隔熱罩的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及隔熱罩，用于屏蔽部件的熱區(qū)域。這種隔熱罩用于例如屏蔽內(nèi)燃機的熱區(qū)域，特別是催化劑、排氣歧管、渦輪增壓器等的熱區(qū)域，或者還用于電池的調(diào)節(jié)。通常，隔熱罩包括至少一個金屬板層。除了這個使隔熱罩呈現(xiàn)穩(wěn)定性的金屬板層之外，通常將由隔熱材料，例如多孔材料，制成的隔熱層設(shè)置為另一層。
【背景技術(shù)】
[0002]在隔熱層未嵌入兩個金屬板之間之前，將該隔熱層的整個表面施用至要被屏蔽的部件以使其位于該部件上。
[0003]內(nèi)燃機等的運行受負(fù)荷變化的影響，這導(dǎo)致在運行時間內(nèi)熱產(chǎn)量有變化。例如，為了將排放量和消耗保持在最小，在內(nèi)燃機冷啟動后立即將其加熱到高溫是必要的。為了這個目的，提供了隔熱材料，在最大程度上防止熱部件或加熱部件的熱輻射和對流。另一方面，當(dāng)內(nèi)燃機達到其滿負(fù)荷運行狀態(tài)時，需要提供盡可能高的熱輻射或?qū)α?，以防止熱部件或其元件過熱。是否這些部件不耐高溫，這是尤其重要的。
[0004]鑒于防止被屏蔽部件過熱和隔熱屏本身的耐用性的優(yōu)先級，通常在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的隔熱罩的布置中，以根本不考慮或只在很小程度上考慮減少冷啟動時的排放量的方式來設(shè)計隔熱罩的布置是必要的。然而，對于新型的車輛，特別是對于混合型車輛，具有部分負(fù)荷的運行狀態(tài)和具有頻繁的重新啟動的運行階段占主導(dǎo)地位。出于此原因，重要的是在設(shè)計中較大程度地考慮這些運行狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]這是本發(fā)明出發(fā)點，目的在于提供隔熱罩，利用該隔熱罩能夠?qū)崿F(xiàn)在所有的運行狀態(tài)中良好的隔熱性，但同時在高的熱負(fù)荷下允許有足夠的散熱。本發(fā)明還涉及具有被設(shè)置在本發(fā)明的隔熱罩處的散熱部件的構(gòu)件裝配件。
[0006]根據(jù)權(quán)利要求1的隔熱罩和根據(jù)權(quán)利要求19的構(gòu)件裝配解決了這個目的。從屬權(quán)利要求中給出了本發(fā)明的隔熱罩的有利的實施方案。
[0007]本發(fā)明通過提供用于屏蔽一部件的熱區(qū)域的隔熱罩解決了上述問題，所述隔熱罩包括至少一個金屬層。鄰近該金屬層，設(shè)置有在基本上平行于該金屬層的層的平面中延伸的另一隔熱層。由此，所述隔熱層在要被屏蔽的部件與金屬層之間延伸。這兩個層都優(yōu)選地與要被屏蔽的部件的外部形狀相符。所述隔熱層由多孔隔熱材料構(gòu)成或包括這種材料。有利地，在遠離金屬層的隔熱層的表面上，沒有設(shè)置另外的層或僅設(shè)置有根據(jù)所述隔熱層的輪廓而形成的層，使得隔熱層直接地或間接地位于所述熱部件上。在遠離金屬層的隔熱層的表面上，所述隔熱層包括至少一個流動通道。所述流動通道形成為所述隔熱層的表面中的槽。
[0008]如果隔熱層的整個表面一一該表面指向熱部件一一位于熱部件上，則熱部件和所述槽的壁一起界定隔熱層中的流動通道。在所述熱部件的高溫下，經(jīng)過這些流動通道發(fā)生所述熱部件與所述隔熱層之間的對流，將所述熱部件與所述隔熱層之間的熱量引導(dǎo)向外部，特別是當(dāng)該部件表現(xiàn)出高溫時。
[0009]因此，本發(fā)明的流動通道直接集成到多孔隔熱材料中。由于它們形成為這樣的槽:當(dāng)隔熱罩位于熱部件上時所述槽閉合并從而建立流動通道，因此可以以簡單的方式將流動通道引入到隔熱層中。利用根據(jù)本發(fā)明的隔熱罩，有利的是:例如對于一個冷部件，該部件與隔熱罩之間的對流較小，并且因而僅釋放很少的熱量。但是，如果該部件已經(jīng)達到較高的溫度，通過隔熱屏的集成的流動通道會發(fā)生增多的散熱。
[0010]對于隔熱罩的最簡化的制造和固定，優(yōu)選的是其由幾個部分殼組成，所述幾個部分殼彼此連接以形成環(huán)形地圍繞部件的隔熱罩。尤其有利的是隔熱罩由兩個半殼組成，該兩個半殼各自由它們外部的金屬層和它們內(nèi)部的隔熱層構(gòu)成。然而也可以將大量的部分殼組合成環(huán)狀封閉的隔熱罩。尤其優(yōu)選的是由各部分殼形成的外殼以如下方式閉合:使得在使所述外殼閉合的交界處，至少一部分流動通道以齊平的方式(in a flush manner)通過。各部分殼例如，在已經(jīng)被安裝在所述部件周圍后，彼此連接。在這種情況下，尤其地，是在領(lǐng)形突出部分處進行連接，所述領(lǐng)形突出部分設(shè)置在所有各部分殼的邊緣區(qū)域處。以同樣的方式，可以單獨安裝所述各部分殼。在另一有利的實施方案中，至少兩個半殼通過一種鉸鏈彼此連接，使得隔熱罩可以被安裝為一個整體。本文中使用的鉸鏈可以為單獨生產(chǎn)的部件，所述各部分殼通過該部件彼此連接。然而也可以是，隔熱罩包括彎曲區(qū)域，所述彎曲區(qū)域被設(shè)置為隔熱罩的金屬層中的一體結(jié)構(gòu)。在這種情況下，所述各部分殼直接互相結(jié)合并從而不是單獨的部件。
[0011]優(yōu)選的是至少一個流動通道包括至少一個用于主動或被動打開和閉合或通風(fēng)的裝置。在有利的實施方案中，流動通道在它們的進氣口和出氣口處可以具有關(guān)閉和打開功能，并且以這種方式可以被打開或被關(guān)閉。這使得能夠控制所述熱部件的表面溫度。為了這個目的，有利的是，使用具有溫度傳感器的控制電路，例如在熱部件處或在隔熱罩處，尤其是在其表面。為了控制流動通道，還可以使用能夠由于溫度控制的靈敏性而關(guān)閉或打開通道的促動器或熱敏材料。為了實現(xiàn)改善的散熱，必須確定通道的開口，尤其是在滿負(fù)荷條件下。
[0012]通過流動通道的氣體或空氣的通路使用自然對流或在車輛引擎或額外地使用滑流(slip stream)的情況下以被動的方式來實現(xiàn)，或通過主動吹氣，例如使用風(fēng)扇來實現(xiàn)。還可以預(yù)先調(diào)節(jié)氣體。為了這個目的，其可以使用電加熱或使用相變材料來進行加熱。作為替代，其可以在經(jīng)過隔熱罩的通道之前使用車輛的空調(diào)來進行冷卻。
[0013]有利地，隔熱材料包括絨頭織物(fleece)，例如利用陶瓷粘合劑加固的絨頭織物。這種絨頭織物可以被模塑為預(yù)成型部件。還可以同時將流動通道模塑到絨頭織物遠離金屬層的方向的表面中。如果需要，可以提供額外的表面處理，例如使用陶瓷基高溫膠粘劑或陶瓷基高溫涂料或漆，以通過形成表皮來加固隔熱層的表面。這種高溫膠粘劑、涂料和漆可以為例如在150°C至250°C之間的溫度傾向于形成表皮的材料。
[0014]適合作為隔熱材料的是，玻璃墊，尤其是由Si02、Al2O3和/或CaO利用粘合劑制成的玻璃墊；膨脹云母(expanded mica)、玄武巖巖棉(basalt rock wool)、各種陶瓷塊(ceramic mass)、膨脹粘土或諸如聚酰亞胺或三聚氰胺等高溫物質(zhì)。也可以是夾層結(jié)構(gòu)，尤其是具有前面提到的材料中的至少一個的夾層結(jié)構(gòu)。
[0015]流動通道的形成和布置可以以不同的方式完成，所述方式必須適應(yīng)熱需要，這可以使用要被屏蔽的熱部件的溫度記錄來估算。在這個方面，流動通道必須適應(yīng)熱部件中散熱的要求，并且在各情況下還必須適應(yīng)熱部件的特定區(qū)域(稱為熱點)中散熱的需要。流動通道在隔熱層的表面上可以顯示出各種圖案，例如沿隔熱罩的縱向延伸方向或其橫向，以一級螺紋或兩級繞組(winding)的形狀呈螺旋狀和/或以幾個相對于彼此以逆向流動的流動通道的形狀呈螺旋狀。在大多數(shù)情況下，優(yōu)選的是隔熱罩不僅包括單個流動通道，而是至少兩個流動通道形成在隔熱層中，獨立于彼此圍繞所述部件。流動通道的距離可以適應(yīng)各自的散熱需求。因此，它們可以被布置為，在熱點區(qū)域更接近彼此。流動通道的截面可以是在其路徑中不變或可以沿著它們的路徑相對于它們的高度和/或?qū)挾茸兓?，從而適應(yīng)局部的需求。流動通道的總長度、流動通道的圖案、幾個流動通道在它們的入口或出口處可能匯集(pooling)到單一通道等可以適應(yīng)各個的需求。尤其有利的是，各部分殼中的通道形成為彼此齊平的，使得在整個部件的周圍實現(xiàn)氣體流動。最好是所給出的這種通道沿隔熱罩的縱向延伸方向延伸，當(dāng)然這并不是所必須的。
[0016]尤其在熱點區(qū)域中，擴大在這一區(qū)域延伸的通道的寬度可以是有利的，并且優(yōu)選地同時減小其高度。這樣，增大了氣體與部件之間的接觸面積并且改善了向氣體的熱傳遞和散熱。流動通道的截面，尤其在熱點區(qū)域中，也可以在氣體的流動方向上大幅度地變化，顯示出不同截面，使得氣體經(jīng)歷擾動(turbulence)，從而提高了向氣體的熱傳遞。
[0017]為了提高冷卻性能并且使整個隔熱罩的外部熱圖(thermal map) —致，有利的是在隔熱層(如已所述)的熱的側(cè)面上提供至少一個第一繞組和在所述隔熱層的外表面上提供至少一個第二繞組，得到在隔熱層的內(nèi)表面上的至少一個第一冷卻回路和在隔熱層的外表面上的至少一個第二冷卻回路。這使得能夠在不同的方向或在同一個方向上運行第一和第二冷卻回路。第一冷卻回路可以平行于第二冷卻回路延伸，從