排气后处理传感器工作台安装装置及其安装方法与流程

文档序号:26500834发布日期:2021-09-04 02:24阅读:112来源:国知局
排气后处理传感器工作台安装装置及其安装方法1.相关专利申请的交叉引用2.本申请要求于2019年1月22日递交的美国临时专利申请第62/795,282号的权益,其所有公开内容通过引用并入本文。
技术领域
:3.本公开总体上涉及排气后处理系统(exhaustaftertreatmentsystem)。4.背景5.排气后处理系统接收并且处理由内燃(“ic”)发动机产生的排放气体。典型的排气后处理系统包括被配置为减少存在于排放气体中的有害排气排放物的水平的各种部件中的任何部件。例如,一些用于ic发动机(例如柴油动力ic发动机)的排气后处理系统包括各种部件,例如柴油氧化催化器(“doc”)、颗粒物质过滤器或柴油颗粒过滤器(“dpf”)和选择性催化还原(“scr”)催化器等。doc、dpf和scr催化器部件中的每一个都被配置成对经过部件的排放气体执行特定的排气排放物处理操作。总体上,doc经由氧化技术减少排放气体中存在的一氧化碳和碳氢化合物的量。dpf过滤排放气体中存在的有害柴油颗粒物质和烟灰。最后,scr催化器减少排放气体中存在的氮氧化物(nox)的量。6.可以基于检测到的运行条件来控制排气后处理部件,以便于进行最佳的排气排放物处理。典型地,运行条件包括排放气体条件,这些排放气体条件由与经过排气后处理系统的排放气体流体连通的一个或更多个传感器检测。传感器可以电耦合到一个或更多个模块,这些模块处理并传输与从传感器接收到的信号相关联的数据。例如,传统的排气后处理系统可以包括检测系统内各种位置处的排放气体温度的排气温度传感器、检测系统内各种位置处的排放气体压力的排气压力传感器、检测系统内各种位置处的排放气体中的nox浓度的nox传感器、以及检测系统内各种位置处的排放气体中的氨浓度的氨(nh3)传感器。7.排气后处理传感器和相关联的模块可以被安装到排气后处理部件壳体的外部表面上或者安装到远离壳体的装置(例如,框架构件)上。传统的后处理传感器和模块容易因暴露于过热和振动而劣化和失效。来自流经排气后处理部件的排放气体的热量倾向于经由传导和对流从排放气体、穿过壳体传递到传感器和模块中。此外,由于发动机和/或容纳发动机的交通工具引起的振动,传感器和模块可能在发动机运行期间振动。虽然一些热传递和/或振动是可以可忍受的,但是过度的热传递和/或振动可能导致故障代码、部件故障、交通工具停机时间和更高的成本。8.概述9.一个实施例涉及一种传感器工作台(sensortable)安装系统。该传感器工作台安装系统包括隔绝衬垫组件(insulatingblanketassembly)和传感器工作台。隔绝衬垫组件被配置成包围排气后处理部件壳体的外部壳体表面。隔绝衬垫组件包括衬垫内表面、衬垫外表面和第一限制器。衬垫外表面与衬垫内表面相对。第一限制器包括被固定到衬垫外表面的第一限制器第一端部。传感器工作台包括平台、第一支座、第二支座、第一底脚和第二底脚。第一底脚通过第一支座偏离平台并且被配置为联接到第一限制器。第二底脚通过第二支座偏离平台并且被配置为联接到第一限制器。传感器工作台被配置成经由第一限制器可移除地联接到隔绝衬垫组件,该第一限制器被联接到第一底脚或第二底脚中的至少一个。10.另一实施例涉及一种隔绝衬垫组件。该隔绝衬垫组件被配置成包围排气后处理部件壳体的外部壳体表面。隔绝衬垫组件包括衬垫内表面、衬垫外表面和第一限制器。衬垫外表面与衬垫内表面相对。第一限制器包括被固定到衬垫外表面的第一限制器第一端部。隔绝衬垫组件被配置成经由第一限制器可移除地联接到传感器工作台。11.各种其他实施例涉及一种隔绝衬垫组件,该隔绝衬垫组件被配置成包围排气后处理部件壳体的外部壳体表面。示例性隔绝衬垫组件包括衬垫内表面和与衬垫内表面相对的衬垫外表面。隔绝衬垫组件还包括具有第一端部的第一限制器。第一端部被固定到衬垫外表面。隔绝衬垫组件被配置成经由第一限制器可移除地联接到传感器工作台。12.在结合附图进行以下详细描述时,这些特征和其他的特征连同其组织和操作方式将变得明显,其中贯穿下面描述的若干个附图,相似的元件具有相似的数字。13.附图简述14.在附图和下面的描述中阐述了一个或更多个实施方案的细节。根据说明书、附图和权利要求,本公开的其它特征、方面和优点将变得明显。15.图1是根据示例性实施例的排气后处理传感器工作台安装系统的透视图。16.图2是根据示例性实施例的包括单个限制器的排气后处理传感器工作台安装系统的俯视图。17.图3是根据示例性实施例的包括两个限制器的排气后处理传感器工作台安装系统的俯视图。18.图4是根据示例性实施例的包括四个限制器的排气后处理传感器工作台安装系统的俯视图。19.图5是根据示例性实施例的安装到隔绝衬垫的图1所示的排气后处理传感器工作台安装系统的底脚的剖视图。20.图6是根据另一示例性实施例的安装到隔绝衬垫的图1所示的排气后处理传感器工作台安装系统的底脚的剖视图。21.应认识到,附图中的一些或所有附图是用于说明目的的示意性图示。提供这些附图是为了图示一个或更多个实施方案,应明确地理解,这些附图将不用于限制权利要求的范围或含义。22.详细描述23.各种实施例涉及一种传感器工作台安装系统,该传感器工作台安装系统用于经由联接到排气后处理部件的隔绝衬垫组件将传感器工作台安装到排气后处理部件。隔绝衬垫组件包括衬垫内表面和与衬垫内表面相对的衬垫外表面。第一限制器包括被固定到衬垫外表面的第一端部。传感器工作台包括平台以及第一底脚和第二底脚。第一底脚和第二底脚中的每一个都通过各自的第一支座和第二支座偏离平台。传感器工作台经由第一限制器可拆卸地联接到隔绝衬垫组件,该第一限制器联接到第一底脚和第二底脚中的至少一个。24.传感器工作台安装系统提供了优于现有系统的各种技术优势。现有后处理系统的一个问题是,直接安装到排气后处理部件或安装到排气后处理部件附近的传感器模块可能会由于从排气后处理部件到传感器模块的热传递而过热。在某些现有系统中,传感器工作台被安装在远离排气后处理部件的位置,以使从排气后处理部件传递到传感器模块的热量最小化。这种配置可以解决与传感器模块过热相关的问题;然而,这并不是优选的,因为这需要从传感器到传感器模块的长距离电缆。在其他现有系统中,传感器工作台被安装到排气后处理部件壳体。然而,这种配置有时可能会导致传感器模块过热。25.某些后处理系统利用隔绝件(insulation)来使从排气后处理部件的热传递最小化。然而,隔绝件的使用可能会妨碍这种系统将传感器工作台安装到排气后处理部件,这是因为传感器工作台在使用期间可能会损坏隔绝件。例如,传感器工作台通常由金属片制成,在使用期间该金属片可能会戳入到隔绝件中,并且随着时间的推移对隔绝件造成永久性损坏。一些这样的系统经由紧固件附接传感器工作台,该紧固件延伸穿过隔绝件并且进入到排气后处理部件壳体中。这种系统的一个缺点是,紧固件提供了到传感器工作台的热传递路径,并且在隔绝件中产生孔口,从而降低了其性能。26.本申请中描述的传感器工作台安装系统的某些实施例能够使传感器工作台经由隔绝衬垫组件被安装到排气后处理部件壳体,同时减少或防止安装到传感器工作台的传感器模块过热。在一些实施例中,隔绝衬垫组件包括安装面板,传感器工作台被配置为安装到该安装面板。安装面板使传感器工作台能够被安装到隔绝衬垫组件,同时阻止或防止传感器工作台在使用期间损坏隔绝件。在一些实施例中,隔绝衬垫组件还包括隔热罩,以使朝向传感器工作台的热传递进一步最小化。27.现有系统的另一个问题是,电子部件(如传感器模块)容易因过度振动而导致部件故障。例如,在某些现有系统中,传感器工作台直接固定(例如,螺纹连接或焊接)到排气后处理部件壳体,这使得高频振动能够传递到传感器工作台。28.在本申请中描述的传感器工作台安装系统的某些实施例可以通过使用隔绝衬垫和联接到该隔绝衬垫上的柔性限制器来使从排气后处理部件传递到传感器工作台的高频振动最小化。例如,在某些实施例中,传感器工作台安装系统被配置成使得传感器工作台通过联接到隔绝衬垫的限制器(例如,条带)而附接到隔绝衬垫组件。在一些实施例中,限制器由柔性材料(例如织物)制成。在一些实施例中,限制器包括带式夹紧件(bandclamp)和/或弹簧。在这样的实施例中,隔绝件和柔性限制器对高频振动加阻尼,以使朝向传感器工作台的传递最小化。29.现有系统的另一个问题是它们难以维护。如上所述,在一些现有系统中,传感器工作台被焊接或以其他方式被固定到排气后处理部件壳体。因此,可能难以拆除传感器工作台来修理或更换部件。相反,在本申请的某些实施例中,限制器易于拆除,从而允许从排气后处理部件壳体拆除传感器工作台。30.图1是根据示例性实施例的排气后处理传感器工作台安装系统100的透视图。排气后处理传感器工作台安装系统100包括隔绝衬垫组件104和传感器工作台106。31.排气后处理部件102包括限定中心轴线110的排气后处理部件壳体108。在操作中,热排放气体大致沿着中心轴线110流过排气后处理部件102。排气后处理部件壳体108还限定外部壳体表面112。在图1中,外部壳体表面112在隔绝衬垫组件104下方。32.排气后处理部件102可以是各种类型的排气后处理设备中的任何一种。在一个实施例中,排气后处理部件102是scr催化器。在其他实施例中,排气后处理部件102是doc、dpf或其他类型的排气后处理部件中的任何一种。33.隔绝衬垫组件104被构造成使从排气后处理部件102到传感器工作台106的热传递最小化。换句话说,隔绝衬垫组件104被构造成保持流过排气后处理部件102的热排放气体是热的,并且保持安装到传感器工作台106的(多个)传感器模块是冷的。隔绝衬垫组件104包括隔绝衬垫114、安装面板116和第一限制器118。隔绝衬垫114包括衬垫外表面122和与衬垫外表面122相对的衬垫内表面。如图1所示,衬垫内表面抵靠外部壳体表面112定位。34.根据一些实施例,隔绝衬垫114由多个层形成。例如,在一些实施例中,隔绝衬垫114包括面向内的层、与面向内的层相对的面向外的层、以及夹在面向内的层与面向外的层之间的隔绝层。面向内的层限定衬垫内表面,并且面向外的层限定衬垫外表面122。根据各种实施例,面向内的层由针织(knitted)金属(例如,不锈钢)丝网、金属(例如,321合金或镍铬合金)箔、无定形二氧化硅织物、聚四氟乙烯涂覆的玻璃纤维织物、金属沉积镀层(metallicflashing)、隔绝件或柔性隔绝防护层中的一种或更多种形成。面向外的层由硅树脂涂覆的玻璃纤维织物、聚四氟乙烯涂覆的玻璃纤维织物、柔性隔绝防护层、或安装板或安装层中的一种或更多种形成。隔绝层由碱土硅酸盐、玻璃纤维纱针状物(fiberglassyarnneedle)或玻璃状硅酸盐纤维垫中的一种或更多种形成。应当理解,隔绝衬垫114可以由多于两层(例如,三层、四层等)形成。35.在一些实施例中,隔绝衬垫114包括多个隔绝衬垫节段。例如,在图1所示的实施例中,隔绝衬垫114包括第一隔绝衬垫节段124和第二隔绝衬垫节段126。隔绝衬垫114的衬垫内表面包括第一隔绝衬垫节段124的第一衬垫内表面和第二隔绝衬垫节段126的第二衬垫内表面。隔绝衬垫114的衬垫外表面122包括第一隔绝衬垫节段124的第一衬垫外表面132和第二隔绝衬垫节段126的第二衬垫外表面134。第一隔绝衬垫节段124和第二隔绝衬垫节段126可以固定地或可移除地附接到彼此。例如,在图1所示的实施例中,第一隔绝衬垫节段124和第二隔绝衬垫节段126经由弹簧联接器136可移除地附接到彼此。在其他实施例中,第一隔绝衬垫节段124和第二隔绝衬垫节段126经由搭扣、拉链、夹子或其他类型的紧固件可移除地附接到彼此。36.安装面板116被固定到衬垫外表面122(例如,固定到第一隔绝衬垫节段124的第一衬垫外表面132)。例如,在一些实施例中,安装面板116使用金属(例如,不锈钢)线被缝合到衬垫外表面122。在一些实施例中,安装面板116由金属网或细规格金属片(例如20‑22规格的不锈钢)形成。在一些实施例中,安装面板116被构造成在靠近传感器工作台106的局部区域中使排气后处理部件102与传感器工作台106之间的热传递进一步最小化。一些实施例不包括安装面板116。在这样的实施例中,传感器工作台106被可移除地联接到衬垫外表面122。一些实施例除安装面板116之外或代替安装面板116包括隔热罩,以使从排气后处理部件102到传感器工作台106的热传递最小化。37.第一限制器118被构造成将传感器工作台106可移除地联接到排气后处理部件102。第一限制器118具有第一限制器第一端部138,该第一限制器第一端部138被固定(例如缝合)到隔绝衬垫114的衬垫外表面122。在图1所示的实施例中,第一限制器118的第一限制器第一端部138被固定到第二隔绝衬垫节段126的第二衬垫外表面134。在其他实施例中,第一限制器118的第一限制器第一端部138被固定到第一隔绝衬垫节段124的第一衬垫外表面132。尽管图1中仅示出了一个限制器(第一限制器118),但是隔绝衬垫组件104可在传感器工作台106的与第一限制器118相对的一侧具有第二限制器。在其他实施例中,隔绝衬垫组件104具有额外的或更少的限制器。例如,在一个实施例中,隔绝衬垫组件104仅具有一个限制器以将传感器工作台106联接到排气后处理部件102。在另一实施例中,隔绝衬垫组件104具有四个限制器以将传感器工作台106联接到排气后处理部件102。在其他示例中,隔绝衬垫组件104可以具有六个、八个、十个或十二个限制器,每个都类似于本文描述的第一限制器118和第二限制器。38.根据各种实施例,第一限制器118由柔性材料形成。例如,在一个实施例中,第一限制器118是包括带扣140的织物条带,以便于将第一限制器118系紧到隔绝衬垫114。在其他实施例中,第一限制器118是不同类型的限制器。在其他实施例中,第一限制器118包括弹簧。使用柔性限制器使得从排气后处理部件壳体到传感器工作台106的高频振动的传递最小化。在一些实施例中,第一限制器118的弹簧刚度和/或第一限制器118在接合到传感器工作台106时的张力被调节,以便使特定频率下的振动进一步最小化。39.传感器工作台106包括平台142、底脚144和支座146(例如,第一支座146和第二支座146等)。平台142被构造成支撑一个或更多个传感器模块或控制器。底脚144通过支座146偏离平台142。换句话说,支座146在隔绝衬垫组件104与平台142之间形成空气间隙。空气间隙被构造成使得排气后处理部件102与传感器工作台106之间的热传递进一步最小化。尽管在图1中仅可以看到底脚144和支座146中的各一个,但是应当理解,传感器工作台106具有两个底脚144(第一底脚和第二底脚)和两个支座146(第一支座和第二支座)。在一些实施例中,传感器工作台106包括多于两个的底脚144(例如,四个底脚144、六个底脚144、八个底脚144等)。40.这些底脚144各自限定安装孔148,该安装孔148被构造成接收第一限制器118。在图1所示的实施例中,第一限制器118延伸穿过安装孔148并且穿过带扣140。第一限制器118被系紧到期望的张力,并且经由带扣140保持。在其他实施例中,第一限制器118被联接到安装孔148。其他实施例包括连接器或其他类型的接合特征,以使第一限制器118和传感器工作台106相联接。例如,钩和扣子或t形螺栓和耳轴可以用于使第一限制器118和传感器工作台106相联接。41.在一些实施例中,第一限制器118和第二限制器由带式夹紧件代替。在这样的实施例中,该带式夹紧件围绕隔绝衬垫114定位并且穿过安装孔148,使得带式夹紧件的系紧径向地压缩隔绝衬垫114,并且使得传感器工作台106被保持到排气后处理部件102上。42.在其他实施例中,第一限制器118和/或第二限制器是钩环紧固构件,例如在一些应用中,第一限制器118和/或第二限制器可以包括拉链、纽扣、扣子和其他可重复闭合的紧固件。43.在各种实施例中,第一限制器118和/或第二限制器由金属织物或纤维织物构成,该金属织物或纤维织物具有相对高的张紧力,并且适于在相对高的温度下长期使用。在一些实施例中,第一限制器118和/或第二限制器可以是由不锈钢(例如,400系列钢等)制成的细条带。44.第一限制器118沿着第一方向150从第一限制器第一端部138延伸到安装孔148。在图1所示的实施例中,第一方向150垂直于中心轴线110。然而,将理解的是,在其他实施例中,第一限制器118沿着不垂直于中心轴线110的方向从第一限制器第一端部138延伸到安装孔148。45.图2‑图4示出了根据各种实施例的经由隔绝衬垫组件104将传感器工作台106安装到排气后处理部件102的各种构型。在图2‑图4中,为了清楚起见,限制器以箭头示出。46.图2是根据示例性实施例的排气后处理传感器工作台安装系统200的侧透视图,该排气后处理传感器工作台安装系统包括单个限制器:第一限制器202。第一限制器202延伸穿过第一底脚206的第一安装孔204和第二底脚210的第二安装孔208。第一限制器202沿着垂直于中心轴线110的第一方向150延伸。在一个实施例中,第一限制器202是带式条带。47.图3是根据示例性实施例的排气后处理传感器工作台安装系统300的侧透视图,该排气后处理传感器工作台安装系统包括两个限制器:第一限制器302和第二限制器304。第一限制器302延伸穿过第一底脚308的第一安装孔306。第二限制器304延伸穿过第二底脚312的第二安装孔310。第一限制器302和第二限制器304沿着垂直于中心轴线110的第一方向150延伸。在一个实施例中,第一限制器302和第二限制器304是织物条带。48.图4是根据示例性实施例的排气后处理传感器工作台安装系统400的侧透视图,该排气后处理传感器工作台安装系统包括四个限制器:第一限制器402、第二限制器404、第三限制器406和第四限制器408。第一限制器402延伸穿过第一底脚412的第一安装孔410。第二限制器404也延伸穿过第一底脚412的第一安装孔410。第三限制器406延伸穿过第二底脚416的第二安装孔414。第四限制器408也延伸穿过第二底脚416的第二安装孔414。第一限制器402沿第一方向418延伸,第二限制器404沿第二方向420延伸,第三限制器406沿第三方向422延伸,并且第四限制器408沿第四方向424延伸。第一方向418、第二方向420、第三方向422和第四方向424中的每个方向相对于中心轴线110成倾斜的(非垂直的)角度定向。49.图5示出了根据各种实施例的安装到隔绝衬垫114的排气后处理传感器工作台安装系统100的底脚144的剖视图。隔绝衬垫114包括第一层500。第一层500暴露于大气(例如,面向外)并且被配置成与底脚144相接。在各种实施例中,第一层500由硅树脂涂覆的玻璃纤维织物、聚四氟乙烯涂覆的玻璃纤维织物、柔性隔绝防护层、或安装板或安装层中的一种或更多种形成。隔绝衬垫114还包括第二层502。第二层502被第一层500覆盖,并且通过第一层500与底脚144分隔开。在各种实施例中,第二层502是隔绝层。例如,第二层502可以由碱土硅酸盐、玻璃纤维纱针状物或玻璃状硅酸盐纤维垫中的一种或更多种形成。隔绝衬垫114还包括第三层504。第三层504被第二层502覆盖,并且通过第二层502和第一层500与底脚144分隔开。第三层504暴露于排气后处理部件102(例如,面向内),并且被配置成与排气后处理部件102相接。在各种实施例中,第三层504由针织金属(例如,不锈钢)丝网、金属(例如,321合金或镍铬合金)箔、无定形二氧化硅织物、聚四氟乙烯涂覆的玻璃纤维织物、金属沉积镀层、隔绝件或柔性隔绝防护层中的一种或更多种形成。排气后处理部件102包括外壁506。第三层504与外壁506相接,并且外壁506将热量传递给第三层504。第三层504将热量传递给第二层502。第二层502将热量传递给第一层500。第一层500将热量传递给底脚144。在各种实施例中,间隙(例如,空气间隙等)和填料可以被包含在底脚144与第一层500之间、第一层500与第二层502之间、第二层502与第三层504之间和/或第三层504与外壁506之间。50.图6示出了根据各种实施例的安装到隔绝衬垫114的排气后处理传感器工作台安装系统100的底脚144的剖视图。在这些实施例中,如前所述,隔绝衬垫114包括第一层500、第二层502和第三层504。另外,隔绝衬垫114包括第四层600。第四层600将底脚144与第一层500分隔开。因此,第四层600被配置为覆盖第一层500的至少一部分。在各种实施例中,第四层600是针织金属(例如,不锈钢)丝网、金属(例如,321合金或镍铬合金)箔、或金属沉积镀层。第四层600用于减轻刚性底脚144与可能不是刚性的第一层500之间接触的影响。当第一层500是非金属时,第四层600是特别有益的。第四层600可以仅延伸跨越第一层500的一部分。例如,第四层600可以在第一层500上的被配置为设置底脚144的位置上缝合到第一层500中,以便将底脚144与第一层500分隔开。51.第一层500将热量传递给第四层600,第四层600将热量传递给底脚144。在各种实施例中,间隙(例如,空气间隙等)和填料可以被包含在底脚144与第四层600之间以及第一层500与第四层600之间。52.应该理解的是,本文中的权利要求要素都不应根据35u.s.c.§112(f)的规定进行解释,除非使用短语“用于……的手段(meansfor)”明确地陈述该要素。贯穿本说明书对“一个实施例(oneembodiment)”、“实施例(anembodiment)”、“示例性实施例(anexampleembodiment)”或类似语言的引用意味着结合实施例所描述的特定的特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实施例中。因此,贯穿说明书出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”以及类似语言可以但不一定全部指代相同的实施例。53.因此,本发明可以以其它具体的形式来实施,而不脱离其精神或本质特征。所描述的实施例在所有方面都应视为是说明性的而不是限制性的。因此,本公开的范围由所附权利要求确定,而不是由前面的描述确定。属于权利要求的等同物的含义和范围内的所有变化将被包括在这些权利要求的范围内。当前第1页12当前第1页12
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