隔热罩的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及隔热罩，用于屏蔽部件的热区域。这种隔热罩用于例如屏蔽内燃机的热区域，特别是催化剂、排气歧管、涡轮增压器等的热区域，或者还用于电池的调节。通常，隔热罩包括至少一个金属板层。除了这个使隔热罩呈现稳定性的金属板层之外，通常将由隔热材料，例如多孔材料，制成的隔热层设置为另一层。
【背景技术】
[0002]在隔热层未嵌入两个金属板之间之前，将该隔热层的整个表面施用至要被屏蔽的部件以使其位于该部件上。
[0003]内燃机等的运行受负荷变化的影响，这导致在运行时间内热产量有变化。例如，为了将排放量和消耗保持在最小，在内燃机冷启动后立即将其加热到高温是必要的。为了这个目的，提供了隔热材料，在最大程度上防止热部件或加热部件的热辐射和对流。另一方面，当内燃机达到其满负荷运行状态时，需要提供尽可能高的热辐射或对流，以防止热部件或其元件过热。是否这些部件不耐高温，这是尤其重要的。
[0004]鉴于防止被屏蔽部件过热和隔热屏本身的耐用性的优先级，通常在根据现有技术的隔热罩的布置中，以根本不考虑或只在很小程度上考虑减少冷启动时的排放量的方式来设计隔热罩的布置是必要的。然而，对于新型的车辆，特别是对于混合型车辆，具有部分负荷的运行状态和具有频繁的重新启动的运行阶段占主导地位。出于此原因，重要的是在设计中较大程度地考虑这些运行状态。
【发明内容】
[0005]这是本发明出发点，目的在于提供隔热罩，利用该隔热罩能够实现在所有的运行状态中良好的隔热性，但同时在高的热负荷下允许有足够的散热。本发明还涉及具有被设置在本发明的隔热罩处的散热部件的构件装配件。
[0006]根据权利要求1的隔热罩和根据权利要求19的构件装配解决了这个目的。从属权利要求中给出了本发明的隔热罩的有利的实施方案。
[0007]本发明通过提供用于屏蔽一部件的热区域的隔热罩解决了上述问题，所述隔热罩包括至少一个金属层。邻近该金属层，设置有在基本上平行于该金属层的层的平面中延伸的另一隔热层。由此，所述隔热层在要被屏蔽的部件与金属层之间延伸。这两个层都优选地与要被屏蔽的部件的外部形状相符。所述隔热层由多孔隔热材料构成或包括这种材料。有利地，在远离金属层的隔热层的表面上，没有设置另外的层或仅设置有根据所述隔热层的轮廓而形成的层，使得隔热层直接地或间接地位于所述热部件上。在远离金属层的隔热层的表面上，所述隔热层包括至少一个流动通道。所述流动通道形成为所述隔热层的表面中的槽。
[0008]如果隔热层的整个表面一一该表面指向热部件一一位于热部件上，则热部件和所述槽的壁一起界定隔热层中的流动通道。在所述热部件的高温下，经过这些流动通道发生所述热部件与所述隔热层之间的对流，将所述热部件与所述隔热层之间的热量引导向外部，特别是当该部件表现出高温时。
[0009]因此，本发明的流动通道直接集成到多孔隔热材料中。由于它们形成为这样的槽:当隔热罩位于热部件上时所述槽闭合并从而建立流动通道，因此可以以简单的方式将流动通道引入到隔热层中。利用根据本发明的隔热罩，有利的是:例如对于一个冷部件，该部件与隔热罩之间的对流较小，并且因而仅释放很少的热量。但是，如果该部件已经达到较高的温度，通过隔热屏的集成的流动通道会发生增多的散热。
[0010]对于隔热罩的最简化的制造和固定，优选的是其由几个部分壳组成，所述几个部分壳彼此连接以形成环形地围绕部件的隔热罩。尤其有利的是隔热罩由两个半壳组成，该两个半壳各自由它们外部的金属层和它们内部的隔热层构成。然而也可以将大量的部分壳组合成环状封闭的隔热罩。尤其优选的是由各部分壳形成的外壳以如下方式闭合:使得在使所述外壳闭合的交界处，至少一部分流动通道以齐平的方式(in a flush manner)通过。各部分壳例如，在已经被安装在所述部件周围后，彼此连接。在这种情况下，尤其地，是在领形突出部分处进行连接，所述领形突出部分设置在所有各部分壳的边缘区域处。以同样的方式，可以单独安装所述各部分壳。在另一有利的实施方案中，至少两个半壳通过一种铰链彼此连接，使得隔热罩可以被安装为一个整体。本文中使用的铰链可以为单独生产的部件，所述各部分壳通过该部件彼此连接。然而也可以是，隔热罩包括弯曲区域，所述弯曲区域被设置为隔热罩的金属层中的一体结构。在这种情况下，所述各部分壳直接互相结合并从而不是单独的部件。
[0011]优选的是至少一个流动通道包括至少一个用于主动或被动打开和闭合或通风的装置。在有利的实施方案中，流动通道在它们的进气口和出气口处可以具有关闭和打开功能，并且以这种方式可以被打开或被关闭。这使得能够控制所述热部件的表面温度。为了这个目的，有利的是，使用具有温度传感器的控制电路，例如在热部件处或在隔热罩处，尤其是在其表面。为了控制流动通道，还可以使用能够由于温度控制的灵敏性而关闭或打开通道的促动器或热敏材料。为了实现改善的散热，必须确定通道的开口，尤其是在满负荷条件下。
[0012]通过流动通道的气体或空气的通路使用自然对流或在车辆引擎或额外地使用滑流(slip stream)的情况下以被动的方式来实现，或通过主动吹气，例如使用风扇来实现。还可以预先调节气体。为了这个目的，其可以使用电加热或使用相变材料来进行加热。作为替代，其可以在经过隔热罩的通道之前使用车辆的空调来进行冷却。
[0013]有利地，隔热材料包括绒头织物(fleece)，例如利用陶瓷粘合剂加固的绒头织物。这种绒头织物可以被模塑为预成型部件。还可以同时将流动通道模塑到绒头织物远离金属层的方向的表面中。如果需要，可以提供额外的表面处理，例如使用陶瓷基高温胶粘剂或陶瓷基高温涂料或漆，以通过形成表皮来加固隔热层的表面。这种高温胶粘剂、涂料和漆可以为例如在150°C至250°C之间的温度倾向于形成表皮的材料。
[0014]适合作为隔热材料的是，玻璃垫，尤其是由Si02、Al2O3和/或CaO利用粘合剂制成的玻璃垫；膨胀云母(expanded mica)、玄武岩岩棉(basalt rock wool)、各种陶瓷块(ceramic mass)、膨胀粘土或诸如聚酰亚胺或三聚氰胺等高温物质。也可以是夹层结构，尤其是具有前面提到的材料中的至少一个的夹层结构。
[0015]流动通道的形成和布置可以以不同的方式完成，所述方式必须适应热需要，这可以使用要被屏蔽的热部件的温度记录来估算。在这个方面，流动通道必须适应热部件中散热的要求，并且在各情况下还必须适应热部件的特定区域(称为热点)中散热的需要。流动通道在隔热层的表面上可以显示出各种图案，例如沿隔热罩的纵向延伸方向或其横向，以一级螺纹或两级绕组(winding)的形状呈螺旋状和/或以几个相对于彼此以逆向流动的流动通道的形状呈螺旋状。在大多数情况下，优选的是隔热罩不仅包括单个流动通道，而是至少两个流动通道形成在隔热层中，独立于彼此围绕所述部件。流动通道的距离可以适应各自的散热需求。因此，它们可以被布置为，在热点区域更接近彼此。流动通道的截面可以是在其路径中不变或可以沿着它们的路径相对于它们的高度和/或宽度变化，从而适应局部的需求。流动通道的总长度、流动通道的图案、几个流动通道在它们的入口或出口处可能汇集(pooling)到单一通道等可以适应各个的需求。尤其有利的是，各部分壳中的通道形成为彼此齐平的，使得在整个部件的周围实现气体流动。最好是所给出的这种通道沿隔热罩的纵向延伸方向延伸，当然这并不是所必须的。
[0016]尤其在热点区域中，扩大在这一区域延伸的通道的宽度可以是有利的，并且优选地同时减小其高度。这样，增大了气体与部件之间的接触面积并且改善了向气体的热传递和散热。流动通道的截面，尤其在热点区域中，也可以在气体的流动方向上大幅度地变化，显示出不同截面，使得气体经历扰动(turbulence)，从而提高了向气体的热传递。
[0017]为了提高冷却性能并且使整个隔热罩的外部热图(thermal map) —致，有利的是在隔热层(如已所述)的热的侧面上提供至少一个第一绕组和在所述隔热层的外表面上提供至少一个第二绕组，得到在隔热层的内表面上的至少一个第一冷却回路和在隔热层的外表面上的至少一个第二冷却回路。这使得能够在不同的方向或在同一个方向上运行第一和第二冷却回路。第一冷却回路可以平行于第二冷却回路延伸，从