废气管路的相关的部段的电绝缘充分时，产生对于安装位置中的电加热系统的良好的热接触。借此像例如DE102018117049A1所公开的那样，可通过简单而可靠的方式实现配置。

附图说明

后文结合实施例并借助附图对根据本发明的实施方案的其它特征和优点作进一步阐述。在示意性示图中：

图l示出安装位置中屏蔽件以平面A-A中截出的立体图；

图2示出图1的AA部分的放大图；

图3示出图1的另一部分BB的放大图，并且

图4示出呈紧凑形式的柴油内燃机的废气管路的由现有技术已知的部段的立体图，其具有用于展示图1中的屏蔽件实施方案的截面A-A。

跨越不同的附图，始终将相同的附图标记用于相同的元件。后文仅对根据本发明的作为机动车的柴油内燃机的废气管路的部件的屏蔽件的一个使用案例作出展示和说明，但这对本发明不产生限制。然而对于技术人员显而易见的是，能够通过被包围的成形的轮廓或者构件、以相同的方式适应于其它具有有利调节的温控的应用情形，尤其在奥托内燃机的废气管路中，或者可选的驱动部的部分区域和其它的应用情形，其中须在非常短的时间内达到额定温度和/或保持额定温度并且同时要设置对于各环境的阻隔。

具体实施方式

图4以简化的示图示出呈紧凑形式的柴油内燃机的废气管路1的由现有技术已知的部段的立体图，它例如当前用于轿车的根据欧六标准的2.0升柴油内燃机。为了邻接的集合体的热保护以及减小声音的辐射，所述部段已经完全以屏蔽件2包围，所述屏蔽件的用于减小声音辐射的可视的外表面O以未示出的方式构造。在废气流G的流动方向上，在作为系统边界的入口E和出口A之间的所述废气管路1的已示出的部段中，柴油氧化催化器DOC、具有相应测量传感机构的尿素喷射器H、管件R中连接的混合区段以及由以选择性还原的催化剂涂层的柴油机颗粒过滤器SDPF和选择性还原的催化剂SCR形成的组合，在狭小空间中被依次通过。

在试验的范围内惊人明确地发现，在降低有害物质排放上、尤其在机动车冷启动时，此处以虚线包围的管件R或者作为尿素喷射器H的支撑部的混合区段具有特别的意义。在柴油氧化催化器DOC下游、以选择性还原的催化剂涂层的柴油机颗粒过滤器SDPF上游的该管件R的部段现在只在外部、在一定的长度L上设有至少一个电加热系统3，以便将废气流G带到对于随后尿素转化状态下的脱氮是必要的大约200℃的最低温度。借此避免示出的废气管路内部的任何变化或者仅仅一个部件内部的变化。有针对的可加热性的新的功能特征已转进已有的屏蔽件2中。

图1示出安装位置中作为图4放大部分的相应拓展的屏蔽件2的实施例的带截面的立体图。为了以对于批量生产而言适宜的方式和方法并通过起阻隔作用的屏蔽件2将所述具有明显偏离圆形的横截面外廓的管件R包围，所述屏蔽件2此处由两个部件4、5构成，所述部件作为半外罩相互连接并且分别承载有电加热系统3。该部件4、5成形，使得它们在示出的应用情形中在分离面6上彼此毗邻地相互连接并且完全包围三维成形的管件R。借此，与所述部件4、5相应的数量的加热系统3同样包围所述管件R，而无须例如以电阻丝等缠绕所述管件R。在外侧上，对所述管件R的缠绕并不是过程可靠的，并且无法在可接受的生产时间中实现。作为对已有的并且包括不同生产商相互协调的配件的系统的侵入，内部式的安装被排除。而在不侵入描述的系统的情形下，屏蔽件2的本实施例的承载加热系统3的部件4、5的安装，与起阻隔作用的屏蔽件2在所述屏蔽管路1上的迄今已知的装配没有区别。

在图1的屏蔽件2上，所述屏蔽件2的外部表面O在所述两个分离面6的其中一个分离面的区域中转化为弯曲线7，通过所述弯曲线，所述半外罩式部件4、5通过作为铰链的欧米伽形的卷边7而铰接地相互连接。在装配中围绕所述管件R封闭所述屏蔽件2时，所述卷边7以较小的机械抗弯曲性而表现突出，并且提供额外的空间，以便例如安全可靠地容纳和受保护地引导所述加热系统3的电引线，这在图中并未进一步图示的示出。在所述卷边7对面，法兰F构造在所述外部表面O上的分离面6的区域中，所述法兰用于使所述屏蔽件2安全可靠地固定在围绕所述管件R封闭的状态中。

在本实施例中，各分离面6全部位于一个平面中，所述平面同样居中的穿过所述管件R的入口区域和出口区域B延伸。该平面借此构造所述屏蔽件2的镜面，所述部件4、5在示出的特别情形中彼此镜像地作为半外罩构造。

所述半外罩式部件4、5中的每一个部件都包括多个支路Z，所述支路作为所述电加热系统3的可单独操控的部件，所述加热系统在已布置完成的安装位置中为了密集的热量导入指向应包围的轮廓或者所述管件R。所述加热系统3的每个支路Z包括至少一个对于所述管件R电绝缘的电阻导体8，其具有在长度L的在所述废气流G的流动方向上延伸的部分，或者是具有蜿蜒走势的部段。为此，以呈织物形式的电绝缘部9包围所述电阻导体8，所述织物由耐温的玻璃纤维和/或陶瓷纤维构成。为了对从所述电阻导体8进到所述管件R中的热传导进行改进，尽可能薄地选择所述电绝缘部9。

为持续避免所述电阻导体8的部分区域的移动，或者为避免支路Z的部分的移动，所述加热系统3或者其支路固定在所述屏蔽件2的部件4、5中和/或固定在所述屏蔽件2的热阻隔部10上。所述加热系统3的固定通过在所述屏蔽件2的部件4、5的热阻隔部10中的或者热阻隔部10上的缝制、针刺和/或订合实现。在一实施例中，所述电阻导体8位于所述热阻隔部10上，并沿其中轴线由接缝覆盖，或者大致缝合。在另一实施例中，点状的缝合同样是足够的，从而接缝基本上垂直于所述电阻导体8的蜿蜒的走势。而通过所述电阻导体8的由纤维构成的电绝缘部9，所述电阻导体8的借助由纤维构成的绝缘部9在所述热阻隔部10上的固定而实现的间接固定，同样也是足够的，例如通过某种类型的缠绕物。在形成呈可机械负载的成形件形式的阻隔部时，在一个未进一步示出的实施方案中采取如下做法，即当绝缘层厚度为大约0.1至大约0.6mm时，所述热阻隔部10连同所述至少一个具有纤维绝缘部9的电阻导体8一起以乳状液浸湿，并且将所述热阻隔部10与所述至少一个具有纤维绝缘部9的电阻导体8通过陶瓷结构相互连接，所述陶瓷结构由紧接在成形工序之后的调温工序构造。

图2示出图1的AA部分的放大图。在图1和图2中示出一件式的具有加热系统3的邻接的支路Z的屏蔽件2的示意性构造，所述支路通过欧米伽形卷边7而铰接地相互连接。通过其结构，所述欧米伽形卷边7强制所述热阻隔部10的两个部分构成对接合缝，并且借此闭合此外可能的散热部。所述欧米伽形卷边7同时提供空间，在所述空间中，此处未进一步示出的、通到起码附属的加热系统的各所述支路Z的引线被包围并被安全可靠地引导。

在安装状态下的另一分离面6位于该欧米伽形卷边7的对面。在制造中安装后，该分离面6围绕所述管件R封闭并且例如通过焊接、铆接、夹紧、粘接等类似方式机械地持续连接。

图3示出图1的另一部分BB的放大图。该布置可同样应用在两件式的外罩系统或者多件式的外罩系统中，其中，在装配之后，在外部的表面O上的相邻的分离面6平坦地向外延伸以成为法兰F，且以前文给出的方式和方法机械地持续连接。

前文已描述的屏蔽件2可设计用于直至900℃的应用温度，并且可在需要时此外同样至少短时地用于直至大约1500℃的温度。在说明的实施例中，当供应电压为12V或48V时，集成的所述加热系统3具有大约1.5kW至5kW的热功。直径为20mm到500mm时，所述屏蔽件2能够相关于其横截面而具有最大程度自由的形状。要加热的总长度L应小于1000mm。热阻隔部10具有大约5mm的层厚度，并且由不锈钢材质或者铝质的具有大约0.4mm厚度的金属外表面包围。所述金属外表面配有压花结构，以便对特殊的声学特性进行调节。

根据本发明的系统通常在对称的布置结构中多件式地安装。如前文描述，这例如借助部分外罩是可实现的。在一些应用情形中，除了通过两个单独的半外罩的解决方案之外，一件式的解决方案同样是可实现的，所述一件式的解决方案例如通过多个根据EP1702803B1的教导的类型的接头或铰链形式的欧米伽形卷边，将所述分离面6的另一侧的多于两个部分外罩基本上直地或者同样线形地且仅仅带有较小形状偏差地相互连接。

跨越整个废气管路1，借此在简单的装配中，催化器之前的不同的区域、和/或围绕催化器的不同的区域能够分开地并且彼此独立地可调节地被电加热。所述装配能够在连续的部段中进行，所述装配随后通常通过卡圈以已知的方式相互连接，所述卡圈同样用于机动车底板上的固定。所述改装同样可在已存在的废气管路上进行，并且在所述废气管路上的有利地几乎没有变化的装配时，自身无须使废气管路中发生结构变化。在外部，这些实施例中仅需设置用于调节和调控分别待输入的电能及其在支路Z上的分布的开关元件和调节元件，所述支路具有欧姆热电阻或者加热丝。

附图标记列表

1 废气管路

2 屏蔽件

3 加热系统

4 部件

5 部件

6 分离面

7 弯曲线(欧米伽形的卷边)

8 电阻导体

9 电绝缘部

10 热阻隔部

A 出口

B 所述管件R的入口区域和出口区域

E 入口

F 法兰

G 废气流

H 尿素喷射器

L 加热系统在废气流流动方向上的长度

O 屏蔽件2的外部的表面

R 管件。

Claims (14)

1.一种屏蔽件(2)，其包括至少两个部件(4、5)，所述部件构造成，在至少一个分离面(6)上彼此毗邻地相互连接，以便在使用情形中跨越一段长度将内燃机的废气管路(1)的三维成形的轮廓或者管件(R)包围，

其特征在于，

所述屏蔽件(2)的部件(4、5)分别包括至少一个在安装位置中热指向应包围的所述管件(R)的电加热系统(3)。

2.根据前述权利要求所述的屏蔽件，其特征在于，两个部件(4、5)通过至少一个弯曲线(7)相连。

3.根据前述权利要求所述的屏蔽件，其特征在于，所述弯曲线(7)实施为欧米伽形的卷边。

4.根据前述权利要求中任一项所述的屏蔽件，其特征在于，所述加热系统(3)构造为相对所述管件(R)电绝缘的电阻导体(8)，其具有在一段长度(L)上的废气流动方向上延伸的蜿蜒的走势。

5.根据前述权利要求所述的屏蔽件，其特征在于，所述电阻导体(8)配有电绝缘部(9)。

6.根据前述权利要求所述的屏蔽件，其特征在于，所述电阻导体(8)的电绝缘部(9)构造为织物形式、纺织品形式、编织物形式或者针织物形式。

7.根据前述两个权利要求中任一项所述的屏蔽件，其特征在于，当绝缘层厚度为大约0.1至大约0.6mm时，为所述电阻导体(8)的电绝缘部(9)设有由玻璃、硅酸盐或者高性能热材料的混合物构成的纤维。

8.根据前述权利要求中任一项所述的屏蔽件，其特征在于，所述电阻导体(8)和连接的电能量供应部一起构造成，通过电绝缘部(9)，将作为废气管路的部件的邻接的管加热至大约200°到高于500℃。

9.根据前述权利要求中任一项所述屏蔽件，其特征在于，所述部件(4、5)的加热系统(3)固定在所述屏蔽件(2)的热阻隔部(10)中或者固定在所述屏蔽件(2)的热阻隔部(10)上。

10.根据前述权利要求所述的屏蔽件，其特征在于，所述加热系统(3)在所述屏蔽件(2)的部件(4、5)的热阻隔部(10)中或热阻隔部(10)上的固定，通过缝制、针刺和/或订合来实现。

11.根据前述权利要求中任一项所述屏蔽件，其特征在于，所述电加热系统(3)的至少一个支路(Z)固定在屏蔽装置的多个铰接地相互连接的部分外罩的一个部分外罩中。

12.根据前述权利要求中任一项所述屏蔽件，其特征在于，设有所述屏蔽件(2)的部件(4、5)的多个加热系统(3)，和/或在每个加热系统(3)内部设有各热功率的通过可断开的加热系统(3)和/或所述加热系统(3)的可断开的支路(Z)实现的级联。

13.根据前述权利要求中任一项所述屏蔽件，其特征在于，为调节各个要输出的热功，设有用于接通和调节通过所述电加热系统(3)的电流的器具。

14.根据前述权利要求中任一项所述屏蔽件，其特征在于，在外部的表面(O)上的分离面(6)的区域中构造有法兰(F)，其用于使所述屏蔽件(2)安全可靠地固定在所述屏蔽件(2)的围绕所述管件(R)封闭的状态中。

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