具有一体式安装架的排气处理装置制造方法
【专利摘要】一种排气处理装置，其包括定位在内壳体与外壳体之间的绝热材料。入口管具有与由内壳体限定的腔连通的一端。用于处理发动机排气的基底定位在内壳体内。金属安装环定位在内壳体与外壳体之间并且包括用于接纳紧固件的安装结构。
【专利说明】具有一体式安装架的排气处理装置
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种用于减少来自内燃发动机的不理想的排放的排气处理装置，并且更具体地，涉及一种用于将排气处理装置支承在车辆上的坚固的一体式安装系统。
【背景技术】
[0002]本节提供与本公开有关的背景信息，其未必属于现有技术。
[0003]可以在各种应用中采用诸如催化转化器、柴油机氧化催化器、柴油机颗粒过滤器之类的排气处理装置以处理从内燃发动机排出的排气。这些排气处理装置中的许多包括诸如用于处理排气的陶瓷基底或催化剂床之类的相对较重的部件。用于将排气处理装置联接至车辆的系统必须承受例如在车轮驶入和驶出路上的坑洞时的大范围的外部输入。
[0004]一般的排气处理装置用多个焊接支架或束带固定至车辆的车辆底部或车架。尽管这种布置在过去可能足以支承排气处理装置，但将支承支架单独地焊接至排气处理装置的成本和复杂性是不理想的。根据所使用的支架的数目及其位置，会引发应力集中，这会不利地影响排气处理装置的使用寿命。此外，为了确保排气处理装置和夹持件的适当定向以避开其他车辆部件，夹持件的使用会在安装方面引入额外挑战。
[0005]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片状金属外壳的铸造件。该铸造件包括用于排气处理装置的安装结构。遗憾的是，由于整个入口组件由铸造部件制成，因此热量从排气处理装置的内部容易地传递到铸造入口组件的外表面。大多数终端用户和原始设备制造商更倾向于处理装置的外部温度保持在预定最大温度以下的绝热布置。此外，铸造件相对较大、较重并且较昂贵。因此，提供包括具有足够隔热的经济有效的一体式安装系统的改进的排气处理装置会是有益的。
【发明内容】
[0006]本节提供本公开的概述，并不是对其全部范围或其全部特征的全面公开。
[0007]—种排气处理装置，其包括定位在内壳体与外壳体之间的绝热材料。入口管具有与由内壳体限定的腔连通的一端。用于处理发动机排气的基底定位在内壳体内。金属安装环定位在内壳体与外壳体之间并且包括用于接纳紧固件的安装结构。
[0008]一种排气处理装置,其包括内壳体、夕卜壳体以及定位在内壳体与外壳体之间的绝热材料。入口管包括与由内壳体限定的腔连通的一端。用于处理发动机排气的基底定位在内壳体内。金属安装构件包括安装结构。盖板接合安装构件并且固定至外壳体以将安装构件保持在外壳体与盖板之间。
[0009]其他适用领域将通过文中提供的描述而变得明显。
【发明内容】
中的描述和具体示例仅意在用于说明的目的，并不意在限制本公开的范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]文中所描述的附图仅用于对所选择的实施方式而非所有可能的实施方式的说明，并不意在限制本公开的范围。
[0011]图1为示例性的具有一体式安装架的排气处理装置的立体图；
[0012]图2为穿过图1中描绘的排气处理装置截取的截面图；
[0013]图3为铸造安装环的立体图；
[0014]图4为穿过图3中描绘的铸造安装环截取的截面图；
[0015]图5为替代的排气处理装置的立体图；以及
[0016]图6为穿过图5中描绘的排气处理装置截取的截面图。
[0017]贯穿附图中的一些视图，对应的附图标记表示对应的部件。
【具体实施方式】
[0018]现在将参照附图更充分地描述示例性实施方式。
[0019]图1至图4描绘了以附图标记10表示的示例性排气处理装置。排气处理装置10包括在外壳15内定位在第二基底14的上游处的第一基底12。第一基底12可以是柴油机氧化催化器或选择性催化还原装置，而第二基底14可以是柴油机颗粒过滤器或泄漏催化器(slip catalyst)。可以使用其他排气处理元件来代替第一基底12和第二基底14。此夕卜，本公开涉及一种在外壳15内包括一个或多个基底的排气处理装置。附图中描绘的双基底布置仅为了说明的目的。
[0020]外壳15包括内壳体16和围绕内壳体16的外壳体17。内壳体16包括彼此联接的若干个金属冲压件。例如，内壳体16包括接纳第一基底12和第二基底14的内管18。基底12、14利用用于将第一衬垫28压缩在第一基底12与内管18之间以及将第二衬垫30压缩在第二基底14与内管18之间的填塞或上料工艺而保持在内管18内。外壳体17也包括若干个相互连接的冲压件，例如围绕内管18的外管34。绝热材料36围绕内管18并且定位在外管34与内管18之间。
[0021]入口组件37固定至外管34和内管18。入口组件37包括环形盖板38，环形盖板38具有固定至第一端帽44的凸缘40。内部入口 41包括固定至内管18的唇状部43。内部入口 41形成内壳体16的一部分，而端帽44形成外壳体17的一部分。
[0022]安装环54定位在第一端帽44与环形盖板38之间。安装环54可以由具有高的硅和钥含量的球墨铸铁铸造成单件式整体部件。这种材料提供了优良的结构物理特性并且可以承受排气处理装置的高温环境。安装环可以替代性地使用诸如锻造、冲压或机加工之类的工艺制成。与所列出的金属材料不同的金属材料也是能够想到的。
[0023]安装环54包括由通过端壁64互相连接的内壁60和外壁62限定的大致杯状的中空横截面。多个实心安装凸台66彼此周向地间隔开。每个凸台66均包括螺纹孔68，螺纹孔68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的坚固的结构性安装架，第一端帽44的内表面70的形状设定为与安装环54的外表面72互补的凹状部。多个孔76与螺纹孔68对准地延伸穿过第一端帽44。应该理解的是，安装环54不是必须包括杯状部并且可以成形为具有更一致的实心横截面。
[0024]为了组装排气处理装置10，将安装环54放置成与内表面70接合。环形盖板38定位成接合安装环54。将凸缘40焊接至第一端帽44以将安装环54保持在期望的位置并且提供铸造件与其余的冲压钢制部件之间的结构性互连。第一端帽44也焊接至安装环54。绝热材料77设置在环形盖板38与内部入口 41之间。
[0025]环形盖板38包括至少一个凸台48，所述至少一个凸台48与形成在内部入口 41上的类似的一个或多个凸台50接合。第一端帽44也包括定位成与环形盖板38的一个或多个凸台48接合的一个凸台或一组凸台78。每组凸台均焊接在一起以将第一端帽44、环形盖板38以及内部入口 41彼此固定。每个焊接将三个相邻的钢板部分结合起来。第一端帽44包括在入口组件37完成之后固定至外管34的凸缘46。隔热罩80可选地固定至第一端帽44的外表面以覆盖凸台78，因为这些区域没有绝热材料77。
[0026]入口管道组件82包括固定至护罩86的管道84。绝热材料88定位在管道84与护罩86之间。管道84包括延伸穿过外管34和内管18、与在第一基底12的上游处形成的腔92连通的第一端90。入口 94形成在入口管道组件82的第二相反端处以用于接纳来自内燃发动机的排气。
[0027]流量分配板96在位于管道84的第一端90的下游的位置处固定至内部入口 41。流量分配板96包括具有不同尺寸的多个间隔开的孔口 98以引起经过第一基底12的大致均匀的排气流。
[0028]出口组件100可以使用与用来制造入口组件37的部件相同或至少非常类似的部件中的一些部件来构造。例如，出口组件100包括第二端帽44a、环形盖板38a、绝热材料77a、内部出口 41a、管道84a、护罩86a、绝热材料88a以及出口 94a。出口组件100的其他特征与形成入口组件37的部件的特征大致类似。因此，这些元件将通过后缀“a”表示。
[0029]形成出口组件100的部件的互相连接与入口组件37大致相同，不同之处在于在图中描绘的出口组件100内不存在安装环54。然而，应该理解的是，如果需要安装灵活性，出口组件100可以包括与安装环54大致类似的安装环。在另一种布置中，入口组件37可以构造成没有安装环54，并且出口组件100可以包括夹在第二端帽44a与环形盖板38a之间的安装环。
[0030]图5描绘了以附图标记110表示的替代的排气处理装置。排气处理装置110除了出口组件110被出口组件114代替之外与排气处理装置10大致相同。出口组件114包括固定至内管18的内锥状部116和固定至外管34的外锥状部118。绝热材料120定位在内锥状部116与外锥状部118之间。管124延伸穿过形成在外锥状部118和内锥状部116中的孔口以将管124的第一端126布置成与腔128连通。管124包括出口 130以允许处理过的排气排出排气处理装置110。
[0031]排气处理装置110提供了与装置10不同的替代性管道布置。管道84与同排气流动穿过基底12、14的方向对准的轴线横向相交。管124提供了与该流动轴线同轴对准的出口。这与由排气处理装置10限定的管道装置形成对比，在排气处理装置10中，入口 94和出口 94a均以与排气流动穿过基底12、14的方向成直角地延伸。本领域技术人员将理解的是，能够预想到，入口、出口以及排气流动路径的其他几何布置也处于本公开的范围内。
[0032]已经为了说明和描述的目的而提供了对实施方式的上文描述。不意在穷举或限制本公开。特定实施方式的各个元件或特征通常不局限于该特定实施方式，而是在适用的情况下，是能够互换的并且能够用于所选择的实施方式，即使在没有具体示出或描述的情况下也是如此。这些各个元件或特征也可以以许多方式改变。这种变型并不被视为背离本公开，并且所有这种改型意在被包括在本公开的范围内。
【权利要求】
1.一种排气处理装置，包括: 内壳体； 外壳体； 定位在所述内壳体与所述外壳体之间的绝热材料； 入口管，所述入口管具有与由所述内壳体限定的腔连通的一端； 定位在所述内壳体内的基底，所述基底用于处理发动机排气；以及定位在所述内壳体与所述外壳体之间的金属安装环，所述环包括用于接纳紧固件的安装结构。
2.根据权利要求1所述的排气处理装置，还包括环形盖板，所述环形盖板与所述安装环接合并且固定至所述外壳，以将所述安装板保持在所述外壳与所述环形盖板之间。
3.根据权利要求2所述的排气处理装置，其中，所述环包括具有通过大致平坦的端壁相互连接的内圆柱形壁和外圆柱形壁的“C”形横截面。
4.根据权利要求3所述的排气处理装置，其中，所述安装结构包括延伸到所述端壁中的螺纹孔。
5.根据权利要求2所述的排气处理装置，其中，所述绝热材料夹在所述内壳体与所述环形盖板之间。
6.根据权利要求5所述的排气处理装置，其中，所述安装环位于所述绝热材料的与所述腔相反的一侧上。
7.根据权利要求1所述的排气处理装置，还包括第二基底，所述第二基底与所述基底同轴地对准，并且定位在所述内壳体内。
8.根据权利要求1所述的排气处理装置，其中，所述金属安装环由球墨铸铁合金铸造。
9.根据权利要求1所述的排气处理装置，其中，所述环固定至所述外壳体。
10.根据权利要求1所述的排气处理装置，还包括流量分配板，所述流量分配板包括多个孔口，所述孔口定位成使得排气在进入所述基底之前穿过所述孔口。
11.根据权利要求2所述的排气处理装置，其中，所述内壳体包括向外延伸的突出部并且所述环形盖板包括向内延伸的凸台，所述突出部与所述凸台接合并且固定至所述凸台。
12.根据权利要求11所述的排气处理装置，其中，所述外壳体包括向内延伸的突出部，所述向内延伸的突出部与所述凸台嵌套并且固定至所述凸台。
13.一种排气处理装置，包括: 内壳体； 外壳体； 定位在所述内壳体与所述外壳体之间的绝热材料； 入口管，所述入口管具有与由所述内壳体限定的腔连通的一端； 定位在所述内壳体内的基底，所述基底用于处理发动机排气； 包括安装结构的铸造金属安装构件；以及 盖板，所述盖板与所述安装构件接合并且固定至所述外壳体，以将所述安装构件保持在所述外壳体与所述盖板之间。
14.根据权利要求13所述的排气处理装置，其中，所述绝热材料夹在所述内壳体与所述盖板之间。
15.根据权利要求14所述的排气处理装置，其中，所述安装构件位于所述绝热材料的与所述腔相反的一侧上。
16.根据权利要求13所述的排气处理装置，其中，所述内壳体包括向外延伸的突出部并且所述盖板包括向内延伸的凸台，所述突出部与所述凸台接合并且固定至所述凸台。
17.根据权利要求16所述的排气处理装置，其中，所述外壳体包括向内延伸的突出部，所述向内延伸的突出部与所述凸台嵌套并且固定至所述凸台。
18.根据权利要求13所述的排气处理装置，其中，所述安装构件焊接至所述外壳体。
19.根据权利要求13所述的排气处理装置，其中，所述安装构件成形为连续的环。
【文档编号】F01N13/10GK104302879SQ201280053844
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2012年9月4日 优先权日:2011年10月7日
【发明者】梅根·维卡雅斯兹, 里克·汤姆普森, 帕维尔·罗布尔斯, 卡里·赖特 申请人:田纳科汽车营运公司