[發(fā)明專利]復(fù)合排氣元件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310383243.3
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN103711546B
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: G·里多爾菲
• 申請（專利權(quán)）人: 博薩爾排放控制系統(tǒng)公司
• 主分類號: F01N1/24
• 分類號: F01N1/24
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 丁香蘭;龐東成

本發(fā)明涉及一種復(fù)合排氣元件。所述復(fù)合排氣元件包括由復(fù)合材料制成的外殼(1)和內(nèi)部熱保護(hù)體(2)。所述內(nèi)部熱保護(hù)體(2)包括：高溫絕熱材料層(21、22)，和為所述高溫絕熱材料層提供摩擦保護(hù)的內(nèi)襯(20)。所述內(nèi)襯(20)是耐高溫織物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復(fù)合排氣元件，具體涉及用于機(jī)動車輛的排氣系統(tǒng)中的復(fù)合排氣元件。

背景技術(shù)

汽車的燃料效率已成為至關(guān)重要的問題，特別是因為環(huán)境顧慮的增加、更嚴(yán)格的立法和油價的上漲。提高效率的一種方法是降低油耗。這可以通過減小汽車組件的重量來實現(xiàn)。

一種減重方法是用輕質(zhì)復(fù)合材料(例如，纖維強(qiáng)化型樹脂復(fù)合物)替換汽車排氣系統(tǒng)的金屬部件。然而，復(fù)合材料在高溫下經(jīng)常不穩(wěn)定。由于排出氣可以達(dá)到800℃～1000℃的溫度，這些復(fù)合材料需要熱保護(hù)。

美國專利第5,400,830號提出，通過在用復(fù)合材料制成的外管內(nèi)部設(shè)置絕熱層來構(gòu)造汽車排氣管道。該管設(shè)置有薄壁金屬內(nèi)襯來保護(hù)所述絕熱層不會受到管道內(nèi)部導(dǎo)流的排出氣的摩擦。然而，金屬管仍會增大總重量，并且在吸音方面性能較低。

為了進(jìn)一步減少排氣系統(tǒng)的重量，已提出用金屬網(wǎng)來替換金屬內(nèi)管。金屬網(wǎng)將絕熱層固定在適當(dāng)位置并改善管道的聲學(xué)性質(zhì)。絕熱層往往是高溫纖維棉墊或纖維墊，其纖維容易受到穿過金屬網(wǎng)孔的排出氣的侵蝕。遭到侵蝕的絕熱物的絕熱性降低，并可能導(dǎo)致外層復(fù)合管的破裂或熔化。此類排氣管道未獲得長期穩(wěn)定性。

需要聲學(xué)性能良好的輕質(zhì)排氣元件。具體而言，需要這樣的排氣元件：其中，用復(fù)合材料替換了金屬部件，并提供相同或更佳的聲學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種復(fù)合排氣元件，其包括：由復(fù)合材料制成的外殼；和內(nèi)部熱保護(hù)體。所述內(nèi)部熱保護(hù)體包括：高溫絕熱材料層，和為所述高溫絕熱材料提供摩擦保護(hù)的內(nèi)襯。所述內(nèi)襯是耐高溫的織物。

外殼的復(fù)合材料受到內(nèi)部熱保護(hù)體的熱保護(hù)。其內(nèi)側(cè)上的內(nèi)部熱保護(hù)體能夠承受在排氣元件內(nèi)部流動的排出氣的高溫，所述溫度可以高達(dá)1000℃，即，熱保護(hù)體的耐熱溫度能夠承受這些溫度。在其外側(cè)，內(nèi)部熱保護(hù)體使溫度下降至外殼的復(fù)合材料可以承受的溫度。所述外部溫度可以低至200℃～250℃。

內(nèi)部熱保護(hù)體包括高溫絕熱材料層。為了保護(hù)該高溫絕熱材料層不受經(jīng)由排氣元件導(dǎo)流的排出氣的摩擦，設(shè)置了由耐高溫織物制成的內(nèi)襯，并使其與高溫絕熱材料層的內(nèi)側(cè)鄰接。

對高溫絕熱材料的摩擦或侵蝕是由排氣系統(tǒng)中通常有毒的或氧化性的氣氛的機(jī)械沖擊或化學(xué)沖擊引起的。通過織物內(nèi)襯，可以防止或盡量減少排出氣與高溫絕熱材料的直接接觸。

此外，織物內(nèi)襯的聲音性質(zhì)與金屬網(wǎng)內(nèi)襯相同或甚至有所提高。然而，金屬網(wǎng)內(nèi)襯容易被腐蝕，并且沒有為高溫絕熱材料層提供很多摩擦保護(hù)。

在織物中，纖維以網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)結(jié)合，例如，形成織物的紗線或絲線。與纖維原料(例如，高溫絕熱材料的無紡層或纖維棉層的纖維原料)相比，單獨(dú)的纖維不易受到經(jīng)過的氣流的摩擦。令人驚奇的是，織物內(nèi)襯不受氣流侵蝕。除了以網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)結(jié)合的纖維外，另一個原因可能是織物內(nèi)襯的表面粗糙度較低，這似乎使摩擦過程失去了目標(biāo)物。

織物可以以各種密度制造，并且可以提供不同的表面粗糙度。因此，其提供了廣闊范圍的摩擦保護(hù)，包括吸音方面的靈活性、尤其是內(nèi)襯的聲音透明性。利用表面粗糙度也可以影響排氣元件的反壓，從而以較小的表面粗糙度保持較低的反壓。

在使用本發(fā)明的復(fù)合排氣元件時，排氣系統(tǒng)的吸音能力可以得到改善，例如符合法律要求的響度限制。由此，甚至消聲器都可以變得過時或可以縮小尺寸。由于本發(fā)明的復(fù)合排氣元件比金屬排氣部件具有更高的絕熱性，所以通常設(shè)置在機(jī)動車輛的排氣系統(tǒng)和底部之間的熱屏障也可以省略或縮小。利用本發(fā)明的復(fù)合元件的這兩種性質(zhì)，可以明顯減小排氣系統(tǒng)的重量。通常，市售的消聲器的重量超過排氣系統(tǒng)總重量的一半。