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本发明涉及一种特别用于一个机动车辆内燃发动机排放气体的颗粒过滤器(1)的过滤体，这种过滤体包括多个过滤块(11a－11i)，这些过滤块通过至少一个插在所述过滤块(11a－11i)之间的连接体(12)连接在一起，连接体(12)能够阻挡所述排放气体从所述过滤块(11a－11i)之间通过，这种过滤体的特征在于，所述连接体(12)包括多个局部使用的连接部分(12a－12e)，以便优化减小可能在所述过滤体(3)内产生的热－机械应力。

1.  一种特别用于一个机动车辆内燃发动机排放气体的颗粒过滤器(1)的过滤体，这种过滤体包括多个过滤块(11a-11i)，这些过滤块通过至少一个插在所述过滤块(11a-11i)之间的连接体(12)连接在一起，连接体(12)能够阻止所述排放气体从所述过滤块(11a-11i)之间通过，这种过滤体的特征在于，所述连接体(12)包括多个局部使用的连接部分(12a-12e)，以便优化减小可能在所述过滤体(3)内产生的热-机械应力。

2.  如权利要求1所述的过滤体，其特征在于，至少二个所述连接部分(12a、12b；12c、12d)包括组成、和/或结构、和/或厚度不同的材料。

3.  如权利要求2所述的过滤体，其特征在于，所述连接部分(12a、12b)具有不同的弹性模量，其差别大于或等于10％。

4.  如上述权利要求之一所述的过滤体，其特征在于，至少一个所述连接部分具有各向异性的弹性特征。

5.  如权利要求4所述的过滤体，其特征在于，所述连接部分包括一种浸有一种连结物的二氧化硅纤维。

6.  如上述权利要求之一所述的过滤体，其特征在于，至少二个所述连接部分(12c、12d)的厚度不同，厚度比至少为二。

7.  如上述权利要求之一所述的过滤体，其特征在于，所述连接部分中的至少一个(12e)包括一个缝隙(14)。

8.  如权利要求7所述的过滤体，其特征在于，所述缝隙(14)通向所述过滤体(3)的所述上游面(7)和下游面(9)之一。

9.  如权利要求8所述的过滤体，其特征在于，所述缝隙(14)通向所述过滤体(3)的所述下游面(9)。

10.  如权利要求7-9之一所述的过滤体，其特征在于，所述缝隙(14)在一个与被所述连接部分(12e)组装在一起的所述过滤块(11b、11i)的表面基本平行的平面(P)中形成。

11.  如权利要求7-10之一所述的过滤体，其特征在于，所述缝隙(14)的长度L’是所述过滤体(3)的总长度L的0.1到0.9倍。

12.  如权利要求7-11之一所述的过滤体，其特征在于，所述缝隙(14)与所述过滤块(11i)的一个边基本相邻。

13.  如权利要求11所述的过滤体，其特征在于，所述缝隙(14)至少部分充填一种即不与过滤体(11i)粘合，也不与缝隙(14)所在的连接部分(12e)的连结物粘合的充填材料。

14.  如权利要求13所述的过滤体，其特征在于，所述充填材料是氮化硼或二氧化硅。

15.  一种特别用于过滤一个机动车辆内燃发动机排放气体的颗粒过滤器(1)，这种颗粒过滤器包括一个封套(5)和一个通过多个过滤块(11a-11i)组装得到得过滤体(3)，过滤块(11a-11i)通过一个连接体(12)组装在一起，其特征在于，所述过滤体(3)符合上述权利要求之一。

特别用于颗粒过滤器的包括多个滤块的过滤体
技术领域
本发明涉及一种特别是用于一个机动车辆内燃发动机排放气体的颗粒过滤器的过滤体，这种过滤体包括多个过滤块，这些过滤块通过至少一个插在所述过滤块之间的连接体连接在一起，连接体能够阻止所述排放气体在所述过滤块之间通过。
背景技术
在排放到自由空气中之前，排放气体可以通过一个如图1、2所示的从已有技术中公知的颗粒过滤器进行净化。
图1表示一个颗粒过滤器1沿图2所示剖面B-B做出的横剖面，图2表示沿图1所示的A-A剖面做出的纵剖面。
颗粒过滤器1一般包括至少一个插在一个金属套5中的过滤体3，使排放气体必须从一个上游表面7穿过，直到一个下游表面9。所示箭头表示排放气体的流动方向。
过滤体3一般包括多个由蜂窝状孔隙结构构成的过滤块11a-11i，过滤块一般由陶瓷制成(堇青石、碳化硅...)，通过陶瓷连结物连接体12把它们互相粘接在一起。连接体12的厚度一般为1mm。一般由二氧化硅和/或碳化硅和/或氮化铝构成的陶瓷连结物焙烧后的弹性模量约为5000Mpa。
然后可以把这样形成的组件进行加工，以便得到所需的截面，例如圆形或椭圆形。
一个过滤块11a-11i包括多个通道13，通道13可以有不同形状和直径的横截面。每个通道13的一端或另一端被堵塞。因此约束排放气体穿过通道13的壁，而要过滤的颗粒被截留。
在使用一定时间后，聚集在过滤体3的通道中特别是上游面7上的颗粒或“炭黑”增加了过滤体3产生的负载损失，因此使发动机的性能变坏。由于这个原因，过滤体应该定期再生，例如每500公里。
再生或除焦在于使炭黑氧化。为了做到这一点，需要把炭黑加热到一个使它们燃烧的温度。
颗粒过滤器1的运行在过滤体3的不同区域产生不同的加热，特别是在再生阶段。
在再生阶段中，过滤体3位于下游面9附近的区域比上游面7附近的区域热，因为排放气体向下游输送炭黑燃烧释放的所有热量。
另外，由于颗粒过滤器1的形状和用粗线箭头表示的过滤器1导致的排放气体的路径，炭黑不一定以均匀的方式聚集，例如优先聚集在过滤器纵轴C-C附近区域中，这个区域也叫做过滤体3的“芯部”。因此炭黑的燃烧导致过滤体3芯部中的温度高于周边区域的温度。
在没有燃烧炭黑时，热的排放气体的路径和金属套5被周围空气冷却也导致过滤体3芯部的高温，但程度较弱。
过滤体3芯部的内部温度不均匀和过滤块11a-11i以及连接体12使用材料的性质的可能不同产生幅度不同的局部膨胀。
但是，过滤体3与金属套5之间以及过滤体3与连接体12之间的界面应保持不能使气体渗透，以避免气体不经过滤就在上游面7和下游面9之间流动。
另外，颗粒过滤器1安装在一个排放线中，因此不应该过分变形，否则就会破坏这条线的工作，例如产生泄漏。
由此产生的热-机械应力可能在连接体和/或过滤块11a-11i中产生裂缝，因此减少颗粒过滤器的寿命。
为了限制出现这些裂缝的危险，已经知道根据连接体12的能力选择连接体12的连结物，以保证过滤块11a-11i的粘接和它的导热性。例如Ibiden公司的专利申请WO 01/23069提出使用一种厚度在0.3-3mm的范围内选择并且由一种热传导率在0.1到10W/m.k的连结物构成的连接体。
但是，一个这样的连接体不能完全消除出现裂缝的危险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够进一步减少这种危险的组装过滤块的新方法。
这个目的通过一种特别用于机动车辆的内燃发动机排放气体的颗粒过滤器地过滤体达到，这种过滤体包括多个过滤块，过滤块通过至少一个插在所述过滤块之间的连接体连接在一起，连接体能够阻止所述排放气体在所述过滤块之间通过。
这种过滤体的突出之处在于，所述连接体包括多个局部适配的连接部分，从而优化减小可能在所述过滤体中产生的热-机械应力。
根据本发明的其他特征：
—至少二个所述连接部分包括成分、和/或结构、和/或厚度不同的材料；
—所述连接部分的作述材料的弹性模量不同，差别大于或等于10％；
—至少一个所述连接部分具有各向异性的弹性特征；
—所述连接部分包括一种浸在一种连结物中的二氧化硅织物；
—至少二个所述不同连接部分的厚度不同，厚度比至少为二；
—至少一个所述连接部分包括一个缝隙；
—所述缝隙通向所述过滤体的上游面和下游面中的一个；
—所述缝隙在一个与被所述连接部分组装在一起的所述过滤块的表面基本平行的平面中形成；
—所述缝隙的长度或“深度”为所述过滤体总长度的0.1-0.9倍；
—所述缝隙基本与其中一个所述过滤块的一个边相邻；
—所述缝隙至少部分充填一种即不与所述过滤块粘接，也不与它所在的所述连接部分的连结物粘结的充填材料；
—所述充填材料为氮化硼或二氧化硅。
本发明还涉及一特别用于过滤机动车辆内燃发动机的排放气体的颗粒过滤器，这种过滤器包括一个封套和一个根据本发明用一个连接体组装多个过滤块得到的过滤体。
通过下面的描述并参照附图可以了解本发明的其他特征和优点，附图如下：
—图1表示一个符合已有技术的颗粒过滤器沿图2所示B-B剖面的横剖面图；
—图2表示同一个颗粒过滤器沿图1所示A-A剖面的纵剖面图；
—图3、4表示符合本发明第一和第二实施例的过滤体横剖面图；
—图5表示一个符合本发明第三实施例的过滤体左侧视图，即可以看见下游面9；
—图6是沿图5所示D-D剖面的纵剖面，表示图5所示过滤体的一个细节；
—图7是一个纵剖面，表示一个本发明第四实施例中的过滤体的细节。
在不同的图中用相同的参考数字表示相同或相似的构件。
为了更清楚起见，图3、4、5、6中没有表示通道13。
图1、2已经在前言中进行了描述。
在下面的描述中，区分“连接部分”与连接体12不同。把一个具有基本恒定性质的连接体12的一连续部分叫做“连接部分”。
对于同一个过滤体3，相邻的不同连接部分形成一个单一的连接体12。
根据图3所示的本发明第一实施例，使用两种不同的组装连结物粘接一个过滤体3过滤块11a-11i。使用的两种连结物的弹性模量不同，弹性模量也叫做杨氏模量。人们认为弹性模量之差大于或等于10％是明显的，也就是能够表示一种不同的性质，并且这种性质与测量变化或由于一种材料的非均质性导致的“正常”变化无关。
在承受最大热-机械应力的区域，使用包括第一种连结物的连接部分12a₁、12a₂、12a₃、12a₄、12a₅、12a₆，第一种连结物的弹性模量小于1000Mpa。在其他部分使用一个包括第二种连结物的第二连接部分12b，第二种连结物的弹性模量约为5000Mpa并且一般在已有技术中使用。
第一种连结物具有一种比第二种连结物更有弹性的特性，因此可以更好地吸收它所分开的过滤块的体积变化，而不出现裂缝。第一种连结物还限制过滤块11a-11i之间的应力传递，因此有助于限制这些过滤块中出现裂缝。
有可能降低一种连结物的弹性模量，例如通过加入porogenes提高它的总孔隙度。
在过滤器的工作条件下，第二种连结物比第一种连结物具有更好的粘合性。因此包括第一种连结物的连接部分与包括第二种连结物的连接部分结合可以得到一个坚固的并且适应很强的热-机械应力的过滤体3。
另外，过滤块11a-11i，特别是位于过滤体3周边的过滤块11a-11i的形状和位置使分开它们的连接部分12a_1-6处于径向位置。实际上，这种设置通过连接部分12a_1-6改善了径向应力的吸收。
根据本发明的另一个实施例，至少一个连接部分的连结物的弹性模量具有各向异性的特性。例如可以使用一种浸有一种普通连结物的二氧化硅织物。织物零件具有各向异性的结构和特性，而浸入的连结物起普通充填物的作用。
各向异性的特性可以在一个或几个方向有优先的弹性。另外放置二氧化硅织物使连接部分的弹性模量在纵向更小。
根据图4所示的本发明的另一个实施例，根据可能承受的热-机械应力的幅度使用一个可变的连接体厚度。
人们认为，一个位于一个承受最大热-机械应力的区域的连接部分12c的厚度e1至少为一个承受最小热-机械应力的区域中使用的连接部分12d的厚度e2的二倍。
构成连接部分的连结物，甚至用于制造普通连接部分12b的连结物的弹性模量明显较低，大约为过滤块11a-11i连结物的十分之一。也就是它们吸收应力的能力比这些过滤块的吸收能力高得多。
因此增加最有弹性的材料的厚度有助于应力的释放。
根据图5、6所示的另一个实施例，一个连接部分12e包括一个长度为L’的缝隙14，用于限制应力穿过连接部分12e的传递。
缝隙14最好通向上游面7或下游面9中的一个。
再生期间，下游面9承受最大的热-机械应力，缝隙14最好设在下游面9上。
当然，缝隙14不通向上游面7和下游面9二个表面上，以避免排放气体没有过滤就穿过过滤体3。相反，缝隙14可以是没有出口的。
缝隙14最好设在连接部分12e的整个宽度l’上，如图5所示。缝隙14最好与一个中间平面P对中，中间平面P与连接部分12e连接的相邻过滤块11a和11h、11b和11i、11c和11d的表面平行。
缝隙14的长度(或深度)L’最好为过滤体3总长度L的0.1-0.9倍。实际上，人们发现，小于1/10的L’/L比值没有任何明显的作用，而对大于9/10的L’/L，过滤体3的机械粘合性不足。
例如为了设置缝隙14，可以在焙烧阶段前在连接部分12e的厚度中加入一个纸片。纸片在加热过程中燃烧，因此留下缝隙14的位置。
为了设置缝隙14，也可以如图7所示的实施例，在过滤块11i的表面放置一种与这个过滤块不粘合或与连接部分12e的连结物不粘合或与二者都不粘合的材料。
例如这种材料可以是一种通过一种气溶胶方法沉积的氮化硼或一个耐火材料例如一种纤维垫。在使连接部分的连结物就位和焙烧阶段之前把这种材料放在过滤块11i上。由此产生的缝隙与过滤块11i相邻。
另外，用一种像氮化硼这样的材料充填缝隙14可以改善过滤块11i与连接部分12e之间的热量传导。
由于前面指出的原因，缝隙14的长度也应该是过滤体3总长度的0.1到0.9倍。
当然，本发明不限于上面描述和示出的说明性和非限定性的实施例。
因此同样一个过滤体3可以具有上面所示的本发明的几个不同变种的特征。例如一个过滤体3可包括几个性质不同的连接部分，包括一些有裂缝的连接部分等。