[发明专利]用于将蜂窝体支承在排气管内的无纺纤维网

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于处理移动式内燃机的废气的装置，该装置具有至少一个带一延伸方向的排气管、一包括至少陶瓷或挤出材料的蜂窝体和至少一个至少部分地设置在排气管和蜂窝体之间的金属无纺纤维网。本发明的优选应用领域是运输工具，特别是汽车。

背景技术

汽车内燃机的排气系统可受到相当大的热和动态负荷。这一方面由燃烧过程造成，另一方面也由运输工具的运动造成。内燃机中交变的负荷状态造成不同的废气温度、废气成分、压力波动等。这使得排气系统的结构也经受交变热应力。尤其对于排气系统的结构包括不同材料的情况，对相应的热膨胀性能始终提出对于这些结构的相互连接和可靠固定的新要求，以使结构永久保持在排气系统内的规定位置上。这里应该特别注意由陶瓷或挤出材料制成的蜂窝体相对于通常是金属的排气管的固定。

在这种结构方面，已知通过设置在蜂窝体和排气管之间的补偿层来补偿蜂窝本和排气管的不同的热膨胀性能。为此通常采用所谓的膨胀垫，它们具有吸水能力。所述垫通过吸收包含在废气中的水而膨胀，由此防止蜂窝体、膨胀垫和排气管的连接松动。但是对于这种膨胀垫问题是，它们通常不能持久地胜任动态要求，这可能造成膨胀垫的局部松脱。这里还存在这样的危险，即从膨胀垫内分解出来的组成部分挥发，它对环境的影响目前还不太清楚。

用于补偿不同热膨胀性能的其它已知方式包括使用弹性结构，例如衬套、垫片等，它们同样固定在蜂窝体和排气管之间。它们有时还可以形成设有阻尼材料的空间，所述材料例如为耐高温的松散的颗粒或粉末。但这种结构制造相当复杂，并且有时同样不能保证长的使用寿命。

此外，还已知在陶瓷蜂窝体和金属排气管之间放置金属丝编织物。US4,158,037和DE 3804559就包括这种结构的示例。

发明内容

本发明的目的是提供一种装置，它能至少部分地缓解针对现有技术所提到的技术问题。特别是提供这样一种装置，它保证相应蜂窝体在排气管中的持久固定，并且优选同时确保在转化包含在废气中的有害物质方面的高的效率。此外，该装置应具有更好的冷启动性能，即能在很短的时间内达到催化活性涂层的所需要的起动温度。而且，该装置应该可以经济并且简单地成批生产。

这些目的通过具有权利要求1的特征的装置实现。该装置的其它优良构型以及特别优选的应用领域在从属权利要求中列出。这里应该指出，在权利要求中列出的各个特征可以任意地以技术上有价值的方式相互组合，并同样代表本发明的装置的构型。为了进一步说明本发明装置的特征可以参考说明书中的其它特征。

用于处理移动式内燃机的废气的装置，包括至少：

-具有延伸方向的排气管，

-至少包括陶瓷或挤出材料的蜂窝体，

-至少一个金属无纺纤维网，它至少部分地设置在排气管和蜂窝体之间。

现在，本发明装置的特征为，用至少一个无纺纤维网沿延伸方向构成至少两个不同功能的区域，其中至少一个第一区域具有用于安置蜂窝体的结构，至少一个附加区域(至少另一个区域)具有选自用于隔热的结构和用于相对于气体形成密封的结构的结构。

“移动式内燃机”特别是指用于运输工具(例如汽车、船舶、飞行器等)、用于作业器械(例如割草机、锯等)的发动机、可移动的内燃机。这里所用的燃料无关紧要。

排气管的“延伸方向”基本反映废气的流动方向。排气系统的部件通常在排气管中固定成使得废弃可沿排气管延伸方向流过它们。

“蜂窝体”是指例如用于催化活性涂层的基体，该基体具有大量通道。通道通常基本上相互平行并沿延伸方向延伸。通道由通道壁围成，通道壁常常由挤出的陶瓷构成。

“无纺纤维网”是指金属纤维的复合体，例如形式为织物、编织物、杂乱层等。这里所用的金属纤维包括耐高温和耐腐蚀的材料。它们特别包括添加合金元素的铁基材料，其中有利地存在至少一种由镍(18-60重量％)或铬(15-25重量％)组成的合金元素。一种合适的纤维的例子是：70重量％的铁、25重量％的铬和5重量％的铝，以及不可避免的杂质。

无纺纤维网可以用(例如在纤维长度和纤维直径方面)相同或不同的纤维制造。对于大多数应用场合，在蜂窝体(或多个蜂窝体)和排气管之间仅固定一个金属无纺纤维网，但是在特殊情况下也可设置多个特别是沿延伸方向相邻设置的无纺纤维网。