CN116816485A - 隔热排气管道系统 - Google Patents

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Abstract

隔热排气管道系统包括第一排气管道、第二排气管道、第一隔热套筒和第二隔热套筒。第一排气管道具有第一排气管道端部部分。第二排气管道具有第二排气管道端部部分，该第二排气管道端部部分构造成与第一排气管道端部部分接合。第一隔热套筒包括第一隔热套筒隔热层和第一隔热套筒遮热件。第一隔热套筒隔热层围绕第一排气管道设置。第一隔热套筒遮热件围绕第一隔热套筒隔热层设置。第一隔热套筒延伸超过第一排气管道端部部分。第二隔热套筒包括第二隔热套筒隔热层和第二隔热套筒遮热件。

Description

隔热排气管道系统
本申请是申请日为2019年12月17日，申请号为201980103044.8，发明名称为“隔热排气管道系统”的申请的分案申请。
技术领域
本申请总体上涉及用于内燃发动机的隔热排气管道系统(insulated exhaustgas conduit system)的领域。
背景
发动机产生的排气通常通过一系列管道提供给大气。可以围绕管道提供隔热材料，以减轻从排气向环绕管道的物品的热传递。通常，隔热材料围绕每个管道包裹。管道之间的接合部可以是暴露的(例如，未用隔热材料包裹等)，或者可以单独用隔热材料包裹。在任何一种情况下，都可能难以理想地减轻来自接合部处的排气的热传递。
概述
在一些交通工具中，隔热材料用于使排气后处理系统的排气管道(例如，管子(tube)或管(pipe))隔热。排气管道的接合部通常不隔热。如果围绕接合部使用隔热材料，则隔热材料可能是分开的件。然而，这些件体积大且是额外的维护部分。因此，使用分开的隔热材料件用于接合部覆盖会增加采购、制造和维护(安装和维修/更换)的时间和成本。
此外，分开的件可能会增加系统的整体空间要求。空间要求是排气后处理系统在安装时(例如，在交通工具上等)消耗的物理空间的量和排气后处理系统在安装时消耗的物理空间的位置(例如，相对于交通工具坐标系统的坐标等)。在某些应用中，由于周围部件的位置、布线或管道系统要求或其他类似的限制，可供排气后处理系统使用的物理空间是有限的。因此，经常难以修改排气后处理系统，因为这样的修改通常会增加排气后处理系统的空间要求。当希望在排气后处理系统中使用各种部件(比如不同类型的配给模块)时，可能需要这样的修改。
为了解决这个问题，本公开描述了一种隔热排气管道系统，该系统可以允许在排气后处理系统中和排气后处理系统周围的接合部被隔热，而不需要单独的制造或维护部分或工艺，同时将空间要求保持在最小。
本申请的各个方面可以在下面的一个或更多个实施例中实现。
1)在一个实施例中，隔热排气管道系统包括第一排气管道、第二排气管道、第一隔热套筒和第二隔热套筒。第一排气管道具有第一排气管道端部部分。第二排气管道具有第二排气管道端部部分，第二排气管道端部部分构造成与第一排气管道端部部分接合。第一隔热套筒包括第一隔热套筒隔热层和第一隔热套筒遮热件(heat shield)。第一隔热套筒隔热层围绕第一排气管道设置。第一隔热套筒遮热件围绕第一隔热套筒隔热层设置。第一隔热套筒延伸超过第一排气管道端部部分。第二隔热套筒包括第二隔热套筒隔热层和第二隔热套筒遮热件。第二隔热套筒隔热层围绕第二排气管道设置。第二隔热套筒遮热件围绕第二隔热套筒隔热层设置。第二排气管道端部部分从第二隔热套筒暴露。第一隔热套筒围绕第二排气管道端部部分设置。
2)根据1)所述的隔热排气管道系统，其中：
所述第一隔热套筒隔热层包括：
第一隔热套筒隔热层主体，其与所述第一排气管道相接；和
第一隔热套筒隔热层端部，其与所述第一隔热套筒隔热层主体邻接并且与所述第一排气管道分开；
所述第一隔热套筒遮热件包括：
第一隔热套筒遮热件主体，其与所述第一隔热套筒隔热层主体和所述第一隔热套筒隔热层端部相接；和
第一隔热套筒遮热件端部部分，其与所述第一隔热套筒遮热件主体邻接，所述第一隔热套筒遮热件端部部分与所述第一隔热套筒隔热层端部相接，并且从所述第一隔热套筒遮热件主体朝向所述第二排气管道延伸。
3)根据2)所述的隔热排气管道系统，其中：
所述第二隔热套筒隔热层包括：
第二隔热套筒隔热层主体，其与所述第二排气管道相接；和
第二隔热套筒隔热层端部，其与所述第二隔热套筒隔热层主体邻接并且与所述第二排气管道相接；
所述第二隔热套筒遮热件包括：
第二隔热套筒遮热件主体，其与所述第二隔热套筒隔热层主体和所述第二隔热套筒隔热层端部相接；和
第二隔热套筒遮热件端部部分，其与所述第二隔热套筒遮热件主体邻接，所述第二隔热套筒遮热件端部部分与所述第二隔热套筒隔热层端部相接，并且从所述第二隔热套筒遮热件主体朝向所述第二排气管道延伸，所述第二隔热套筒遮热件端部部分与所述第一隔热套筒遮热件端部部分成面对关系。
4)根据3)所述的隔热排气管道系统，其中，所述第二隔热套筒遮热件端部部分与所述第一隔热套筒遮热件端部部分成面对关系。
5)根据1)所述的隔热排气管道系统，其中，所述第二排气管道包括：
第二排气管道主体，其与所述第二隔热套筒隔热层相接，并且通过所述第二隔热套筒隔热层与所述第二隔热套筒遮热件分开，所述第二排气管道主体具有第一直径；
其中，所述第二排气管道端部部分包括：
第二排气管道凸缘，其与所述第二排气管道主体邻接；以及
第二排气管道轴环，其与所述第二排气管道凸缘邻接，并且通过所述第二排气管道凸缘与所述第二排气管道主体分开，所述第二排气管道轴环具有大于所述第一直径的第二直径。
6)根据1)所述的隔热排气管道系统，其中，所述第二排气管道端部部分与所述第一排气管道和所述第一隔热套筒隔热层相接。
7)根据2)所述的隔热排气管道系统，其中，所述第一排气管道端部部分包括与所述第一隔热套筒隔热层端部分开的径向延伸的端部表面。
8)根据1)所述的隔热排气管道系统，其中，所述第一排气管道和所述第一隔热套筒隔热层协作以限定通道，所述通道被构造成接纳所述第二排气管道端部部分。
9)根据8)所述的隔热排气管道系统，其中，所述通道被构造成接纳所述第二排气管道端部部分，使得所述第一隔热套筒的一部分在所述第二排气管道端部部分之前围绕所述第二排气管道的主要主体的一部分设置。
10)根据1)所述的隔热排气管道系统，还包括排气管道夹具，所述排气管道夹具包括连接部分，所述连接部分将所述排气管道夹具的端部彼此连接，所述排气管道夹具被构造成将所述第一排气管道固定到所述第二排气管道。
11)根据10)所述的隔热排气管道系统，其中，所述第一隔热套筒包括切口部分，在所述切口部分处，所述排气管道夹具的所述连接部分从所述第一隔热套筒暴露。
12)根据1)所述的隔热排气管道系统，其中，所述第一隔热套筒遮热件包括：
第一隔热套筒遮热件主体，其与所述第一隔热套筒隔热层相接，并且通过所述第一隔热套筒隔热层与所述第一排气管道分开；以及
第一隔热套筒遮热件端部部分，其与所述第一隔热套筒隔热层相接，并且从所述第一隔热套筒遮热件主体朝向所述第一排气管道延伸。
13)根据12)所述的隔热排气管道系统，其中，所述第二隔热套筒遮热件包括：
第二隔热套筒遮热件主体，其与所述第二隔热套筒隔热层相接，并且通过所述第二隔热套筒隔热层与所述第二排气管道分开；以及
第二隔热套筒遮热件端部部分，其与所述第二隔热套筒隔热层相接，并且从所述第二隔热套筒遮热件主体朝向所述第二排气管道延伸，所述第二隔热套筒遮热件端部部分与所述第一隔热套筒遮热件端部部分成面对关系。
14)在另一实施例中，隔热排气管道系统包括第一排气管道、第二排气管道、第一隔热层、第二隔热层、第一遮热件、第二遮热件和排气管道夹具。第一排气管道具有第一排气管道端部部分。第二排气管道具有第二排气管道端部部分，该第二排气管道端部部分被构造成在接合部处联接到第一排气管道端部部分。第二排气管道端部部分包括凸缘，该凸缘构造成在接合部处与第一排气管道端部部分重叠。第一隔热层设置在第一排气管道上。第一隔热层延伸超过第一排气管道端部部分。第二隔热层设置在第二排气管道上。第二隔热层在第二排气管道端部部分之前结束，使得第二排气管道端部部分从第二隔热层暴露。第一遮热件设置在第一隔热层上。第二遮热件设置在第二隔热层上。排气管道夹具构造成在接合部处将第一排气管道固定到所述第二排气管道。排气管道夹具具有将排气管道夹具的端部彼此连接的连接部分。第一隔热层和第一遮热件的切口部分被构造成暴露连接部分。
15)根据14)所述的隔热排气管道系统，其中，所述第一排气管道和所述第二排气管道具有第一直径，并且所述凸缘具有大于所述第一直径的第二直径，使得所述凸缘被构造成在所述第二排气管道联接到所述第一排气管道时接纳所述第一排气管道端部部分。
16)根据14)所述的隔热排气管道系统，其中所述第一遮热件包括第一端部部分，所述第一端部部分覆盖所述第一隔热层的第一端部表面；并且
其中所述第二遮热件包括第二端部部分，所述第二端部部分覆盖所述第二隔热层的第二端部表面并且与所述第一端部部分成面对关系。
17)根据14)所述的隔热排气管道系统，还包括分别设置在所述第一排气管道的内表面和所述第二排气管道的内表面上的第一安装部件和第二安装部件。
18)根据14)所述的隔热排气管道系统，其中，所述第一排气管道和所述第一隔热层协作以限定通道，所述通道被构造成接纳所述第二排气管道端部部分。
19)根据18)所述的隔热排气管道系统，其中，所述通道被构造成使得所述第一隔热层的一部分在所述第二排气管道端部部分之前围绕所述第二排气管道的主要主体的一部分设置，并设置成接纳所述排气管道夹具。
20)在又一实施例中，隔热排气管道系统包括第一排气管道和第一隔热套筒。第一排气管道包括第一排气管道主体和第一排气管道端部部分。第一排气管道主体由中心轴线限定。第一排气管道端部部分与第一排气管道主体邻接，并从第一排气管道主体朝向中心轴线延伸。第一隔热套筒包括第一隔热套筒隔热层和第一遮热件。第一隔热套筒隔热层包括第一隔热套筒隔热层主体和第一隔热套筒隔热层端部部分。第一隔热套筒隔热层主体与第一排气管道成面对(confront)的关系。第一隔热套筒隔热层端部部分与第一隔热套筒隔热层主体邻接，并与第一排气管道分开。第一遮热件包括第一遮热件主体和第一遮热件端部部分。第一遮热件主体与第一隔热套筒隔热层主体成面对关系，并且通过第一隔热套筒隔热层主体与第一排气管道分开。第一遮热件端部部分与所述第一遮热件主体邻接，并与第一隔热套筒隔热层端部部分成面对关系，且远离第一遮热件主体朝向中心轴线延伸。第一遮热件端部部分沿中心轴线与第一排气管道端部部分分开，使得第一隔热套筒隔热层端部部分沿中心轴线在第一遮热件端部部分与第一排气管道端部部分之间延伸。
附图简述
一种或更多种实施方式的细节在附图和下面的描述中阐述。根据描述、附图和权利要求，本公开的其他特征、方面和优点将变得明显，在附图中：
图1是示例排气后处理系统的示意性框图；
图2和图3是示例隔热排气管道系统的横截面图；
图4是用于图2和图3中所示的隔热排气管道系统的示例第一隔热套筒的透视图；
图5是用于图2和图3中所示的隔热排气管道系统的示例第二隔热套筒的透视图；
图6是图2和图3中所示的示例隔热排气管道系统的侧视图；
图7是图6中所示的细节A的俯视图；以及
图8是示例隔热排气管道系统的侧视图。
将认识到，为了说明的目的，部分或全部附图是示意性表示。提供附图是为了说明一种或更多种实施方式的目的，并明确理解它们将不用于限制权利要求的范围或含义。
详细描述
以下是对与用于使内燃发动机的排气管道隔热的方法、设备和系统相关的各种构思和用于使内燃发动机的排气管道隔热的方法、设备和系统的实施方式的更详细描述。上面介绍的和下面更详细讨论的各种构思可以以多种方式中的任一种方式来实现，因为所描述的构思不限于任何特定的实现的方式。提供具体实施方式和应用的示例主要用于说明目的。
I.概述
在一些交通工具中，隔热材料用于使排气后处理系统的排气管道(例如，管子或管)隔热。排气管道的接合部通常不隔热。如果围绕接合部使用隔热材料，则隔热材料可能是分开的件。然而，这些件体积大且是额外的维护部分。因此，使用分开的隔热材料件用于接合部覆盖会增加采购、制造和维护(安装和维修/更换)的时间和成本。
此外，分开的件可能会增加系统的整体空间要求。空间要求是排气后处理系统在安装时(例如，在交通工具上等)消耗的物理空间的量和排气后处理系统在安装时消耗的物理空间的位置(例如，相对于交通工具坐标系统的坐标等)。在某些应用中，由于周围部件的位置、布线或管道系统要求或其他类似的限制，可供排气后处理系统使用的物理空间是有限的。因此，经常难以修改排气后处理系统，因为这样修改通常会增加排气后处理系统的空间要求。当希望在排气后处理系统中使用各种部件(比如不同类型的配给模块)时，可能需要这样的修改。
为了解决这个问题，本文所述的实施方式提供了一种隔热排气管道系统，该系统可以允许在排气后处理系统中和排气后处理系统周围的接合部被隔热，而不需要单独的制造或维护部分或工艺，同时将空间要求保持在最小。
根据本文描述的一些实施例，隔热排气管道系统安装在后处理系统上，使得隔热材料围绕排气管道(包括排气管道接合部)包裹。这可以通过在接合部上使现有的隔热材料和遮热件延伸来实现。使隔热材料和遮热件延伸保持低轮廓，减少维护部分，产生更容易的安装过程，并且重要的是，使更多的表面积(包括排气管道接合部)隔热。隔热排气管道系统包括第一排气管道、第二排气管道、第一隔热套筒和第二隔热套筒。第一隔热套筒具有第一隔热套筒隔热层和第一隔热套筒遮热件。第二隔热套筒具有第二隔热套筒隔热层和第二隔热套筒遮热件。第一排气管道和第二排气管道被构造成联接在一起。该联接点在本文称为接合部。为了便于联接，第二排气管道包括凸缘，该凸缘被第一隔热套筒内的通道接纳。第一隔热套筒隔热层和第一隔热套筒遮热件与凸缘重叠，该凸缘与第一排气管道的一部分重叠，使得第一隔热套筒遮热件与第二隔热套筒遮热件相遇。因此，接合部是隔热的。
通过增加后处理系统的隔热面积，实现了后处理系统的提高的保温能力，这导致提高了系统的性能。此外，使接合部隔热减少了对周围部件(例如，发动机系统的环绕排气管道的部件等)的散热，改善了径向空间要求，并减少了系统的维护时间。
II.排气后处理系统的概述
图1描绘了具有用于排气管道系统190的示例还原剂输送系统110的排气后处理系统100。排气后处理系统100包括微粒过滤器(例如柴油微粒过滤器(DPF)102)、还原剂输送系统110、分解室或反应器管104、SCR催化剂106和传感器150。
DPF 102被构造成从在排气管道系统190中流动的排气去除微粒物质，比如烟灰。DPF 102包括入口和出口，在入口处接收排气，在大体上从排气过滤微粒物质和/或将微粒物质转化为二氧化碳之后在出口处排出排气。
分解室104被构造成将还原剂(比如尿素或柴油排气流体(DEF))转化为氨。分解室104与还原剂输送系统110相关联，还原剂输送系统110具有被构造成将还原剂配给到分解室104中的配给器(doser)112。在一些实施方案中，还原剂在SCR催化剂106的上游注入。还原剂微滴随后经历蒸发、热解和水解的过程，以在排气管道系统190内形成气态氨。分解室104包括入口和出口，入口与DPF 102流体连通以接收包含NOX排放物的排气，出口用于使排气、NOX排放物、氨和/或剩余的还原剂流向SCR催化剂106。
分解室104包括安装到分解室104的配给器112，使得配给器112可以将还原剂配给到在排气管道系统190中流动的排气中。配给器112可以包括隔热体114，隔热体114介于配给器112的一部分和分解室104的安装了配给器112的部分之间。配给器112流体地联接到一个或更多个还原剂源116。在一些实施方式中，泵118可用于对来自还原剂源116的还原剂加压以用于输送到配给器112。在一些实施方式中，过滤器组件117可以定位在还原剂源116和配给器112之间。过滤器组件117可以在泵118的上游或下游。在其他实施方式中，过滤器组件117可以集成到泵118中。在还有的其他实施方式中，过滤器组件117可以集成到配给器112和/或还原剂源116中。过滤器组件117可以包括过滤器壳体、过滤介质和一个或更多个阀，如下文更详细地描述的。
配给器112和泵118还电气地或通信地联接到控制器120。在一些实施方式中，一个或更多个阀可以电气地或通信地联接到控制器120。控制器120被构造成控制配给器112将还原剂配给到分解室104中。控制器120还可以被构造成控制泵118和/或过滤器组件117。控制器120可以包括微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等，或其组合。控制器120可以包括存储器，存储器可以包括但不限于电子的、光学的、磁性的或能够向处理器、ASIC、FPGA等提供程序指令的任何其他存储或传输设备。存储器可以包括存储器芯片、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、闪存或控制器120可从中读取指令的任何其他合适的存储器。指令可以包括来自任何合适的编程语言的代码。
SCR催化剂106被构造成通过加速氨和排气的NOx之间的生成双原子氮、水和/或二氧化碳的NOx还原过程来帮助减少NOx排放物。SCR催化剂106包括与接收排气和还原剂的分解室104流体连通的入口和与排气管道系统190的端部流体连通的出口。
排气管道系统190还可以包括与排气管道系统190(例如，在SCR催化剂106的下游或DPF 102的上游)流体连通的氧化催化剂，例如柴油氧化催化剂(DOC)，以氧化排气中的碳氢化合物和一氧化碳。
在一些实施方式中，DPF 102可以定位在分解室或反应器管104的下游。例如，DPF102和SCR催化剂106可以组合成单个单元，比如具有SCR涂层的DPF(SDPF)。在一些实施方式中，配给器112可以替代地定位在涡轮增压器的下游或涡轮增压器的上游。
传感器150可以联接到排气管道系统190以检测流过排气管道系统190的排气的状况。在一些实施方式中，传感器150可以具有设置在排气管道系统190内的部分，比如传感器150的尖端可以延伸到排气管道系统190的一部分中。在其他实施方式中，传感器150可以通过另一管道(比如从排气管道系统190延伸的样品管)接收排气。虽然传感器150被描绘为定位在SCR催化剂106的下游，但应该理解，传感器150可以定位在排气管道系统190的任何其他位置，包括DPF 102的上游、DPF 102内、DPF 102与分解室104之间、分解室104内、分解室104与SCR催化剂106之间、SCR催化剂106内或SCR催化剂106的下游。
III.示例隔热排气管道系统
图2-图5图示了根据示例实施例的隔热排气管道系统200。如本文更详细地解释的，隔热排气管道系统200被构造成对排气后处理系统100的两个相邻部件之间的接合部(例如，主体接合部、联接接合部等)提供隔热(例如，热隔绝等)。例如，隔热排气管道系统200可以为排气管道系统190的两个相邻的排气管道之间的接合部提供隔热。以这种方式，隔热排气管道系统200可以减轻从由内燃发动机(例如，柴油内燃发动机、汽油内燃发动机等)产生的排气到环绕隔热排气管道系统200的部件(例如，电线、衬套、传感器等)的热传递。结果是，由于热(例如，部件的熔化、部件的拉伸等)而导致的对环绕隔热排气管道系统200的部件的影响可以被最小化。
隔热排气管道系统200包括第一隔热套筒202。第一隔热套筒202围绕排气管道系统190的第一排气管道204设置(例如，围绕第一排气管道204重叠、围绕第一排气管道204包裹、覆盖第一排气管道204、与第一排气管道204重叠等)。如这里更详细地解释的，第一隔热套筒202构造成热隔绝第一排气管道204，使得从包含在第一排气管道204内(例如，流过第一排气管道204等)的排气离开第一隔热套筒202的热量传递被减轻。
第一隔热套筒202包括第一隔热套筒隔热层206。如本文更详细地解释的，第一隔热套筒隔热层206构造成减少从包含在第一排气管道204内的排气离开隔热排气管道系统200(例如，朝向排气后处理系统100的邻近第一排气管道204的部件等)的热量传递。
第一隔热套筒隔热层206包括第一隔热套筒隔热层主体207。第一隔热套筒隔热层主体207围绕第一排气管道204的一部分设置。在第一排气管道204大体上是圆柱形的应用中，第一隔热套筒隔热层主体207可以大体上是圆柱形的。
第一隔热套筒隔热层206还包括第一隔热套筒隔热层端部208。第一隔热套筒隔热层端部208与第一隔热套筒隔热层主体207邻接。第一隔热套筒隔热层端部208从第一隔热套筒隔热层主体207远离第一隔热套筒隔热层主体207轴向延伸(例如，沿着与第一隔热套筒隔热层主体207的中心轴线平行的轴线延伸等)。与第一隔热套筒隔热层主体207不同，第一隔热套筒隔热层端部208与第一排气管道204分开(例如，不与第一排气管道204接触、与第一排气管道204间隔开等)。
第一隔热套筒隔热层端部208包括第一隔热套筒隔热层端部表面209(例如，端面等)。第一隔热套筒隔热层端部表面209是径向延伸的端部表面(例如，第一隔热套筒隔热层端部表面209朝向第一排气管道204延伸等)。
第一隔热套筒隔热层端部208由长度Q限定。在各种实施例中，长度Q大约等于1英寸和3英寸之间，包括1英寸和3英寸在内(例如0.95英寸、1英寸、1.5英寸、2英寸、3英寸、3.05英寸等)。在各种实施例中，长度Q大约等于1英寸和6英寸之间，包括1英寸和6英寸在内(例如，3英寸、4.05英寸、5.5英寸等)。在各种实施例中，长度Q大约等于1英寸和10英寸之间，包括1英寸和10英寸在内(例如，0.95英寸、2.5英寸、7英寸、9.95英寸等)。换言之，第一隔热套筒隔热层端部208沿着长度Q与第一排气管道204分开。
第一排气管道204包括第一排气管道主体210。第一排气管道主体210与第一隔热套筒隔热层主体207相接。在各种实施例中，第一排气管道主体210是圆柱形的。
第一排气管道204还包括第一排气管道端部部分211。第一排气管道端部部分211与第一排气管道主体210邻接。第一排气管道端部部分211从第一排气管道主体210远离第一排气管道主体210轴向延伸。在各种实施例中，第一排气管道端部部分211另外远离第一排气管道主体210径向延伸(例如，朝向第一排气管道主体210的中心轴线延伸等)。
第一排气管道端部部分211包括第一排气管道端部表面212(例如，端面等)。第一排气管道端部表面212是径向延伸的端部表面(例如，第一排气管道端部表面212远离第一隔热套筒隔热层端部208延伸等)。
第一隔热套筒隔热层端部表面209与第一排气管道端部表面212分开悬伸距离G。换句话说，第一隔热套筒隔热层端部表面209从第一排气管道204轴向伸出悬伸距离G。在各种实施例中，悬伸距离G大约等于(例如，在5％内、等于等)0.25英寸和2英寸之间，包括0.25英寸和2英寸在内(例如，0.23英寸、0.25英寸、0.5英寸、1英寸、2英寸、2.05英寸等)。
第一隔热套筒隔热层206包括隔热套筒隔热层凹部213。隔热套筒隔热层凹部213与第一隔热套筒隔热层端部表面209邻接，并且延伸超过第一排气管道端部部分211并且沿着第一排气管道204远离第一隔热套筒隔热层端部208延伸长度Q。在各种实施例中，长度Q大约等于2G和5G之间，包括2G和5G在内。隔热套筒隔热层凹部213与第一排气管道204协作以形成通道214(例如，凹槽、凹口等)。通道214是第一隔热套筒隔热层端部208与第一排气管道204(例如，第一排气管道主体210、第一排气管道端部部分211等)之间的空隙(例如，空腔、间隙等)。
长度Q减去悬伸距离G等于距离I。如本文更详细地解释的，距离I可以与用于将第一排气管道204联接到第二排气管道的夹具的宽度有关。换句话说，夹具可以被选择成使得夹具的宽度小于距离I。
第一隔热套筒202还包括第一隔热套筒遮热件216(例如，包裹物、覆盖物、外皮(skin)、外壳等)。第一隔热套筒遮热件216被构造成进一步减少从包含在第一排气管道204内的排气离开隔热排气管道系统200的热量传递。
第一隔热套筒遮热件216包括第一隔热套筒遮热件主体217。第一隔热套筒遮热件主体217围绕第一隔热套筒隔热层主体207和第一隔热套筒隔热层端部208设置。第一隔热套筒遮热件主体217通过第一隔热套筒隔热层206与第一排气管道204分开。
第一隔热套筒遮热件216还包括第一隔热套筒遮热件端部部分218。第一隔热套筒遮热件端部部分218与第一隔热套筒遮热件主体217邻接。
第一隔热套筒遮热件端部部分218远离第一隔热套筒遮热件主体217延伸。
第一隔热套筒遮热件端部部分218是径向延伸的端部部分。
第一隔热套筒遮热件端部部分218与第一隔热套筒隔热层端部表面209相接。结果，第一隔热套筒隔热层206至少部分地被第一隔热套筒遮热件216包封(例如，覆盖等)。
第一隔热套筒202被构造成接纳排气管道系统190的第二排气管道220。第二排气管道220包括第二排气管道主体221。在各种实施例中，第二排气管道主体221是圆柱形的。
第二排气管道220还包括第二排气管道端部部分222。第二排气管道端部部分222与第二排气管道主体221邻接。第二排气管道端部部分222从第二排气管道主体221远离第二排气管道主体221轴向延伸。在各种实施例中，第二排气管道端部部分222另外远离第二排气管道主体221径向延伸(例如，远离第二排气管道主体221的中心轴线延伸等)。
第二排气管道端部部分222包括第二排气管道凸缘223。第二排气管道凸缘223与第二排气管道主体221邻接并远离第二排气管道主体221延伸。第二排气管道凸缘223具有随着与第二排气管道主体221的距离增加而增加的直径。
第二排气管道端部部分222包括第二排气管道轴环224。第二排气管道轴环224与第二排气管道凸缘223邻接并且通过第二排气管道凸缘223与第二排气管道主体221分开。第二排气管道轴环224具有恒定的或大体上恒定的直径(例如，第二排气管道轴环224的最大直径大约等于第二排气管道轴环224的最小直径的105％和第二排气管道轴环224的最小直径的95％之间，包括第二排气管道轴环224的最小直径的105％和第二排气管道轴环224的最小直径的95％在内)。
第二排气管道轴环224具有的直径大于第一排气管道主体210的直径。第二排气管道轴环224具有的轴向长度(例如，沿着与第二排气管道主体221的中心轴线平行的轴线等)大于距离I或大约等于距离I。
第二排气管道端部部分222还包括第二排气管道端部表面225(例如，端面等)。第二排气管道端部表面225是径向延伸的端部表面。
隔热排气管道系统200还包括第二隔热套筒226。第二隔热套筒226围绕第二排气管道220设置(例如，围绕第二排气管道220重叠、围绕第二排气管道220包裹、覆盖第二排气管道220、与第二排气管道220重叠等)。如这里更详细地解释的，第二隔热套筒226被构造成热隔绝第二排气管道220，使得从包含在第二排气管道220内(例如，流过第二排气管道220等)的排气离开第二隔热套筒226的热量传递被减轻。
第二隔热套筒226包括第二隔热套筒隔热层227。如本文更详细地解释的，第二隔热套筒隔热层227被构造成减少从包含在第二排气管道220内的排气离开隔热排气管道系统200(例如，朝向排气后处理系统100的邻近第二排气管道220的部件等)的热量传递。
第二隔热套筒隔热层227包括第二隔热套筒隔热层端部表面228(例如，端面等)。第二隔热套筒隔热层端部表面228与第二排气管道端部表面225分开悬伸距离H，该悬伸距离H大于长度Q。
第二隔热套筒226还包括第二隔热套筒遮热件230(例如，包裹物、覆盖物、外皮、外壳等)。第二隔热套筒遮热件230被构造成进一步减少从包含在第二排气管道220内的排气离开隔热排气管道系统200的热量传递。
第二隔热套筒遮热件230包括第二隔热套筒遮热件主体232。第二隔热套筒遮热件主体232围绕第二隔热套筒隔热层227设置。第二隔热套筒遮热件主体232通过第二隔热套筒隔热层227与第二排气管道220分开。
第二隔热套筒遮热件230还包括第二隔热套筒遮热件端部部分234。第二隔热套筒遮热件端部部分234与第二隔热套筒遮热件主体232邻接。
第二隔热套筒遮热件端部部分234远离第二隔热套筒遮热件主体232延伸。
第二隔热套筒遮热件端部部分234是径向延伸的端部部分。
在各种实施例中，第二隔热套筒遮热件端部部分234与第二隔热套筒隔热层端部表面228相接。结果，第二隔热套筒隔热层227至少部分地被第二隔热套筒遮热件230包封(例如，覆盖等)。
第一隔热套筒202被构造成与第二隔热套筒226接合(例如，联接到、面对、毗邻、毗连、附接到第二隔热套筒226、与第二隔热套筒226连接等)，使得第一隔热套筒202接纳第二隔热套筒226。当第一隔热套筒202与第二隔热套筒226接合时，第二排气管道端部部分222被接纳在第一隔热套筒隔热层端部208与第一排气管道204(例如，第一排气管道主体210、第一排气管道端部部分211等)之间，并且第一隔热套筒遮热件端部部分218与第二隔热套筒遮热件端部部分234成面对关系(例如，与第二隔热套筒遮热件端部部分234相接、紧邻第二隔热套筒遮热件端部部分234等)。第二隔热套筒226插入到第一隔热套筒202中，使得第一隔热套筒遮热件端部部分218与第二隔热套筒遮热件端部部分234成面对关系(例如，第一隔热套筒隔热层206与第二排气管道220重叠距离Q等)。
在操作中，当第一隔热套筒202与第二隔热套筒226接合时，第二排气管道端部部分222插入到通道214中，并且当第一隔热套筒202与第二隔热套筒226接合时，第二隔热套筒遮热件端部部分234与第一隔热套筒遮热件端部部分218形成面对关系(例如，使得第二排气管道主体221的位于第二隔热套筒遮热件端部部分234与第二排气管道轴环224之间的部分被第一隔热套筒隔热层端部208至少部分地覆盖等)。
在各种实施例中，隔热排气管道系统200还可以包括第一安装部件238。第一安装部件238插入到第一排气管道204中，使得第一安装部件238沿着第一排气管道204的内表面的一部分设置(例如，第一安装部件238大体上是圆柱形等)。第一安装部件238联接(例如，紧固、附连等)到第一排气管道204。第一安装部件238与本文所述的第一催化剂主体243相接，并将第一催化剂主体243与第一排气管道204分开。因此，第一安装部件238被构造成将第一催化剂主体243保持在第一排气管道204内。第一安装部件238还被构造成减少从包含在第一排气管道204内的排气离开隔热排气管道系统200的热量传递。在一些实施例中，第一安装部件238包括与第一排气管道端部部分211邻接的第一安装部件端部240。
在各种实施例中，隔热排气管道系统200还可以包括第二安装部件242。第二安装部件242插入到第二排气管道220中，使得第二安装部件242沿着第二排气管道220的内表面的一部分设置(例如，第二安装部件242大体上是圆柱形的)。第二安装部件242联接(例如，紧固、附连等)到第二排气管道220。第二安装部件242与本文所述的第二催化剂主体245相接，并将第二催化剂主体245与第二排气管道220分开。因此，第二安装部件242被构造成将第二催化剂主体245保持在第二排气管道220内。第二安装部件242还被构造成减少从包含在第二排气管道220内的排气离开隔热排气管道系统200的热量传递。在一些实施例中，第二安装部件242包括与第二排气管道轴环224邻接的第二安装部件端部244。
在各种实施例中，隔热排气管道系统200还包括第一催化剂主体243。第一催化剂主体243插入到第一排气管道204中。在隔热排气管道系统200包括第一安装部件238的实施例中，第一催化剂主体243插入到第一安装部件238中。第一催化剂主体243可以由各种陶瓷材料(例如，氧化钛等)制成，并被构造成有助于NOX排放物的还原。
在各种实施例中，隔热排气管道系统200还包括第二催化剂主体245。第二催化剂主体245插入到第二排气管道220中。在隔热排气管道系统200包括第二安装部件242的实施例中，第二催化剂主体245插入到第二安装部件242中。第二催化剂主体245可以由各种陶瓷材料(例如，氧化钛等)制成，并被构造成有助于NOX排放物的还原。
如图2和图3所示，在一些实施例中，在第一安装部件238和第二安装部件242之间和/或在第一催化剂主体243和第二催化剂主体245之间形成间隙246。当第一隔热套筒202和第二隔热套筒226接合时形成间隙246。
在一些实施例中，隔热排气管道系统200还包括密封件248(例如，O形环等)。密封件248位于第二排气管道端部部分222和第一排气管道端部部分211之间。例如，密封件248可以位于第一排气管道端部部分211和第二排气管道凸缘223之间。密封件248在第二排气管道端部部分222和第一排气管道端部部分211之间的压缩可以建立第二排气管道端部部分222和密封件248之间的密封以及第一排气管道端部部分211和密封件248之间的密封。在各种实施例中，隔热排气管道系统200不包括密封件248。
在各种实施例中，隔热排气管道系统200还包括排气管道夹具250。排气管道夹具250构造成在第一隔热套筒202与第二隔热套筒226接合的时候固定第一排气管道204和第二排气管道220。此外，排气管道夹具250可以通过使第二排气管道端部部分222朝向第一排气管道204偏置来减轻排气在第一排气管道204和第二排气管道220之间流出排气后处理系统100，从而导致密封件248在第二排气管道220和第一排气管道204之间(例如，在第二排气管道轴环224和第一排气管道端部部分211之间、在第二排气管道端部部分222和第一排气管道端部部分211之间、在第二排气管道端部部分222和第一排气管道204之间)的压缩。
排气管道夹具250围绕第二排气管道端部部分222放置(例如，在第二排气管道轴环224处)。当第二隔热套筒226与第一隔热套筒202接合时，导致排气管道夹具250被接纳在通道214内。排气管道夹具250被收紧以使第二排气管道端部部分222朝向第一排气管道204偏置，从而在第二排气管道轴环224和第一排气管道端部部分211之间、在第二排气管道端部部分222和第一排气管道端部部分211之间以及在第二排气管道端部部分222和第一排气管道204之间在密封件248处引起压缩。
在各种实施例中，排气管道夹具250是带式夹具(band clamp)。排气管道夹具250或带式夹具的尺寸取决于第一排气管道204和第二排气管道220的尺寸。在各种实施例中，直径方面的尺寸可以大约等于3英寸和6英寸之间，包括3英寸和6英寸在内(例如，4英寸、4.5英寸、5英寸等)。在各种实施例中，直径方面的尺寸可以大约等于3英寸和14英寸之间，包括3英寸和14英寸在内(例如，6英寸、13英寸、13.5英寸、14英寸等)。在各种实施例中，排气管道夹具250可以是搭接带式夹具、吊架夹具、窄带夹具、U型夹具等。在各种实施例中，排气管道夹具250包括连接部分252。连接部分252被构造成将排气管道夹具250的端部彼此连接。
现在参考图6-图8，根据示例实施例图示了连接部分252。在各种实施例中，第一隔热套筒隔热层206包括切口部分254。切口部分254位于第一隔热套筒隔热层206的表面上，当排气管道夹具250联接到第二排气管道轴环224并且位于通道214上方时，该切口部分254将与连接部分252对准。在这些实施例中，切口部分254是第一隔热套筒隔热层206中的具有一定面积的空隙，该面积具有长度L(例如，长度长于排气管道夹具250的T形螺栓的长度)和距离Q。在各种实施例中，T形螺栓的长度可以大约等于1英寸和4英寸之间，包括1英寸和4英寸在内(例如，3英寸、3.5英寸等)。因此，切口部分254构造成当第二隔热套筒226与第一隔热套筒202接合时接纳排气管道夹具250的一部分(例如，连接部分252)。
在各种实施例中，第一隔热套筒遮热件216可以包括与第一隔热套筒隔热层206的第一切口部分254对准的第二切口部分254。
在各种实施例中，第一隔热套筒遮热件216和第二隔热套筒遮热件230被构造成使得当第二隔热套筒226与第一隔热套筒202接合时，目标空隙256存在于第一隔热套筒遮热件端部部分218和第二隔热套筒遮热件端部部分234之间。
如图4和图6所示，第一隔热套筒遮热件216和第二隔热套筒遮热件230被构造成使得当第二隔热套筒226与第一隔热套筒202接合时，第一隔热套筒遮热件端部部分218和第二隔热套筒遮热件端部部分234之间的目标空隙256至少部分为矩形或正方形。目标空隙256的这种构型可以通过沿着与设置第二隔热套筒遮热件端部部分234所沿着的平面平行的平面设置第一隔热套筒遮热件端部部分218来实现。因此，第一隔热套筒遮热件端部部分218和第二隔热套筒遮热件端部部分234可以被构造成沿平面相接，从而增加目标空隙256的横截面面积。
如图5和图8所示，第一隔热套筒遮热件216和第二隔热套筒遮热件230被构造成使得当第二隔热套筒226与第一隔热套筒202接合时，第一隔热套筒遮热件端部部分218和第二隔热套筒遮热件端部部分234之间的目标空隙256不是部分矩形或正方形的(例如，使得目标空隙256是部分弧形的，使得目标空隙256是部分圆形的等)。这可以通过沿着具有的半径大约等于设置第二隔热套筒遮热件端部部分234所沿着的曲线的半径的曲线设置第一隔热套筒遮热件端部部分218来实现。因此，第一隔热套筒遮热件端部部分218和第二隔热套筒遮热件端部部分234可以被构造成沿边缘相接，从而减小目标空隙256的横截面面积。
一般来说，第一隔热套筒隔热层206和第二隔热套筒隔热层227以及第一隔热套筒遮热件216和第二隔热套筒遮热件230使第一排气管道204和第二排气管道220隔热，使得甚至接合部(例如在第一排气管道204和第二排气管道220之间)也被隔热，而不需要单独的制造、维护部分或工艺。通过消除对单独的制造、维护部分和工艺的需要，降低了与使第一排气管道204和第二排气管道220隔热相关联的成本和时间。例如，通过减少使两个排气管道隔热所需的部件的数量，可以减少制造、安装、维修、更换等的成本和时间要求。另外，通过使第一排气管道204和第二排气管道220的接合部隔热，可以减少排气后处理系统100内的热损失和压力损失，从而提高排气后处理系统100的效率。
在各种实施例中，第一隔热套筒隔热层206和第二隔热套筒隔热层227可以是带槽的管子。例如，带槽的管子可以在沿着管子的纵向中心(length-wise center)的槽处打开，并且围绕第一排气管道204和第二排气管道220滑动，使得一旦带槽的管子围绕第一排气管道204和第二排气管道220处于适当位置，槽就再次关闭。带槽的管子可以简化第一隔热套筒隔热层206和第二隔热套筒隔热层227的安装。
在各种实施例中，第一隔热套筒隔热层206和第二隔热套筒隔热层227可以包括纤维材料(例如，玻璃纤维隔热包裹物、陶瓷纤维包裹物等)。在各种实施例中，第一隔热套筒隔热层206和第二隔热套筒隔热层227可以包括弹性体涂层。第一隔热套筒隔热层206和第二隔热套筒隔热层227可以形成为单个隔热件或多个隔热件。一个或更多个隔热件可以切割成各种长度和尺寸，以适合第一排气管道204和/或第二排气管道220的目标尺寸。第一隔热套筒遮热件216和第二隔热套筒遮热件230类似地可以形成为单个件或多个件。
如本文所述，通过将第一隔热套筒隔热层206和第二隔热套筒隔热层227定位在第一排气管道204和第二排气管道220上方(例如，在第一排气管道204和第二排气管道220之间的接合部处)，排气后处理系统100的保温能力(例如，隔热等)大于不包括这种隔热系统的其他系统。通过提高保温性，可以提高排气后处理系统100的性能和/或与排气后处理系统100相关联的内燃发动机的性能。此外，使第一排气管道204和第二排气管道220之间的接合部隔热减少了向周围部件的散热，改善了径向空间要求，并减少了系统的维护时间。此外，如本文所述，第一隔热套筒隔热层206和第二隔热套筒隔热层227以及第一隔热套筒遮热件216和第二隔热套筒遮热件230可以与后处理系统上游或下游的管道系统一起使用。例如，第一隔热套筒隔热层206和第二隔热套筒隔热层227以及第一隔热套筒遮热件216和第二隔热套筒遮热件230可以应用于后处理系统和发动机之间的普通管道系统，以类似地减少热损失/提高性能。
IV.示例实施例的构造
虽然本说明书包含很多特定的实现细节，但这些不应被解释为对可被要求保护的内容的范围的限制，而是解释为特定实施方式所特有的特征的描述。本说明书中在单独实施方式的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施方式中组合实现。相反，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施方式中单独地或以任何合适的子组合实现。此外，尽管特征可以在上文描述为以某些组合起作用，甚至最初是这样要求保护的，但在某些情况下，来自所要求保护的组合的一个或更多个特征可以从该组合中删除，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变型。
类似地，尽管在附图中以特定顺序描绘了操作，但这不应被理解为要求以所示特定顺序或依次按顺序执行这些操作，或要求执行所有所图示的操作以获得期望的结果。在某些情况下，上文描述的实施方式中的各种系统部件的分开不应被理解为要求在所有实施方式中进行这种分开，并且应理解所描述的部件和系统通常可以集成在单个产品中或包装成在有形介质上体现的多个产品。
如本文所使用的，术语“大体上”、“一般”和类似术语旨在具有与本公开的主题所属的领域的普通技术人员的共同和接受的用法相协调的广泛含义。审阅本公开的本领域技术人员应当理解，这些术语旨在允许描述所描述和要求保护的某些特征，而不将这些特征的范围限制在所提供的精确数值范围内。因此，这些术语应被解释为指示所描述和要求保护的主题的非实质性或无关紧要的修改或改变被认为在所附权利要求中所述的本公开的范围内。此外，应当指出，在权利要求中未使用术语“手段”的情况下，不应将权利要求中的限制解释为构成美国专利法下的“手段加功能”限制。
如本文所使用的术语“联接”、“接合”等意指两个部件直接或间接地彼此连结。这种连结可以是固定的(例如，永久的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。这种连结可以通过两个部件或两个部件和任何附加的中间部件彼此一体地形成为单个整体或者通过两个部件或两个部件和任何附加的中间部件彼此附接或相接来实现。
如本文所使用的术语“流体地联接”等意指两个部件或物体具有在两个部件或物体之间形成的通路，流体(比如水、空气、气态还原剂、气态氨等)可以在通路中流动，有或没有中间部件或物体。用于实现流体连通的流体联接部或构型的示例可以包括用于实现流体从一个部件或物体流向另一个部件或物体的管道系统、通道或任何其他合适的部件。
重要的是要注意，在各种示例性实施方式中示出的系统的构造和布置在性质上仅是说明性的，而不是限制性的。希望保护在所描述的实施方式的精神和/或范围内的所有变化和修改。应当理解，一些特征可能不是必需的，并且缺少各种特征的实施方式可以设想在本申请的范围内，该范围由所附的权利要求书限定。在阅读权利要求书时，意图是当诸如“一个(a)”、“一个(an)”、“至少一个”或“至少一部分”的词语被使用时，不存在把权利要求限制于仅一个项的意图，除非在权利要求中特别地相反地声明。当语言“至少一部分”和/或“一部分”被使用时，该项可以包括一部分和/或整个项，除非特别地相反地声明。

Claims (6)

1.一种隔热排气管道系统，包括：
第一排气管道，其具有第一排气管道端部部分；
第二排气管道，其具有第二排气管道端部部分，所述第二排气管道端部部分被构造成在接合部处联接到所述第一排气管道端部部分，所述第二排气管道端部部分包括凸缘，所述凸缘被构造成在所述接合部处与所述第一排气管道端部部分重叠；
第一隔热层，其设置在所述第一排气管道上，其中所述第一隔热层延伸超过所述第一排气管道端部部分；
第二隔热层，其设置在所述第二排气管道上，其中所述第二隔热层在所述第二排气管道端部部分之前结束，使得所述第二排气管道端部部分从所述第二隔热层暴露；
第一遮热件，其设置在所述第一隔热层上；
第二遮热件，其设置在所述第二隔热层上；以及
排气管道夹具，其被构造成在所述接合部处将所述第一排气管道固定到所述第二排气管道，所述排气管道夹具具有连接部分，所述连接部分将所述排气管道夹具的端部彼此连接，其中所述排气管道夹具的所述连接部分的一部分位于所述第一隔热层和所述第一遮热件的切口部分中，并且其中所述排气管道夹具的除了所述连接部分之外的部分被所述第一隔热层覆盖。
2.根据权利要求1所述的隔热排气管道系统，其中，所述第一排气管道和所述第二排气管道具有第一直径，并且所述凸缘具有大于所述第一直径的第二直径，使得所述凸缘被构造成在所述第二排气管道联接到所述第一排气管道时接纳所述第一排气管道端部部分。
3.根据权利要求1所述的隔热排气管道系统，
其中所述第一遮热件包括第一端部部分，所述第一端部部分覆盖所述第一隔热层的第一端部表面；并且
其中所述第二遮热件包括第二端部部分，所述第二端部部分覆盖所述第二隔热层的第二端部表面并且与所述第一端部部分成面对关系。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的隔热排气管道系统，还包括分别设置在所述第一排气管道的内表面和所述第二排气管道的内表面上的第一安装部件和第二安装部件。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的隔热排气管道系统，其中，所述第一排气管道和所述第一隔热层协作以限定通道，所述通道被构造成接纳所述第二排气管道端部部分。
6.根据权利要求5所述的隔热排气管道系统，其中，所述通道被构造成使得所述第一隔热层的一部分在所述第二排气管道端部部分之前围绕所述第二排气管道的主要主体的一部分设置，并设置成接纳所述排气管道夹具。
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