專利名稱：具有改善的聲學(xué)特性的計(jì)量模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將液態(tài)還原劑計(jì)量到排氣系統(tǒng)中的裝置。這種裝置尤其是用
于還原排氣中的有害物質(zhì)。
背景技術(shù)：
由于近年來(lái)排氣排放法規(guī)越來(lái)越嚴(yán)格，內(nèi)燃機(jī)特別是柴油驅(qū)動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)必須尤其
減少排氣中的氮氧化物含量。為了減少排氣中的氮氧化物，例如可以實(shí)施選擇性催化還原
(SCR)，在選擇性催化還原中氮氧化物借助還原劑被還原成氮和水。作為還原劑采用例如水
尿素溶液。在此，有害物質(zhì)N0X在液態(tài)還原劑的作用下還原為N2和H20。 還原劑通常存儲(chǔ)在罐中以及通過(guò)管路從罐輸送至計(jì)量模塊，計(jì)量模塊將該還原劑
噴射到例如排氣管中。這種裝置的一個(gè)例子記載在EP 0 982 884A2中。 計(jì)量模塊通常具有一被適配器接收的計(jì)量閥。帶有計(jì)量閥的該適配器可安放到或
擰到排氣管上。 但這種帶有計(jì)量閥和適配器的計(jì)量模塊的問(wèn)題在于，計(jì)量閥的開(kāi)關(guān)過(guò)程導(dǎo)致高的 噪聲負(fù)荷。開(kāi)關(guān)過(guò)程(例如計(jì)量閥的打開(kāi)或關(guān)閉)在包圍閥的結(jié)構(gòu)中、尤其是在適配器中 引起固體聲。該固體聲從適配器的外面上傳遞到周圍的空氣中并在此作為空氣聲被輻射出 去。 由汽車技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)公知了現(xiàn)有技術(shù)中的多種聲隔離的方案。除了由材料織物、 礦物纖維或聚合泡沫構(gòu)成的隔離墊和隔離泡沫外，在此還部分地使用金屬的聲吸收材料。 在DE 103 45 575 B3中公開(kāi)了這種金屬的聲吸收材料的一個(gè)例子。在此，提出了一種用于 聲及熱屏蔽的裝置，該裝置具有一板狀的帶有金屬織物層的元件，該金屬織物帶有經(jīng)線和 緯線。經(jīng)線和緯線在他們的接觸點(diǎn)上通過(guò)燒結(jié)彼此這樣連接，使得該金屬織物具有微孔。
使用這種專門(mén)的金屬隔離材料的問(wèn)題在于，這種材料比傳統(tǒng)的材料較貴，并且不 是在所有情況下都能使用通常的、在汽車技術(shù)中常見(jiàn)的加工及制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
因此，提出一種用于將液態(tài)還原劑計(jì)量到排氣系統(tǒng)中的裝置，以還原有害物質(zhì)，該 裝置提供開(kāi)關(guān)噪聲的有效的及技術(shù)上易于實(shí)現(xiàn)的聲隔離。在此，通過(guò)適配器上適當(dāng)?shù)拇胧?削弱了固體聲從閥經(jīng)由該適配器到包圍該適配器的空氣中的轉(zhuǎn)移。因此減小了由固體聲產(chǎn) 生的空氣聲。 要指出的是，所述在此提出的裝置作為計(jì)量液態(tài)還原劑的裝置。但所提出的裝置
此外還可用于其它類型的連接裝置，例如用于排氣管中的探測(cè)器，其中，所述探測(cè)器應(yīng)減振
地被支撐。也可想到其他的應(yīng)用。但上述在SCR系統(tǒng)的范圍中的應(yīng)用是優(yōu)選的。 本發(fā)明提出的裝置包括一計(jì)量閥，例如根據(jù)開(kāi)頭所述現(xiàn)有技術(shù)的計(jì)量閥，用于計(jì)
量液態(tài)還原劑。所述裝置還包括一用于安裝在排氣管上的適配器(例如安放、旋擰上、力鎖
合和或材料鎖合的連接)。所述計(jì)量閥與所述適配器通過(guò)連接元件連接，其中，該連接元件包括至少一個(gè)金屬的聲吸收裝置。 所述金屬的聲吸收裝置的使用一方面保證了所述裝置的高的溫度穩(wěn)定性，這在汽 車領(lǐng)域尤其有利。此外還如由現(xiàn)有技術(shù)公知的那樣，金屬的聲吸收裝置保證了高的聲吸收 效率。 另一方面，僅所述連接適配器與計(jì)量閥的連接元件全部或部分地優(yōu)選由所述金屬 的聲吸收裝置制成的事實(shí)導(dǎo)致能夠降低成本和導(dǎo)致明顯簡(jiǎn)化了制造方法。因此，聲吸收材 料的體積能大大減小，由此降低了成本。此外，對(duì)于適配器和計(jì)量閥，能一如既往地在汽車 技術(shù)中使用通常的制造方法，從而僅需要很小地改變標(biāo)準(zhǔn)工藝。 所述金屬的聲吸收裝置可具有下列吸收元件中的至少之一 多微孔的金屬元件、 尤其是燒結(jié)元件；金屬的復(fù)合材料；金屬的編結(jié)物、尤其是燒結(jié)的編結(jié)物和/或軋制的編結(jié) 物；金屬的織物、尤其是燒結(jié)的織物和/或軋制的織物。因此，例如能使用具有良好隔聲特 性的金屬泡沫。 但尤其優(yōu)選的是使用金屬織物，如例如在上面已經(jīng)引證的DE 103 45575 B3中所 使用的那樣。在此，在制造這種金屬織物時(shí)，可使用金屬的經(jīng)線和緯線，這些經(jīng)線和緯線在 他們的接觸點(diǎn)上通過(guò)燒結(jié)彼此連接。此外替換地或附加地，還可以進(jìn)行所述織物的軋制，以 改善這些金屬線的連接。 這種金屬織物例如以H&rle產(chǎn)品研發(fā)公司的名稱"泡沫板(Poroblech)"被提供， 并且可具有作為金屬材料的例如鋁、鋼或優(yōu)質(zhì)鋼。但也可考慮其他材料。在此，通常的板厚 度達(dá)到O. 3mm至lmm，孔隙率為5%至60%。 進(jìn)入所述這些金屬線之間的聲波受到摩擦阻力并且轉(zhuǎn)化為熱量。 被證明尤其有效的是，在此使用層結(jié)構(gòu)，在該層結(jié)構(gòu)中，至少一層所述金屬的吸收
元件與至少一層聲反射的元件、優(yōu)選聲反射的金屬相結(jié)合。在此，例如在所述吸收元件與所
述至少一層聲反射的元件之間設(shè)定一確定的距離，以便提高聲吸收裝置的效能。優(yōu)選選擇
一小的距離，該距離也可以被填充一非活性的中間層，以及該距離小于0. 3mm。 聲被聲反射的壁反射以及必定由穿過(guò)聲吸收材料，由此(視聲反射的壁與聲吸收
材料之間的距離而定)例如可以將有針對(duì)性的頻率范圍從噪聲譜中除去。例如，為了有針
對(duì)性地影響一定的頻率范圍，也可以在所述吸收元件與至少一層聲反射的元件之間置入非
活性的中間層，這些中間層僅用于建立這兩個(gè)元件之間的一確定的距離以及由此產(chǎn)生有針
對(duì)性的頻率選擇性。 對(duì)于"聲反射的"元件在此應(yīng)理解為具有高的聲阻抗的元件，尤其是具有比所 述吸收元件高的聲阻抗。具有高的隔聲性的材料例如可涉及鋼(聲阻抗或聲特性阻抗 "4. 7*107Ns/m3)或其它固體的金屬材料。優(yōu)選的是，聲特性阻抗大于107Ns/m3，優(yōu)選大于 4*107Ns/m3。 如果使用這種由吸收元件和聲反射的元件構(gòu)成的層結(jié)構(gòu)，則吸收元件層設(shè)置在所 述連接元件的向著適配器的一側(cè)上，而聲反射的元件層設(shè)置在所述連接元件的背著吸聲裝 置的一側(cè)上。所述連接元件尤其是可具有至少一個(gè)盤(pán)狀的元件，該盤(pán)狀的元件優(yōu)選具有一 個(gè)用于接收計(jì)量閥的槽。 在此優(yōu)選的是，所述盤(pán)狀的元件構(gòu)造成具有用于嵌入計(jì)量閥的相應(yīng)的槽中的U形 槽的U形的元件。除了所述槽之外，所述盤(pán)狀的元件則還可以具有用于支撐在所述適配器上的支撐面。所述由吸收元件和聲反射的元件構(gòu)成的層結(jié)構(gòu)例如可通過(guò)疊加、尤其是通過(guò) 相應(yīng)盤(pán)狀的元件的全等的疊加來(lái)實(shí)現(xiàn)，這時(shí)得到所述的層結(jié)構(gòu)。 所述盤(pán)狀的聲吸收元件和盤(pán)狀的聲反射的元件例如可以力鎖合地或形鎖合地 (例如通過(guò)焊接)彼此連接。為了不妨礙聲反射的元件上的所述的反射效果，該連接例如可 限制在邊緣區(qū)域上，例如通過(guò)僅邊緣區(qū)域中的焊接。也可以考慮將所述兩個(gè)盤(pán)狀的元件簡(jiǎn) 單地相繼安放，以及如上所述地使用附加元件、例如中間盤(pán)或其它的盤(pán)，以產(chǎn)生多層結(jié)構(gòu)。
為了連接計(jì)量閥、所述盤(pán)狀的元件和適配器，所述連接元件還可具有例如夾、尤其 是可彎曲的(即具有柔性特性的)夾。但也可以使用其他類型的連接裝置，例如鎖緊螺母、 螺旋連接裝置或夾頭。
以這種方式能實(shí)現(xiàn)SCR系統(tǒng)的低成本的、易于制造并且高效的聲隔離裝置。


在附圖中示出本發(fā)明的實(shí)施例及在以下的說(shuō)明中對(duì)其詳細(xì)地描述。附圖表示
圖1 :根據(jù)本發(fā)明的用于計(jì)量液態(tài)還原劑的裝置的一個(gè)側(cè)視圖，
圖2A :—傳統(tǒng)的用于連接計(jì)量閥與適配器的U形盤(pán)，
圖2B :按本發(fā)明構(gòu)造的盤(pán)， 圖3A :以立體圖示出金屬編結(jié)物的一個(gè)例子， 圖3B :金屬編結(jié)物的垂直于圖3A中y方向的顯微圖，禾口 圖3C :根據(jù)圖3A的金屬編結(jié)物在垂直于x方向的平面中的顯微剖面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明的用于計(jì)量液態(tài)還原劑到排氣系統(tǒng)中的裝置的一個(gè)例 子。該裝置包括計(jì)量閥110，它例如可構(gòu)造成壓力控制的、例如根據(jù)上面引證的現(xiàn)有技術(shù)的 計(jì)量閥。 計(jì)量閥110在其圖1中的上端部上例如通過(guò)管路系統(tǒng)與相應(yīng)的存儲(chǔ)液態(tài)還原劑的 罐連接，其中，還可以在該管路系統(tǒng)中設(shè)置泵和其它元件。計(jì)量閥110以其(在圖1中未示 出的)噴嘴端部插在一圓柱套筒形的適配器112中。適配器112在其(在圖l中未示出 的)下端部上被構(gòu)造，以便例如通過(guò)旋擰、夾緊、焊接或類似方式被安置到排氣管上。在此， 適配器112這樣被構(gòu)造，使得計(jì)量閥110優(yōu)選至少部分地伸入排氣管中。
適配器112在其上端部上設(shè)有巻邊114。計(jì)量閥110在頭部區(qū)域中具有槽116。 一 U形盤(pán)118嵌入該槽中，該盤(pán)以支撐面120支撐在適配器112的巻邊114上。計(jì)量閥110通 過(guò)槽116和U形盤(pán)118被定為在一確定的軸向位置上。計(jì)量閥IIO的該軸向位置通過(guò)可彎 曲的夾122來(lái)固定。夾122和U形盤(pán)118因此共同構(gòu)成一連接元件124。圖2A中以俯視圖 (上面)和側(cè)面剖面圖(下面)示出一傳統(tǒng)的U形盤(pán)118。在此可看到，該U形盤(pán)也具有一 個(gè)U形槽126，該U形槽可嵌入計(jì)量閥110的槽116中。如圖2A中所示的U形盤(pán)118通常 構(gòu)造成實(shí)心的板材盤(pán)，例如鋼板盤(pán)。 反之，圖2B中以俯視圖(上面)和側(cè)面剖面圖(下面)示出一按本發(fā)明構(gòu)造的U 形盤(pán)118。在此可看到，該U形元件118由兩個(gè)彼此疊加的元件組成，即由聲反射的元件128 和聲吸收的元件130組成。兩個(gè)元件128、 130在俯視圖中總體上具有U形的構(gòu)型并且優(yōu)選近似全等地構(gòu)成。在所示的實(shí)施例中，這兩個(gè)元件128U30以近似相等的厚度構(gòu)成，但在此 也可以是其他實(shí)施形式。 在此，如聲吸收的元件130那樣盤(pán)狀地構(gòu)成的聲反射的元件128設(shè)置在U形盤(pán)118 的背離適配器112的一側(cè)上(即圖1中上面)，而聲吸收的元件130設(shè)置在向著適配器112 或適配器112的巻邊114的一側(cè)上。 兩個(gè)盤(pán)形的元件128、130可以簡(jiǎn)單地彼此疊置，其中，它們?nèi)缓笸ㄟ^(guò)可彎曲的夾 122保持在一起。替代地或附加地，兩個(gè)盤(pán)形的元件128、 130也可材料鎖合地、例如通過(guò)焊 接相連接。因此，兩個(gè)盤(pán)128、130替代了根據(jù)圖2A中實(shí)施例的迄今為止的實(shí)心U形盤(pán)118。
通過(guò)聲反射的元件128與聲吸收的元件130之間的一非活性的中間層能進(jìn)一步改 善噪聲的減弱，該中間層未示出在圖中。對(duì)于該中間層，作為示例材料在此有無(wú)機(jī)或有機(jī)材 料，尤其是塑料層、例如塑料薄膜或泡沫材料薄膜，或金屬材料?？煽紤]各種其他的非活性 的材料或材料組合。在零距離的情況下，即在聲反射的元件128與聲吸收的元件130直接 彼此相疊的情況下，雖然已經(jīng)得到聲衰減作用，但是該聲衰減作用可通過(guò)所述中間層進(jìn)一 步被優(yōu)化。聲吸收率可與該非活性的中間層的材料特性和厚度相關(guān)。 結(jié)合圖l，根據(jù)圖2B的由閥側(cè)的聲吸收元件130與向著液壓連接端子的一側(cè)上 的聲反射的元件128組成的板組合導(dǎo)致高的聲吸收，特別是因?yàn)樵摪褰M合向外封閉適配器 112并且因此吸收在適配器112內(nèi)部通過(guò)計(jì)量閥110的開(kāi)關(guān)過(guò)程產(chǎn)生的聲。
圖3A至3C中示出金屬的聲吸收裝置132的一優(yōu)選實(shí)施例，如他用在根據(jù)圖2B的 聲吸收元件130中那樣。在這種情況下，該金屬的聲吸收裝置132涉及在商業(yè)上可得到的 所謂"泡沫板(Poroblech)"(制造商HSrle公司)。該板例如根據(jù)DE 103 45 575 B3中 記載的方法由金屬織物制成。如例如在圖3A的立體圖中可看到的那樣，金屬的聲吸收裝置 132的織物具有經(jīng)線134和緯線136，它們彼此編織在一起。在編織后，接下來(lái)可進(jìn)行一軋 制工序，以便提高織物的金屬?gòu)?qiáng)度和產(chǎn)生微孔尺寸。同樣為了提高金屬?gòu)?qiáng)度和調(diào)整該微孔 尺寸，還可以使用燒結(jié)工序(對(duì)軋制替換地或附加地)。 因此得到圖3B及3C中以側(cè)向剖面圖(顯微圖)示出的結(jié)構(gòu)。在此，圖3B示出在 平行于緯線136的視線方向上(垂直于圖3A的方向y)的顯微圖，而圖3C示出平行于經(jīng)線 134的視線方向上(即在垂直于圖3A的方向x的剖面中)的顯微圖。在此，尤其是在圖3A 及圖3C中能清楚地看到該結(jié)構(gòu)具有微孔138，這些微孔產(chǎn)生上述的聲吸收效果。
通過(guò)有目的地調(diào)節(jié)產(chǎn)品參數(shù)，例如線厚度、軋制和/或燒結(jié)過(guò)程，能有目的地調(diào)節(jié) 聲吸收裝置132的特性。由此可尤其是有目的地調(diào)節(jié)金屬的聲吸收裝置132的聲特性阻抗。 如上所述地，典型的孔隙率例如為5%或40% (典型地在5%與60%之間)。典型的板厚 度在0. 3mm與lmm之間的范圍中，對(duì)于經(jīng)線134和/或諱線136可使用例如優(yōu)質(zhì)鋼、鋼、鋁 (可能以具有鎂的合金的形式)或銅。但也可使用其他材料。金屬的聲吸收裝置132的這 樣制造的板例如可通過(guò)深拉伸、彎曲、沖壓、巻邊、激光切割和/或焊接來(lái)加工。
權(quán)利要求
用于將液態(tài)還原劑計(jì)量供給到一排氣系統(tǒng)中以便還原排氣中的有害物質(zhì)的裝置，包括一計(jì)量閥(110)和一用于安裝到一排氣管上的適配器(112)，其特征在于該計(jì)量閥(110)和該適配器(112)通過(guò)一連接元件(124)連接，其中，該連接元件(124)包括至少一個(gè)金屬的聲吸收裝置(130，132)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述金屬的聲吸收裝置(130,132)具有下列 吸收元件中的至少一個(gè)一多微孔的金屬元件、尤其是燒結(jié)元件；一金屬的復(fù)合材料；一金 屬的編結(jié)物、尤其是燒結(jié)的編結(jié)物和/或軋制的編結(jié)物；一金屬的織物、尤其是燒結(jié)的織物 和/或軋制的織物。
3. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一的裝置，其特征在于所述金屬的聲吸收裝置(130,132)具 有一個(gè)層結(jié)構(gòu)，該層結(jié)構(gòu)具有所述吸收元件的至少一個(gè)層(130)和一聲反射的元件(128)、 優(yōu)選一聲反射的金屬的至少一個(gè)層(128)。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一的裝置，其特征在于所述吸收元件的層(130)設(shè)置在所述 連接元件(124)的向著所述適配器(112)的一側(cè)上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4的裝置，其特征在于在所述吸收元件的層(130)和所述聲反 射的元件的層(128)之間插入至少一個(gè)非活性的中間層。
6. 根據(jù)以上權(quán)利要求之一的裝置，其特征在于所述連接元件(124)具有至少一個(gè)盤(pán) 狀的元件(118)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其特征在于所述盤(pán)狀的元件(118)具有至少一個(gè)用于接 收所述計(jì)量閥(110)的槽(126)，優(yōu)選該盤(pán)狀的元件(118)構(gòu)造成具有一用于配合到所述計(jì) 量閥(110)的一槽中的U形槽的U形元件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其特征在于所述盤(pán)狀的元件(118)還具有至少一個(gè)用于 支撐在所述適配器(112)上的支撐面(120)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6至8之一的裝置，其特征在于所述盤(pán)狀的元件(118)具有一向著 所述適配器(112)的、盤(pán)狀的第一聲吸收元件(130)和一背向所述適配器(112)的、聲反射 的第二元件(128)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其特征在于所述盤(pán)狀的聲吸收元件(130)和所述盤(pán)狀的 聲反射的元件(128)力鎖合地或形鎖合地彼此連接并且構(gòu)成所述盤(pán)狀的元件(118)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6至10之一的裝置，其特征在于所述連接元件(124)還具有一 用于所述計(jì)量閥(110)、所述盤(pán)狀的元件(118)和所述適配器(112)的力鎖合的連接的夾 (122)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將液態(tài)還原劑計(jì)量到一排氣系統(tǒng)中，以還原排氣中的有害物質(zhì)的裝置。該裝置包括一計(jì)量閥(110)和一用于安裝到一排氣管上的適配器(112)。該計(jì)量閥(110)和該適配器(112)通過(guò)一連接元件(124)連接。該連接元件(124)包括至少一個(gè)金屬的聲吸收裝置(130，132)。
文檔編號(hào)B60R13/08GK101730789SQ200880009068
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2008年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月21日
發(fā)明者B·金茨勒, M·霍恩, R·黑伯爾, S·格里辛格 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司