一種用于SCR汽車排氣系統的耐高溫隔熱保溫罩及其制作方法與流程

本發明屬于汽車發動機廢氣排放技術領域，具體說涉及一種用于SCR汽車排氣系統的耐高溫隔熱保溫罩及其制作方法。

背景技術：

隨著社會的發展，汽車的普及率越來越高，汽車一方面給人們帶來方便，另一方面也因為汽車尾氣的排放，對環境造成了很大的污染；為了降低發動機有害污染物的排放，解決環境污染問題，各國都相繼規定機動車污染物排放標準，目前，我國主要執行國Ⅳ排放標準，即國家第四階段機動車污染物排放標準，隨著國Ⅴ標準的即將推行，汽車排放的主要污染物，如氮氧化物（NOX）、碳氫化合物和氮氧化物（HC+NOX）總和、顆粒物濃度（PM）的排放標準將進一步提高。

根據國Ⅳ、國Ⅴ標準，主要是通過“選擇性催化還原”過程，將廢氣中的NOx轉化成氮氣和水排出車外，大大減少了對人體有害的一氧化碳的排放；在選擇性催化還原”過程中，在排氣管內設置SCR催化轉化器，SCR催化轉化器與SCR系統噴射裝置連接，SCR系統噴射裝置，包括尿素溶液泵、尿素溶液罐和汽車附加水箱，在SCR催化轉化器中，反應需要在200～450℃的溫度范圍內才能μ有效進行，因此在SCR催化轉化器外必須要包裹保溫材料。

傳統的排氣管包裹材料一般利用三層夾心式結構，內層和外層材料為高硅氧布，中間層為陶瓷纖維，由于使用高硅氧布，其價格高，所以制作成本較高，并且其裝配程序復雜，裝配速度慢，生產效率低。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術中使用高硅氧布或陶瓷纖維作為保溫隔熱材料，其價格貴，成本高，并且結構復雜，裝配不方便的技術問題，提供一種保溫隔熱效果好，制作成本低的，用于SCR汽車排氣系統的耐高溫隔熱保溫罩及其制作方法。

在發動機尾氣廢氣排放的“選擇性催化還原”過程中，將廢氣中的NOx轉化成氮氣和水排出車外，因此在排氣管內需要設置SCR催化轉化器，SCR催化轉化器與SCR系統噴射裝置連接，SCR系統噴射裝置，包括尿素溶液泵、尿素溶液罐和汽車附加水箱，在SCR催化轉化器中，反應需要在200～450℃的溫度范圍內才能有效進行，如果溫度過低，則SCR催化轉化器和排氣系統的催化效率會降低，NOx的轉化效果會受到影響，因此本發明提供的一種用于SCR汽車排氣系統的耐高溫隔熱保溫罩，包裹在SCR催化轉化器和排氣管外側，對SCR催化轉化器具有保溫作用，提高SCR催化轉化器的催化效率。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種用于SCR汽車排氣系統的耐高溫隔熱保溫罩，所述的耐高溫隔熱保溫罩包括殼體和用于固定殼體的固定件，所述的殼體包括殼體內壁和殼體外壁，所述的殼體內壁的形狀與SCR汽車排氣管的外壁形狀相配合，在殼體內壁和殼體外壁之間設置連續玄武巖纖維網布、連續玄武巖纖維針刺氈、玻璃纖維短切紗和粘接劑，按質量百分比，所述的連續玄武巖纖維網布設置為3～15%、連續玄武巖纖維針刺氈設置為80～92%，玻璃纖維短切紗2～10%、粘接劑設置為1～7%，所述的連續玄武巖纖維網布設置為二層，在二層連續玄武巖纖維網布之間設置相互均勻混合的連續玄武巖纖維針刺氈和玻璃纖維短切紗，在混合的連續玄武巖纖維針刺氈和玻璃纖維短切紗內設置粘接劑。

進一步，上述的一種用于SCR汽車排氣系統的耐高溫隔熱保溫罩，按質量百分比，所述的連續玄武巖纖維網布設置為5～10%、連續玄武巖纖維針刺氈設置為85～89%，玻璃纖維短切紗3～8%、粘接劑設置為3～5%。

上述的一種用于SCR汽車排氣系統的耐高溫隔熱保溫罩，所述的殼體設置為鋁板或不銹鋼板。

上述的一種用于SCR汽車排氣系統的耐高溫隔熱保溫罩，所述的鋁板或不銹鋼板的厚度設置為0.06-0.2mm。

本發明還提供一種用于SCR汽車排氣系統的耐高溫隔熱保溫罩的制作方法，所述的制作方法包括以下步聚：

1）連續玄武巖纖維制作過程：將玄武巖巖石粉碎，在1450℃時熔融、拉絲、烘干，制作成玄武巖纖維原絲，連續玄武巖纖維的原絲的直徑設置為7-30μm；

2）連續玄武巖纖維網布制作過程：將連續玄武巖纖維原絲編織成網布；

3）切紗過程：將連續玄武巖纖維原絲短切紗，長度為30-200mm；玻璃纖維短切紗，長度為30-200mm；

4）制作連續玄武巖纖維針刺氈過程：先將連續玄武巖纖維短切紗梳理成棉狀后，與玻璃纖維短切紗均勻混合，利用氣流成網，再用針的穿刺反拉交錯的原理，將蓬松的纖網加固成三維結構的毯狀，形成為一定厚度的連續玄武巖纖維針刺氈；制作過程包括：開松、混棉、落棉、梳理、鋪網、預刺、主刺、成卷；

5）制作殼體過程：利用鋁板或不銹鋼板制作殼體內壁和殼體外壁；

6）壓制過程：將殼體內壁和殼體外壁放入模具中，在殼體內壁和殼體外壁之間平鋪二層連續玄武巖纖維網布、在二層連續玄武巖纖維網布之間平鋪連續玄武巖纖維針刺氈、玻璃纖維短切紗和粘接劑，壓制成耐高溫隔熱保溫罩，壓制溫度設置為130-350℃；壓制后的連續玄武巖纖維針刺氈的密度設置為120-170kg/m3；

7）冷卻過程：把壓制后的耐高溫隔熱保溫罩在常溫下冷卻。

作為一種優選措施，上述的制作方法，在所述的步聚1中，連續玄武巖纖維的原絲的直徑設置為9-15μm。

作為一種優選措施，上述的制作方法，所述的步聚3中，將連續玄武巖纖維原絲短切紗，長度為50-100mm；玻璃纖維短切紗，長度為50-100mm。

作為一種優選措施，上述的制作方法，所述的步聚6中，所述的連續玄武巖纖維針刺氈的密度設置為140-160kg/m3。

作為一種優選措施，上述的制作方法，所述的步聚5中，所述的殼體內壁和殼體外壁的厚度設置為0.06-0.2mm。

作為一種優選措施，上述的制作方法，所述的壓制溫度設置為200-300℃。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：1、本發明使用連續玄武巖纖維網布和連續玄武巖纖維針刺氈作為主要的保溫隔熱材料，可以降低生產成本；2、利用壓制成形方法，減少了裝配程序，提高裝配速度，提高生產效率；3、本發明可以提高耐高溫隔熱保溫罩的使用性能，使耐高溫隔熱保溫罩的保溫隔熱性能更好，耐熱溫度可達1000℃；4、本發明安裝在發動機排氣管上，可以降低噪音；5、本發明應用廣泛，用在汽車和摩托車上，安裝和拆除方便，操作簡單。

附圖說明

圖1是本發明的耐高溫隔熱保溫罩結構示意圖。

圖2是本明制作方法流程示意圖。

圖3是本發明連續玄武巖纖維針刺氈制作方法流程示意圖。

圖4是本發明耐高溫隔熱保溫罩在檢測過程中不同檢測位置示意圖。

圖5是圖4中測試點1的 WHTC循環和ETC循環的排放特性對比數據圖表。

圖6是圖4中測試點2 的WHTC循環和ETC循環的排放特性對比數據圖表。

圖7是圖4中測試點3 的WHTC循環和ETC循環的排放特性對比數據圖表。

圖8是圖4中測試點4 的WHTC循環和ETC循環的排放特性對比數據圖表。

圖9是圖4中測試點5 的WHTC循環和ETC循環的排放特性對比數據圖表。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步的說明。

實施例1：

如圖1所示的一種用于SCR汽車排氣系統的耐高溫隔熱保溫罩，主要應用于SCR后處理系統中，由于SCR催化轉化器是一個非常重要的部分，它不僅承擔著降低發動機廢氣中的NOX排放物，同時還起著消聲器的作用，即催化器具有集SCR催化轉化器和排氣消聲器于一體的功能，但在SCR催化轉化器內需要維持較高的溫度，如果溫度過低，會影響催化轉化的效果，因此需要在SCR催化轉化器外包裹耐高溫隔熱保溫罩，使SCR催化轉化器維持較高的溫度。本發明的耐高溫隔熱保溫罩主要用于包括殼體和用于固定殼體的固定件，殼體包括殼體內壁101和殼體外壁102，殼體內壁101的形狀與SCR汽車排氣管的外壁形狀相配合，固定件用于把耐高溫隔熱保溫罩固定在SCR汽車排氣管的外壁，防止耐高溫隔熱保溫罩脫落；在殼體內壁101和殼體外壁102之間設置連續玄武巖纖維網布103、連續玄武巖纖維針刺氈104、玻璃纖維短切紗（玻璃纖維短切紗使用常用的玻璃纖維短切紗）和粘接劑，連續玄武巖纖維網布103設置為二層，在二層連續玄武巖纖維網布103之間設置相互均勻混合的連續玄武巖纖維針刺氈104和玻璃纖維短切紗，在相互混合的連續玄武巖纖維針刺氈104和玻璃纖維短切紗內設置粘接劑。在本實施例中，粘接劑設置為環氧樹脂，由于環氧樹脂良好的物理、化學性能，它對金屬和非金屬材料的表面具有優異的粘接強度，收縮率小，硬度高，柔韌性較好，因此在連續玄武巖纖維針刺氈104之間設置環氧樹脂作為粘接劑，對連續玄武巖纖維針刺氈104和玻璃纖維短切紗起到固化和定型的作用。通過研究試驗發現，連續玄武巖纖維網布103、連續玄武巖纖維針刺氈104、玻璃纖維短切紗和粘接劑的含量不同，對耐高溫隔熱保溫罩的保溫效果明顯不同；在本實施例中，按質量百分比，連續玄武巖纖維網布103設置為11%、連續玄武巖纖維針刺氈104設置為85%，玻璃纖維短切紗為2%、環氧樹脂設置為2%，殼體設置為不銹鋼板，厚度設置為0.06mm，使用連續玄武巖纖維網布103具有保溫效果，同時又可以起到包裹連續玄武巖纖維針刺氈104的作用；連續玄武巖纖維針刺氈104具有良好的保溫效果，同時又由于相互間有一定的空隙，具有保溫、降低燥音的作用；玻璃纖維短切紗耐高溫性能好，與連續玄武巖纖維針刺氈104混合，又可以使連續玄武巖纖維針刺氈104保持良好的形狀，環氧樹脂可以使連續玄武巖纖維針刺氈104和玻璃纖維短切紗定型；這樣的耐高溫隔熱保溫罩，具有阻燃性，熱反射率為92%，最高耐熱溫度可達850℃，導熱系數為0.053 W/m.k，其隔熱保溫性能良好，使用壽命長。可以使SCR催化轉化器內壁面處噴霧迅速混合、蒸發，可以有效減少尿素在內壁面的結晶。不但保溫隔熱效果好，還起到隔音效果，可以消除排氣管噪音30%以上，滿足SCR催化轉化器保溫和降低燥音的要求。

實施例2：

一種用于SCR汽車排氣系統的耐高溫隔熱保溫罩，如圖1所示，結構與實施例1相同，在殼體內壁101和殼體外壁102之間設置連續玄武巖纖維網布103、連續玄武巖纖維針刺氈104、玻璃纖維短切紗和粘接劑，按質量百分比，所述的連續玄武巖纖維網布103設置為8%、連續玄武巖纖維針刺氈104設置為81%，玻璃纖維短切紗7%、粘接劑設置為4%，粘接劑設置為環氧樹脂，殼體設置為鋁板，厚度設置為0.2mm，這樣的耐高溫隔熱保溫罩，具有阻燃性，熱反射率為93%，最高耐熱溫度可達880℃，導熱系數為0.051 W/m.k，其隔熱保溫性能優良，滿足SCR催化轉化器保溫和降低燥音的要求。

實施例3：

一種用于SCR汽車排氣系統的耐高溫隔熱保溫罩，如圖1所示，結構與實施例1相同，在殼體內壁101和殼體外壁102之間設置連續玄武巖纖維網布103、連續玄武巖纖維針刺氈104、玻璃纖維短切紗和粘接劑，按質量百分比，連續玄武巖纖維網布103設置為5%、連續玄武巖纖維針刺氈104設置為87%，玻璃纖維短切紗5%、粘接劑設置為3%，粘接劑設置為環氧樹脂，殼體設置為鋁板，厚度設置為0.09mm，這樣的耐高溫隔熱保溫罩，具有阻燃性，熱反射率為96%，最高耐熱溫度可達900℃，導熱系數為0.048 W/m.k，其隔熱保溫性能優良，滿足SCR催化轉化器保溫和降低燥音的要求。

實施例4：

如圖2所示的一種用于SCR汽車排氣系統的耐高溫隔熱保溫罩的制作方法，首先將玄武巖巖石粉碎，放在1450℃的熔爐熔融，拉絲、烘干，制作成連續玄武巖纖維原絲，通過研究發現，連續玄武巖纖維原絲的直徑和連續玄武巖纖維短切紗的長度，對于制作的耐高溫隔熱保溫罩的隔熱保溫效果有明顯的不同，在本實施例中，連續玄武巖纖維的原絲的直徑設置為10μm；將一部分連續玄武巖纖維原絲編織成網布；將另一部分連續玄武巖纖維短切紗，長度為50mm；另外加入玻璃纖維短切紗，長度為50mm；制作連續玄武巖纖維針刺氈104，如圖3所示，其具體的制作過程為：開松、混棉、落棉、梳理、鋪網、預刺、主刺、成卷；開松，即把連續玄武巖纖維短切紗和玻璃纖維短切紗開松打散；混棉，把打散的連續玄武巖纖維短切紗和玻璃纖維短切紗用氣流抽出再做更細微得分散；落棉，用氣流抽出把分散的連續玄武巖纖維短切紗和玻璃纖維短切紗慢慢的落棉準備梳理；梳理，均勻分散的上述二種短切紗用氣流梳理交錯成網；鋪網，將成網的上述二種短切紗按照需要的規格平鋪成一層層需要的厚度；預刺，把平鋪好的上述二種短切紗網進入針刺機針刺成毯；主刺， 繼續針刺成要的規格厚度；成卷，裁邊收卷；利用鋁板制作殼體內壁101和殼體外壁102，厚度設置為0.2mm；將殼體內壁101和殼體外壁102放入模具中，在殼體內壁101和殼體外壁102之間平鋪二層連續玄武巖纖維網布103、在二層連續玄武巖纖維網布103之間平鋪連續玄武巖纖維針刺氈104、玻璃纖維短切紗和粘接劑，粘接劑設置為環氧樹脂，壓制成耐高溫隔熱保溫罩，壓制溫度設置為150℃，在150℃時使環氧樹脂成型固化；壓制后的連續玄武巖纖維針刺氈104的密度為120kg/m3。壓制成形后，再彎曲成與SCR汽車排氣系統外殼相配合的形狀。利用壓制成形方法，減少了裝配程序，提高裝配速度，提高生產效率，并可以提高保溫隔熱管的性能，使隔熱管保溫隔熱性能更好，最后把壓制后的耐高溫隔熱保溫罩在常溫下冷卻。利用上述方法制作的用于SCR汽車排氣系統的耐高溫隔熱保溫罩，其熱反射率為90%，最高耐熱溫度可達960℃，導熱系數為0.053 W/m.k，降燥系數NRC為0.65。

實施例5：

一種用于SCR汽車排氣系統的耐高溫隔熱保溫罩的制作方法，首先將玄武巖巖石粉碎，放在1450℃的熔爐熔融，拉絲、烘干，制作成玄武巖纖維原絲，連續玄武巖纖維的原絲的直徑設置為30μm；將一部分連續玄武巖纖維原絲編織成網布；將另一部分連續玄武巖纖維短切紗，長度為200mm；另外加入玻璃纖維短切紗，長度為200mm；制作連續玄武巖纖維針刺氈104，其具體的工作程序同實施例4；再利用不銹鋼板制作殼體內壁101和殼體外壁102，厚度設置為0.06mm；將殼體內壁101和殼體外壁102放入模具中，在殼體內壁101和殼體外壁102之間平鋪二層連續玄武巖纖維網布103、在二層連續玄武巖纖維網布103之間平鋪連續玄武巖纖維針刺氈104、玻璃纖維短切紗和環氧樹脂，壓制成耐高溫隔熱保溫罩，壓制溫度設置為350℃，在350℃時使環氧樹脂成型固化；壓制后的連續玄武巖纖維針刺氈104的密度設置為170kg/m3。把壓制后的耐高溫隔熱保溫罩在常溫下冷卻。壓制成形后，再彎曲成與SCR汽車排氣系統外殼相配合的形狀。利用上述方法制作的用于SCR汽車排氣系統的耐高溫隔熱保溫罩，可以使SCR催化轉化器保持良好的催化效果，其熱反射率為93%，最高耐熱溫度可達980℃，導熱系數為0.051 W/m.k，降燥系數NRC為0.67。

實施例6：

一種用于SCR汽車排氣系統的耐高溫隔熱保溫罩的制作方法，首先將玄武巖巖石粉碎，放在1450℃的熔爐熔融，拉絲、烘干，制作成玄武巖纖維原絲，連續玄武巖纖維的原絲的直徑設置為15μm；將一部分連續玄武巖纖維原絲編織成網布；將另一部分連續玄武巖纖維短切紗，長度為100mm；另外加入玻璃纖維短切紗，長度為100mm；制作連續玄武巖纖維針刺氈104，其具體的工作程序同實施例4，利用鋁板制作殼體內壁101和殼體外壁102，厚度設置為0.09mm；壓制方法同實施例4，壓制溫度設置為300℃，在300℃時使環氧樹脂與連續玄武巖纖維針刺氈104、玻璃纖維短切紗成型固化；壓制后的連續玄武巖纖維針刺氈104的密度為160kg/m3。把壓制后的耐高溫隔熱保溫罩在常溫下冷卻，壓制成形后，再彎曲成與SCR汽車排氣系統外殼相配合的形狀。利用上述方法制作的用于SCR汽車排氣系統的耐高溫隔熱保溫罩，可以使SCR催化轉化器保持良好的催化效果，其熱反射率為96%，最高耐熱溫度可達1000℃，導熱系數為0.048 W/m.k，降燥系數NRC為0.68。

如圖4所示，是根據實施例6的制作方法制作的如圖1所示的一種用于SCR汽車排氣系統的耐高溫隔熱保溫罩，包裹在實驗排氣管外進行實驗檢測示意圖，如圖5至圖9所示的是圖4中測試點1處至測試點5處的排氣管空管（即圖中所示空管）與排氣管外包裹耐高溫隔熱保溫罩后（即圖中所示海花）的WHTC循環和ETC循環的排放特性對比數據圖表，如圖5所示，在測試點1，空管均值為233℃，海花均值為234℃；如圖6所示，在測試點2，空管均值為222℃，海花均值為237℃；如圖7所示，在測試點3，空管均值為214℃，海花均值為238℃；如圖8所示，在測試點4，空管均值為208℃，海花均值為237℃；如圖9所示，在測試點5，空管均值為203℃，海花均值為236℃；根據圖表顯示，排氣管空管與排氣管外包裹耐高溫隔熱保溫罩后的對比情況，通過5個測試點溫度對比，包裹后溫度可以提高15-33℃，保溫效果明顯。

上面結合附圖對本發明實施方式作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施方式，對于本領域普通技術人員來說，還可以在不脫離本發明的前提下作若干變型和改進，這些也應視為屬于本發明的保護范圍。