一种衬垫以及一种尾气后处理封装单元制造技术

本发明专利技术提供一种衬垫以及使用这种衬垫的尾气后处理封装单元，该衬垫至少包括：一膨胀层、一凸起层与一非膨胀层，该凸起层位于膨胀层与非膨胀层之间，凸起层上布置有无机颗粒，其中，当膨胀层受热膨胀时，膨胀层推动无机颗粒刺破非膨胀层。该衬垫在封装过程与实际应用过程中的摩擦系数可以变化，在封装过程中摩擦系数小，在封装完成后应用过程中摩擦系数变大，进而保证应用过程中的安全性，同时兼顾封装过程的便利性，降低封装设备损坏风险。降低封装设备损坏风险。降低封装设备损坏风险。

【技术实现步骤摘要】
一种衬垫以及一种尾气后处理封装单元


[0001]本专利技术涉及尾气后处理领域，具体涉及一种衬垫以及使用这种衬垫的尾气后处理封装单元。

技术介绍

[0002]随着排放法规的不断升级，特别是国VI法规的到来，越来越多的新技术被应用在机动车尾气后处理领域。尾气后处理封装单元，通常包括陶瓷载体、衬垫、金属壳体三部分。其封装工艺包括先将衬垫包裹在陶瓷载体表面，再塞入到金属壳体中，衬垫进而被固定在载体与金属壳体之间的间隙中，主要起固定陶瓷载体，防止其脱落、窜动的作用。
[0003]现有技术在设计衬垫时，通常通过提高其工况下的支持力，从而提高衬垫与金属壳体之间的摩擦力，进而提高衬垫对封装单元的保持力。由于衬垫基础材料本身性能的限制、工况条件的逐渐严苛，按此思路继续提升衬垫保持力变得越来越困难。另一种提升衬垫保持力的思路是提高衬垫与金属壳体之间的摩擦系数，但由于封装过程的限制，衬垫与金属壳体之间的摩擦系数不得高于衬垫与陶瓷载体之间的摩擦系数，否则会造成“脱芯”(塞入时载体移动、衬垫不动)等失效。
[0004]因此，业界亟需一种新的衬垫，既能满足顺利完成封装、又能在工况下与金属壳体之间有较大的摩擦系数，进而提高对封装单元的保持力。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供的一种新的衬垫，其在封装过程与实际工况下的摩擦系数可变，在封装过程中摩擦系数小，既能满足顺利完成封装过程、又提高了对封装单元的保持力。
[0006]本专利技术提供一种衬垫，该衬垫至少包括：一膨胀层、一凸起层以及一非膨胀层，该凸起层位于膨胀层与非膨胀层之间，凸起层上布置有无机颗粒，其中，当膨胀层受热膨胀时，膨胀层推动无机颗粒刺破非膨胀层。
[0007]优选的，该无机颗粒至少包括氧化铝、氧化硅、硅酸铝、莫来石、堇青石、氧化锆或碳化硅中的一种或几种的组合。
[0008]优选的，该无机颗粒的球形度<0.5，且粒度为200
‑
500目。
[0009]优选的，该无机颗粒分布在该凸起层的至少20％的面积。
[0010]优选的，该非膨胀层包括无机纤维，该无机纤维包括硅酸铝纤维、莫来石纤维、氧化铝纤维、氧化锆纤维、碱土硅酸盐纤维、高硅氧纤维中的一种或几种的组合。
[0011]优选的，该膨胀层至少包括蛭石。
[0012]优选的，该凸起层厚度为≤1.0mm。
[0013]优选的，该非膨胀层的厚度的确定方法包括：
[0014]步骤一：确定该凸起层的厚度，预设该非膨胀层的厚度；步骤二：施加一压力至该非膨胀层和该凸起层的结合体，压缩速度为5mm/分钟至100mm/分钟，并压缩至一定填充密度，记录该压缩过程的压力曲线；步骤三：若该压力曲线在填充密度0.5g/cc以下平滑，且在
填充密度0.5
‑
0.7g/cc的区间内存在一上升的拐点，则该预设非膨胀层的厚度为该非膨胀层的合适厚度值，否则，变更该非膨胀层的厚度，重复步骤二直至该曲线满足步骤三的要求。
[0015]本专利技术还提供一种尾气后处理封装单元，该尾气后处理封装单元至少包括一壳体、一催化单元以及一衬垫，该衬垫包裹该催化单元并封装于该壳体内，该衬垫至少包括：一膨胀层、一凸起层与一非膨胀层，该凸起层位于该膨胀层与该非膨胀层之间，该凸起层上布置有若干无机颗粒，该膨胀层贴近该催化单元，当该膨胀层受热膨胀时，该无机颗粒被该膨胀层推向并刺破该非膨胀层，直至该无机颗粒接触该壳体内壁。
[0016]优选的，该衬垫的非膨胀层的厚度确定方法包括：
[0017]步骤一：确定该凸起层的厚度，预设该非膨胀层的厚度；
[0018]步骤二：施加一压力至该非膨胀层和该凸起层的组合，压缩速度为5mm/分钟至100mm/分钟，并压缩至一定填充密度，记录该压缩过程的压力曲线；
[0019]步骤三：若该压力曲线在填充密度0.5g/cc以下平滑，且在填充密度0.5
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0.7g/cc的区间内存在一上升的拐点，则该预设非膨胀层的厚度为该非膨胀层的合适厚度值，否则，变更该非膨胀层的厚度，重复步骤二直至该曲线满足步骤三的要求。
附图说明
[0020]图1为本专利技术提供的一种尾气后处理封装单元的一种实施例的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术提供的一种衬垫的非膨胀层厚度的确定过程的压力曲线图；
[0022]图3为本专利技术提供的一种衬垫与一种市售衬垫的摩擦系数对比图。
具体实施方式
[0023]以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
[0024]本专利技术涉及的尾气后处理系统包括各类内燃机的尾气后处理系统以及混合动力源的后处理系统。催化单元内部一般呈蜂窝状，材质为陶瓷，故又称陶瓷蜂窝载体，形状包括圆柱体、椭圆柱体等，其内部涂覆催化剂以净化尾气，现有技术中催化单元包括氧化催化处理器DOC、选择性催化还原处理SCR、柴油机颗粒捕集器DPF、三元催化器TWC、汽油机颗粒捕集器GPF及其组合。衬垫一般呈毯状，具有固定、耐火、隔热、密封等作用，通常被裁切成长方形，面积足以覆盖陶瓷蜂窝载体外壁的60％以上，使用时，衬垫被紧紧包裹在陶瓷蜂窝载体表面上，头尾搭接弯曲成圆筒状。
[0025]导向筒的内部为锥形，内壁光滑，方便衬垫和载体一起滑动，导向筒的下端的直径略小于壳体的直径，上端直径大于下端直径，整体具有一定的倒角。操作人员将包裹了衬垫的陶瓷蜂窝载体一起塞入导向筒的上端，固定好后，使用推杆从导向筒的上端推动包裹了衬垫的陶瓷蜂窝载体一起朝下移动，衬垫和陶瓷蜂窝载体一起沿着导向筒内壁滑动，直至两者一起被推入壳体的内部。由于导向筒呈锥形，导向筒对衬垫产生垂直于滑动方向的压力逐渐增大，在导向筒与衬垫之间的摩擦力也会逐渐增大。
[0026]然而，在催化单元与金属壳体被封装完毕并交付后，当动力源开始做功并产生尾气时，工况下封装单元的机械振动、尾气在对陶瓷载体的压降推力都倾向于使陶瓷载体发生窜动、脱落。同时，高温的尾气通过尾气后处理单元，会对陶瓷蜂窝载体、衬垫和金属壳体
加热，由于陶瓷蜂窝载体是陶瓷材质、壳体是不锈钢材质，两者的热膨胀系数存在数量级的差异，使两者之间的间隙随着温度升高而变化，进而降低了衬垫实时的安装密度，减弱了衬垫对载体的支持力，最终降低了衬垫的保持力。如果衬垫的保持力过小，陶瓷蜂窝载体就会有在壳体内部脱落、窜动，进而发生破损失效的风险。因此在设计过程中，设计者总是希望尽可能多的提升衬垫对封装单元的保持力。通常通过提高衬垫在工况下的支持力，从而提高衬垫与金属壳体之间的摩擦力，进而提高衬垫对封装单元的保持力。由于衬垫基础材料本身性能的限制、工况条件的逐渐严苛，按此思路继续提升衬垫保持力变得越来越困难。提高衬垫与金属壳体之间的摩擦系数，越来越成为提升衬垫保持力的有效手段。
[0027]图1展示了本专利技术提供的一种尾气后处理封装单元的一种实施例的结构示意图。衬垫2包括膨胀层201、凸起层202与非膨胀层203，凸起层202位于所述膨胀层201与非膨胀层203之间。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种衬垫，其特征在于，所述衬垫至少包括：一膨胀层、一凸起层以及一非膨胀层，所述凸起层位于所述膨胀层与所述非膨胀层之间，所述凸起层上布置有若干无机颗粒，其中，当所述膨胀层受热膨胀时，所述膨胀层推动所述无机颗粒刺破所述非膨胀层。2.根据权利要求1所述的衬垫，其特征在于，所述无机颗粒至少包括氧化铝、氧化硅、硅酸铝、莫来石、堇青石、氧化锆或碳化硅中的一种或几种的组合。3.根据权利要求2所述的衬垫，其特征在于，所述无机颗粒的球形度<0.5，且粒度为200
‑
500目。4.根据权利要求3所述的衬垫，其特征在于，所述无机颗粒分布在所述凸起层的至少20％的面积。5.根据权利要求4所述的衬垫，其特征在于，所述非膨胀层至少包括无机纤维，所述无机纤维包括硅酸铝纤维、莫来石纤维、氧化铝纤维、氧化锆纤维、碱土硅酸盐纤维、高硅氧纤维中的一种或几种的组合。6.根据权利要求5所述的衬垫，其特征在于，所述膨胀层至少包括可膨胀蛭石。7.根据权利要求6所述的衬垫，其特征在于，所述凸起层厚度为≤1.0mm。8.根据权利要求7所述的衬垫，其特征在于，所述非膨胀层的厚度的确定方法包括：步骤一：确定所述凸起层的厚度，预设所述非膨胀层的厚度；步骤二：施加一压力至所述非膨胀层和所述凸起层的结合体，压缩速度为25mm/分钟至50mm/分钟，压缩至一定填充密度，记录所述压缩过程的压力曲线；步骤三：若所述压力曲...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志博，冯阳，
申请(专利权)人：河南省西峡开元冶金材料有限公司，
类型：发明
国别省市：