具有整体安装件的排气处理装置的制作方法

本披露涉及一种用于减少内燃发动机的不期望的排放物的排气处理装置，并且具体地涉及一种用于将排气处理装置支撑在车辆上的稳健的整体式安装系统。

背景技术：

此部分提供与本披露相关的背景信息，其不一定是现有技术。

排气处理装置(如催化转化器、柴油机氧化催化器、柴油机微粒过滤器等等)可以用于各种应用中以处理从内燃发动机排出的排气。许多排气处理装置包括相对较重的部件，如陶瓷基板或用于处理排气的催化剂床。用于将排气处理装置联接至车辆的系统必须承受大范围的外部输入，如当车轮进入和离开道路上的坑洞时。

典型的排气处理装置固定于带有多个焊接支架或焊带的车身底部或者车架上。尽管这些安排可能足够支撑以往的排气处理装置，但单独将支撑支架焊接到排气处理装置的成本和复杂度是不令人期望的。取决于使用的支架的数量及其位置，可能引起应力集中，应力集中可能对排气处理装置的使用寿命造成负面影响。此外，夹具的使用可能引起额外的安装挑战来确保排气处理装置和夹具的正确取向，以便绕过其他车辆部件。

一种已知的排气处理装置包括入口端，该入口端形成为随后联接至金属板壳体上的铸件。该铸件包括用于排气处理装置的安装构造。不幸的是，由于整个入口组件由铸造部件形成，所以热量易于从排气处理装置的内部传递至铸造入口组件的外表面。大多数终端用户和原始装备制造商更喜欢隔热安排，在该隔热安排处，处理装置的外部温度保持低于预定最大温度。另外，铸件相对较大、重且昂贵。因而，可能有益的是提供包括有成本效益的整体安装系统的改善的排气处理装置，该整体安装系统具有足够的热防护。

技术实现要素：

此部分提供本披露的总体概述而不是其全部范围或其全部特征的全面披露。

一种排气处理装置包括入口管，该入口管具有与该壳体内的空腔相连通的端部。用于处理发动机排气的排气处理部件定位在该壳体内。金属安装构件包括安装构造。固位板与该金属安装构件接合并且固定至该壳体上以将该安装构件固位在该壳体与该固位板之间。

排气处理装置包括定位在内壳与外壳之间的隔热材料。入口管具有与由内壳限定的空腔相连通的端部。用于处理发动机排气的基板定位在内壳内。金属安装环定位在内壳与外壳之间，并且包括用于接纳紧固件的安装构造。

排气处理装置包括内壳、外壳和定位在内壳与外壳之间的隔热材料。入口管包括与由内壳限定的空腔相连通的端部。用于处理发动机排气的基板定位在内壳内。金属安装构件包括安装构造。盖板与安装构件接合并且固定至外壳上以将安装构件固位在外壳与盖板之间。

从本文所提供的描述将清楚其他适用范围。本概述中的说明和具体实例仅旨在用于说明的目的而并非旨在限制本披露的范围。

附图说明

在此描述的附图仅是出于对所选择实施例的而不是对所有可能实施方式的说明性目的，并且不旨在限制本披露的范围。

图1是具有整体安装件的示例性排气处理装置的透视图；

图2是穿过图1中描绘的排气处理装置截取的截面视图；

图3是铸造安装环的透视图；

图4是穿过图3中描绘的铸件安装环截取的截面视图；

图5是替代排气处理装置的透视图；

图6是穿过图5中描绘的排气处理装置截取的截面视图；

图7是替代排气处理装置的截面视图；

图8是另一个替代排气处理装置的局部端视图；

图9是另一个排气处理装置的局部截面视图；

图10是另一个排气处理装置的局部截面视图；

图11是另一个排气处理装置的局部截面视图；并且

图12是图11中描绘的排气处理装置的局部截面视图。

贯穿附图的若干视图，相应的参考号表示相应的部分。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。

图1至图4描绘了以参考号10标识的示例性排气处理装置。排气处理装置10包括第一基板12，该第一基板定位在壳体15内的第二基板14的上游。第一基板12可以是柴油机氧化催化器或者选择性的催化还原装置，尽管第二基板14可以是柴油机微粒过滤器或者逃逸催化器。其他排气处理元件可以用于代替第一基板12和第二基板14。此外，本披露涉及一种排气处理装置，该排气处理装置包括位于壳体15内的一个或多个基板。在附图中描绘的两个基板安排仅是为了说明目的。

壳体15包括内壳16和围绕内壳16的外壳17。内壳16包括若干彼此联接的金属冲压件。例如，内壳16包括接纳第一基板12和第二基板14的内管18。基板12、14固位在内管18内，该内管使用填料或定径工艺将第一垫28压缩在第一基板12和内管18之间，以及将第二垫30压缩在第二基板14与内管18之间。外壳17还包括若干互连的冲压件，如外接内管18的外管34。隔热材料36围绕内管18并且定位在外管34与内管18之间。

入口组件37固定至外管34与内管18上。入口组件37包括环形盖板38，该盖板具有固定至第一端盖44上的凸缘40。内入口41包括固定至内管18上的唇缘43。内入口41形成内壳16的一部分，而端盖44形成外壳17的一部分。

安装环54定位在第一端盖44与环形盖板38之间。安装环54可以由具有高含量硅和钼的韧性铁铸造成一件式整体部件。这种材料提供优良的物理结构性能，并且可以承受排气处理装置的高温环境。安装环可以替代地通过使用如锻造、冲压、机加工等工艺形成。还设想到除了所列出的那些以外的金属材料。

安装环54包括总体上杯状的中空截面，该截面是由通过端壁64互连的内壁60和外壁62限定。多个实心安装凸台66彼此周向地间隔开。每一个凸台66包括螺纹孔口68，该螺纹孔口用于接纳紧固件(未示出)以将排气处理装置10安装至车辆。为了限定用于排气处理装置10的稳健结构安装件，第一端盖44的内表面70成形为补充安装环54的外表面72的凹窝。多个孔口76与螺纹孔口68对准延伸通过第一端盖44。应理解的是安装环54不需要包括杯状部，并且可以成形为具有更一致的实心截面。

为了组装排气处理装置10，安装环54放置为与内表面70接合。环形盖板38被定位成接合安装环54。凸缘40焊接于第一端盖44上以将安装环54固位在期望位置处，并且提供在铸件与其余冲压钢部件之间的结构互连。第一端盖44也焊接至安装环54。隔热材料77束缚在环形盖板38与内入口41之间。在替代的安排中，安装环54可以焊接至其接触的一个或多个金属部件。

环形盖板38包括至少一个凸台48，该凸台接合相同的凸台或者形成在内入口41上的多个凸台50。第一端盖44还包括凸台或一组凸台78，该或这组凸台被定位成与环形盖板38的凸台或多个凸台48接合。每一组凸台都焊接在一起以将第一端盖44、环形盖板38和内入口41彼此固定。每一个焊接点将三个邻近的钢板部分连结在一起。第一端盖44包括凸缘46，该凸缘在完成入口组件37之后固定至外管34上。隔热罩80可以可选地固定至第一端盖44的外表面以覆盖凸台78，因为这些区域是没有隔热材料77。

入口管组件82包括固定至护罩86上的管道84。隔热材料88定位在管道84与护罩86之间。管道84包括延伸通过外管34和内管18、与形成在第一基板12的上游的空腔92相连通的第一端90。入口94形成在入口管组件82的第二相反端，用于接收来自内燃发动机的排气。

分流板96在管道84的第一端90的下游位置处固定至内入口41。分流板96包括多个间隔开的孔口98，这些孔口具有不同的大小，以引发基本上均匀的排气流通过第一基板12。

可以使用与用于制造入口组件37相同或至少非常相似的一些部件来构造出口组件100。例如，出口组件100包括第二端盖44a、环形盖板38a、隔热材料77a、内出口41a、管道84a、护罩86a、隔热材料88a和出口94a。出口组件100的其他特征基本上类似于形成入口组件37的部件的特征。如此，这些元件将标识有小写字母“a”的后缀。

用于形成外组件100的部件的互连基本上与入口组件37相同，例外的是图中描绘的出口组件100内不存在安装环54。然而应理解的是，如果要求安装灵活性，出口组件100可以包括基本上类似于安装环54的安装环。在又另一个安排中，入口组件37可以构造成不具有安装环54，并且出口组件100可以包括夹在第二端盖44a与环形盖板38a之间的安装环。

图5描绘了以参考号110标识的替代排气处理装置。排气处理装置110与排气处理装置10基本上相同，例外的是出口组件100已被出口组件114替换。出口组件114包括固定至内管18上的内锥体116和固定至外管34上的外锥体118。隔热材料120定位在内锥体116与外锥体118之间。管124延伸通过形成在外锥体118与内锥体116内的孔口，以将管124的第一端126与空腔128相连通。管124包括出口130以允许经处理的排气逸出排气处理装置110。

排气处理装置110提供来自装置10的替代管道安排。管道84横向地交叉与排气流过基板12、14的方向一致的轴线。管124提供与这条流动轴线同轴对准的出口。这与由排气处理装置10限定的管道安排形成对比，其中入口94和出口94a以与排气流通过基板12、14的方向成直角的方式延伸。本领域技术人员应理解，设想入口、出口和排气流动路径的其他几何安排在本披露的范围内。

图7描绘了以参考号200标识的替代排气处理装置。排气处理装置200与排气处理装置110基本上相同，例外的是入口组件37被入口组件202替换。入口组件202包括内入口204，该内入口固定至内管18上以形成内壳16的一部分。端盖206是围绕内入口204的杯状冲压件，并且包括固定至外管34上的端部207以形成外壳17的一部分。隔热材料208定位在内入口204与端盖206之间。安装构件210夹在端盖206的内表面212与固位板214之间。固位板214固定至端盖206上。入口管组件220包括固定至护罩224上的管道222。隔热材料226定位在管道222与护罩224之间。管道222包括延伸通过端盖206、固位板214和内入口204的第一端228，以便与在第一基板12的上游的空腔94相连通。护罩224、固位板214和内入口204固定至管道222上。管道222延伸通过安装构件210。

在图8中以参考号250标识和描绘了另一个替代排气处理装置。排气处理装置250与之前描述的实施例中的每一个实施例基本上类似，至少一个例外是该装置的截面形状不一定是圆形或某种其他正多边形。排气处理装置250还包括第一安装构件252，该安装构件与第二安装构件254间隔开来代替之前描述的一件式安装构件。应该理解，可以合并任意数量的间隔开的安装构件而不背离本披露的范围。单独安装构件被设想成联接至如前所述的排气处理装置。例如，第一安装构件252和第二安装构件254可以定位在未在图8中描绘的端盖内。安装构件252、254可以随后束缚在固位板与端盖之间。在随后在本文件中介绍的排气处理装置中使用多个间隔开的安装构件也在本披露的范围内。

图9描绘了以参考号300标识的另一个替代排气处理装置的一部分。排气处理装置300与之前描述的排气处理装置基本上类似，至少一个例外是固位板302和安装构件316可以固定至之前组装的排气处理装置上。固位板302可以直接固定至外端板306的凸缘304上，而不是直接联接至外管34上。内端板308可以固定至内管18上。内端板308可以如图9所示成形或者可以是细长的和如前所述的圆锥形状，并且被识别成内入口或内出口。隔热材料310定位在内端板308与外端板306之间。在如图9所示的安排中，外端板306的凸缘304固定至外管34的外表面312上。固位板302的一部分与凸缘304重叠并且被固定至其上。

安装构件316束缚在固位板302与外端板306之间。应理解，在图9中未示出的另一种构形中，凸缘304可以接合外管34的内表面318，而固位板302直接接合外管34的外表面312。

通过安排图9中所描绘的部件，可以产生简化的制造方法。更具体地，在将凸缘304固定至外管34之前，通过将外端板306与内端板308接合，隔热材料310可以被正确地压缩期望的量。组件排气处理装置300在将安装构件316搬运并联接至装置300之前可以是基本上完整的。当与之前描述的深拉版本比较时，由于每一个冲压件相对较浅，可以更经济地构造装置300。

一旦内端板308和外端板306已经固定至内管18和外管34上，安装构件316就定位在形成在固位板302中的凹窝中。固位板302被定位成与凸缘304重叠并且在其中心或附近接合外端板306。在这个位置处，三个冲压金属部件：固位板302、外端板306和内端板308中的每一个部件可以同时焊接在一起。安装构件316可以接合外端板306的外表面322。固位板302的外周缘也可以焊接至凸缘304。

图10示出了以参考号350标识的另一个替代排气处理装置。图10中仅仅示出了排气处理装置的一部分，以展示与之前描述的装置的差异。排气处理装置350包括内壳352，该内壳包括内管354和内端板356。外壳360包括围绕内管354的外管362和外端板364。隔热材料366定位在内管354与外管362之间、以及在内端板356与外端板364之间。

安装构件368定位在内端板356与外端板364之间。在一个安排中，凹窝370形成在外端板364中，用于接纳安装构件368。如前所述，安装构件368可以被构造成一件式整体构件，或者替代地可以包括多于一个间隔离开安装构件。在图10所描绘的构形中，安装构件368的内表面374被定位成接合隔热材料366的外表面380。应理解，隔热材料366是可压缩的，并且在将外端板364固定至外管362之前，基于外端板364和安装构件368的位置，可以在安装构件368上施加偏置负载。螺柱384固定至安装构件368上，并且延伸通过外端板364的孔口386。螺柱384包括外螺纹，该外螺纹对于将排气处理装置350安装至支撑结构上是有用的。外螺纹螺柱384仅仅是安装构造的实例，该安装构造可以通过安装构件368来提供。还设想，安装构件368可以包括内部延伸的螺纹盲孔。其他安装构造包括不同形状的紧固件，这些紧固件被设想在本披露的范围内。这些紧固件可以向外延伸超出外端板364的外表面，或者可以在内部位于安装构件368内并且经由孔口386是可触及的。替代的安装构造可以是在本文中描述的安装构件或安装环的一部分或其中的任一者。

图11和图12描绘了排气处理装置400，该排气处理装置配备有替代的或补充的安装件402。安装件402包括安装构件404，该安装构件被定位成与外管34的外表面406接触。固位板410包括成形为对安装构件404的外轮廓进行补充的凹窝的内表面412。固位板410的凸缘416、418固定至外管34上。安装构件404或者固位板410仅需要沿着在图12所描绘的外管34的周缘的一部分延伸。为了节省成本和重量，安装构件404和固位板410周向延伸少于180度。孔口422延伸通过固位板410以允许进入螺纹盲孔424。替代地，螺柱或其他紧固件可以固定至安装构件404上并且延伸通过孔口422。

以上对这些实施例的描述是出于展示和说明的目的提供的。并不旨在是详尽的或限制本披露。具体实施例的单独的要素或特征通常并不局限于该具体实施例，而是在适用时是可互换的、并且可以用在甚至并未明确示出或描述的选定实施例中。例如，如前所述的安装构件和固位板的相互作用可以用于排气处理装置上，该排气处理装置具有单个壁，代替前述内壳和外壳构造。另一套排气处理装置被设想为具有除了安装环以外的前述所有特征。可以通过使用更传统的手段(如绷带或系带)来安装这些装置。通过使用共同的部件可以提供经济优势。其他特征也可以通过多种方式变化。这样的变化不应视作是脱离本披露，并且所有这样的改动都旨在包含在本披露的范围之内。