改进的排气加热装置的制造方法_2

文档序号:9252204阅读:来源:国知局
缩件的示意图;
[0069]图27D示出了根据本公开内容的教示的所形成的冷销至汇流排的连接的示意图;
[0070]图28A为根据本公开内容的教示构造的臂支架的立体图;以及
[0071]图28B为根据本公开内容的教示构造的臂支架的另一形式的立体图。
【具体实施方式】
[0072]以下描述本质上仅是示例性的并且不意在限制本公开内容、应用或用途。应当理解到,贯穿附图,对应的附图标记指示相同或对应的部件或零件。
[0073]本公开总体上涉及加热装置以及使用与该加热装置相关联的方法。贯穿本公开并结合柴油机排气应用描述了根据本文中所包括的教示制造并使用的加热装置,从而更加充分地说明思想。应当理解到,该加热装置与除柴油机排气应用以外的具有热流或待加热的流体(液体、气体或等离子体)流的其他类型的热管理应用的结合和使用也被认为是在本公开的范围内。
[0074]参照图1,加热装置I在一种形式中总体上包括接线盒5、穿孔盒组件10、包括一个或更多个可分离的容器部段部件15的容器本体14以及加热器凸缘部件20。可以在容器本体14的相反两端处设置排气系统联接部件25以将加热装置I联接到排气系统(未示出)中。排气流从排气系统穿过形成在加热装置I中的路径30进入到加热装置I中。路径30由容器本体14和加热器凸缘部件20共同限定。加热器凸缘部件20在一种形式中总体上具有板构型。加热装置I的模块化设计允许加热装置I中的各个部件的尺寸保持一致,其中,仅每个部件的长度发生变化以适应应用要求(多种要求)。加热装置I中可以结合接线盒盖7。在某些应用中,例如在柴油机排气系统中,在应用中产生的振动的程度使得可能必须需要至少一个支承支架(未示出)来有效地安装加热装置I。
[0075]参照图2A和图2B,加热装置I还包括一个或更多个加热器元件35和支架组件40。在一种形式中,支架组件40包括可选的上脊状部件41、一个或更多个元件支承部件43以及可选的下脊状部件45。在一种形式中,元件支承部件43包括多个柱状件43,所述多个柱状件43联接至加热器元件35中的对应的加热器元件并与容器本体14的纵向轴线X垂直地布置。柱状件43联接至容器本体14的容器部段部件15或者联接至可选的上脊状部件41和下脊状部件45。当期望用于支架组件40不需要具有上脊状部件的应用中时,柱状件43可以直接联接至加热器凸缘部件20。柱状件43包括可选的偏流器70,偏流器70阻挡了排气沿着形成在加热装置I中的路径30的中央流动。
[0076]加热器元件35可以表现出预定的(例如测量的)或可预测的性能特征。这种性能特征的一个示例包括当加热器元件35受到预先选定的电压或者处于指定的处理流条件的情况下关于加热器元件35的加热速率。加热器35被选定为线缆加热器、管式加热器、筒形加热器、柔性加热器、分层加热器、金属箔或金属羊毛加热器。替代性地,加热器元件35为线缆加热器或管式加热器。
[0077]加热器凸缘部件20与容器本体14的一个或更多个容器部段部件15联接,使得它们形成外部罩,该外部罩围绕一个或更多个加热器元件35并建立用于排气流穿过加热装置I的路径30。加热器凸缘部件20和一个或更多个容器部段部件15可以通过使用凸部21彼此接触。凸部21可以位于或者加热器凸缘部件20上或所述一个或更多个容器部段部件15上。一个部件15、20中的每个凸部21均配合至位于另一部件20、15中的孔22。凸部21的使用有助于在将加热器凸缘部件20联接至容器本体14之前将加热器凸缘部件20、支架组件40以及加热器元件35进行组装。
[0078]现在参照图3A、图3B、图4A和图4B,接线盒5建立加热器元件35与电源(未示出)之间的电连接9,而穿孔盒组件10提供了如下装置:该装置用以通过产生更长的路径用于传导和辐射换热而对电连接9和加热器元件35进行冷却,以及允许对流空气冷却。穿孔盒组件10具有被穿孔的至少一个壁或裙状部,从而使穿孔盒组件10的内部暴露于大气。在热的量级使得需要对接线盒5进行冷却的应用中使用穿孔盒组件10。本领域的技术人员应当理解,壁或裙状部中的穿孔可以表现为一个或更多个穿孔,其中,每个穿孔具有任意尺寸或形状。
[0079]加热装置I还可以包括一个或更多个支撑管(standoff tube) 60,所述一个或更多个支撑管60从穿孔盒组件10穿过加热器凸缘部件20突出到由容器部段部件15形成的外部罩中。每个支撑管60均围绕加热器元件35以向加热器元件35提供机械支承。可选的穿孔盒的顶部和底部、穿孔盒的壁以及支撑管中的一者或更多者可以利用镍或铜钎焊在一起。本领域的技术人员应当理解,当需要时,可以将加热器元件35直接钎焊至接线盒5和可选的穿孔盒10,从而不需要支撑管60。钎焊可以借助于本领域的技术人员已知的任何方式来完成,包括但不限于同时进行的炉内钎焊或者通过手动钎焊过程。
[0080]加热器凸缘部件20、穿孔盒组件10的穿孔壁或裙状部以及支撑管60可以由适于在排气系统中使用的任何材料制成;替代性地,它们可以由金属或金属合金制成。金属接合过程如钎焊等可以用以接合加热器凸缘部件、穿孔盒组件的穿孔裙状部以及支撑管。金属接合过程的一个具体示例包括首先将待接合部件点焊至适当位并且随后在炉内执行镍钎焊。这种钎焊过程提供了强度并对排气装置进行密封,并且使得所有接合部同时钎焊至支撑管。
[0081]加热装置I可以为“智能”加热装置并且可以包括至少一个加热器元件35和至少一个温度传感器56的组合。可选地,加热装置I还可以包括LIN总线、CAN总线或者能够提供至少两个系统部件之间的通信路径的其他类型的总线。
[0082]温度传感器56可以与加热器元件35的护套接触,该护套位于与加热器元件35相邻的元件支承部件(例如柱状件43)上,或者位于加热器元件35的上游或下游处。传感器56可以测量加热器元件35的特定位置或期望位置中的温度。当加热器元件35接近或超过根据正在执行的应用确定的预定温度极限时,通过传感器56对温度的测量允许加热装置I减少电力。温度传感器56还可以用于判断的目的。替代性地,加热装置I包括多个加热器元件35和温度传感器56,温度传感器56为能够提供多于一个温度测量的独立传感器或多个结合式传感器的组合。
[0083]智能加热装置除使热通量最大化并降低了制造成本以外,还提供了增强的判断能力的益处。强大的判断能力通常取决于不同的加热器元件之间所呈现出的变化。能够利用对应于具体的加热器元件的性能特征或信息的智能加热装置通过使得由制造偏差引起的随机变化的至少一部分能够被校正或补偿而提供了增强的判断能力。智能加热装置可以补偿柴油机氧化催化剂(DOC)、柴油机微粒过滤器(DPF)、选择性催化还原剂、稀燃NOx捕集器或包括后处理催化剂的其他排气部件中存在的热梯度。本领域的技术人员应当理解,还可以通过使用智能加热装置来实现其他判断活动。
[0084]现在参照图3A、图3B、图5A和图5B,加热装置I还可以包括热电偶套管55,热电偶套管55 —体地附接至支架组件40的柱状件43,使得热电偶套管55允许加热器元件35与温度传感器56之间的间接和/或直接接触。热电偶套管55为用于当温度传感器56被安装成用于加热装置I中时保护温度传感器56的管状配件。热电偶套管55还可以为在两端上都敞开的管状配件,从而当温度传感器56被插入到加热装置I中时允许温度传感器56与正在流动的排气直接接触,同时温度传感器56还用作防止气体逸出的密封件。热电偶套管55可以放置成与支架组件40的柱状件43中的任意柱状件接触。替代性地,热电偶套管55可以放置在加热装置I中倒数第二个加热器元件35上,这是因为倒数第二个加热器元件通常为最热的盘管中的一个盘管并且排气流紧接在离开加热装置I的之前流过该加热器元件。温度传感器56可以被选定为热电偶、热敏电阻或电阻温度装置。当需要时,温度传感器56并非必须实际接触加热器元件35,在示出的设计中,加热器元件35实际接触柱状件43和/或U形通道支架80(图6A和图7B中示出),而热电偶套管55接触柱状件43并且温度传感器56接触热电偶套管55。本领域的技术人员将理解,期望在产品的整个寿命中具有一致的热路径,但是元件并非必须直接接触。
[0085]参照图6A,支架组件40包括可选的上脊状部件41、呈柱状件43的形式的一个或更多个元件支承部件/安装支架、至少一个共形支架80以及可选的下脊状部件45。由于支架80的形状被加工成与所示出的加热器元件35的形状相符,因此支架80是“共形的”。在操作中,在加热器元件35具有较大的尺寸的情况下,需要支承加热器元件35以用于抵抗振动。在加热器元件35具有圆形截面的情况下,共形支架80的形状被相应地加工成具有如所示出的内径以与加热器元件35的形状相符。
[0086]柱状件43以与纵向轴线X垂直并且彼此平行的方式布置。当设置上脊状部件41和下脊状部件45时,上脊状部件41和下脊状部件43与加热器凸缘部件20接触。当需要时,下脊状部件45可以与热电偶套管55接触。一个或更多个柱状件43或者接触容器部
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