一種基于汽車尾氣發(fā)電的汽車尾氣處理裝置及其控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于汽車尾氣發(fā)電的汽車尾氣處理裝置及其控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的提高，汽車越來越多的出現(xiàn)在生活中，但是在帶給人們方便的同時，它排放的大量尾氣給環(huán)境造成了污染。汽車尾氣污染主要是以下兩個方面，一是汽車尾氣中的化學(xué)污染物和顆粒污染物影響空氣質(zhì)量，二是汽車尾氣中存在大量余熱沒有利用，導(dǎo)致城市熱島效應(yīng)。
[0003]現(xiàn)有的汽車尾氣處理裝置是通過催化劑來完成尾氣的凈化，但是這種方式效率低，且汽車在剛啟動時，催化劑溫度不夠高，尾氣凈化效率低，常常會在汽車啟動時產(chǎn)生大量凈化不合格的尾氣排放到空氣中。同時，汽車尾氣中大量的熱能沒有被利用起來，據(jù)統(tǒng)計，汽車30?60km/h的速度下能產(chǎn)生3.5?6kw的熱能沒被利用而隨尾氣排入到了空氣中。同時，汽車尾氣中的壓力和動能也浪費了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:針對上述存在的問題，提供一種基于汽車尾氣發(fā)電的汽車尾氣處理裝置及其控制系統(tǒng)，該尾氣處理裝置能夠?qū)⑵囄矚庵械哪芰考右岳茫夷軌蚪鉀Q汽車剛啟動時尾氣凈化不充分的問題，能夠節(jié)省電能。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明提供了一種基于汽車尾氣發(fā)電的汽車尾氣處理裝置，包括汽車尾氣發(fā)電裝置和汽車尾氣處理裝置，所述汽車尾氣發(fā)電裝置由發(fā)電裝置外殼、渦輪、熱電模塊和發(fā)電機組成;所述發(fā)電裝置外殼分為渦輪殼和冷卻層，渦輪殼左端為汽車尾氣發(fā)電裝置進氣口，直接與汽車尾氣排氣管相連，渦輪殼右端為汽車尾氣發(fā)電裝置出氣口，直接與汽車尾氣處理裝置進氣口相連;渦輪殼包裹在冷卻層內(nèi)部，冷卻層內(nèi)充滿冷卻水;渦輪通過渦輪軸安裝在渦輪殼中部;熱電模塊均布于渦輪殼內(nèi)，熱電模塊的熱端與通入渦輪殼內(nèi)的汽車尾氣接觸，冷端貼在渦輪殼的內(nèi)壁上;渦輪軸上安裝有低速齒輪，低速齒輪置于發(fā)電裝置外殼外;發(fā)電機輸入軸上的高速齒輪與低速齒輪形成嚙合關(guān)系；
所述汽車尾氣處理裝置由汽車尾氣處理裝置進氣口，低溫等離子反應(yīng)器，濾網(wǎng)，催化劑腔和汽車尾氣處理裝置出氣口組成；所述低溫等離子反應(yīng)器的左端為汽車尾氣裝置進氣口，右端接濾網(wǎng)，催化劑腔左端跟濾網(wǎng)連接，右端為汽車尾氣處理裝置出氣口；
所述熱電模塊和發(fā)電機都通過導(dǎo)線與電源控制器相連，所述電源控制器用于收集熱電模塊和發(fā)電機所產(chǎn)生的電能；所述電源控制器通過升壓整流電路與低溫等離子反應(yīng)器相連;所述低溫等離子反應(yīng)器通過升壓電路與汽車電池相連。
[0006]由于上述結(jié)構(gòu)，汽車尾氣進入渦輪殼后，帶動渦輪轉(zhuǎn)動，從而低速齒輪帶動發(fā)電機主軸轉(zhuǎn)動，進而產(chǎn)生電能。汽車尾氣中含有大量的熱能，通過熱電模塊，將汽車尾氣的熱能轉(zhuǎn)化成電能。電源控制器將收集到的電能提供給低溫等離子反應(yīng)器。實現(xiàn)了汽車尾氣的再次利用。渦輪殼外設(shè)置冷卻層的目的是為了增大熱端和冷端的溫差，防止冷端溫度升高導(dǎo)致電能轉(zhuǎn)化率降低。低溫等離子能夠有效的處理汽車尾氣中的有害氣體和固體顆粒，效果顯著節(jié)約成本，能夠有效的解決汽車啟動前，催化劑溫度低，凈化尾氣不充分的缺陷。本發(fā)明在低溫等離子反應(yīng)器后加裝濾網(wǎng)和催化劑腔，能夠?qū)ζ囄矚膺M行二次凈化，尾氣處理效果顯著提高。
[0007]進一步的，所述汽車尾氣處理裝置中，所述低溫等離子反應(yīng)器由第一電源或第二電源供電，所述第一電源為汽車電池經(jīng)升壓電路后輸送給低溫等離子反應(yīng)器的電壓，所述第二電源為發(fā)電裝置產(chǎn)生的電能經(jīng)電源控制器收集后通過升壓整流電路輸送給低溫等離子反應(yīng)器的電壓;所述濾網(wǎng)分為前后兩層，濾網(wǎng)孔有500?1000目，濾網(wǎng)層中夾有活性炭。
由于上述結(jié)構(gòu)，采用第一、第二電源為等離子反應(yīng)器供電，能夠有效解決汽車剛啟動時，第二電源在汽車啟動時，電壓不足的問題。濾網(wǎng)和活性炭能夠?qū)ζ囄矚庵械挠泻怏w和固體顆粒進行一定的處理。
[0008]進一步的，所述發(fā)電裝置中，所述低速齒輪直徑dl是高速齒輪直徑d2的5到10倍；所述發(fā)電機采用永磁式發(fā)電機。
[0009]由于上述結(jié)構(gòu)，兩齒輪的直徑相差越大，齒輪間的傳動比越大，高速齒輪就轉(zhuǎn)的越快，利于發(fā)電機發(fā)電。避免了渦輪低速轉(zhuǎn)動時，沒法發(fā)電的問題。永磁式發(fā)電機具有無勵磁電流，無勵磁銅耗，體積小，電能轉(zhuǎn)化效率高的優(yōu)點。
[0010]進一步的，所述第一電源的電壓為40KV，所述第二電源的電壓為40KV?80KV。
[0011]一種基于汽車尾氣發(fā)電的汽車尾氣處理裝置的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)由第二電源電壓檢測模塊，MCU，第一電源控制模塊組成;第二電源電壓檢測模塊安裝在升壓整流電路后，用于檢測第二電源的電壓，然后將檢測到的電壓以模擬量的形式發(fā)送給MCU;第一電源控制模塊安裝在升壓電路后，接收MCU的控制信號，控制第一電源是否為低溫等離子反應(yīng)器供電。
[0012]所述控制系統(tǒng)的控制方法包括以下步驟:
(1)汽車啟動后，第一電源為低溫等離子反應(yīng)器供電；
(2)第二電源電壓檢測模塊檢測第二電源的電壓U，然后將檢測到的第二電源電壓U與MCU中設(shè)置好的電壓值進行比較，當(dāng)檢測到第二電源的電壓U的范圍為:40KV <U< 80KV時，MCU發(fā)送控制信號給第一電源控制模塊，讓第一電源停止對低溫等離子反應(yīng)器供電，采用第二電源為低溫等離子反應(yīng)器供電；
(3 )第二電源供電后，若第二電源電壓檢測模塊檢測到第二電源的電壓IK40KV，則MCU發(fā)送控制信號給第一電源控制模塊，讓第一電源為低溫等離子反應(yīng)器供電。進一步的，所述控制方法步驟(2)中，第一電源要在第二電源的電壓U滿足:40KV < U < 80KV后，lmin之后再停止對低溫等離子反應(yīng)器供電。
[0013]進一步的，所述控制方法步驟(3)中，第二電源電壓U〈40KV要持續(xù)lmin后，Μ⑶才發(fā)出控制信號給第一電源控制模塊，讓第一電源為低溫等離子反應(yīng)器供電。
[0014]由于上述的控制系統(tǒng)和控制方法能夠自動的切換電源為低溫等離子反應(yīng)器供電，合理有效的節(jié)約了汽車電池的電能，有效的利用了汽車尾氣的熱能。步驟(2)中的第一電源延時lmin后再斷開是為了避免第二電源不穩(wěn)定而對尾氣凈化產(chǎn)生影響。步驟(3)中的第二電源延時lmin斷開也是為了避免第二電源出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。
[0015]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
1.提高了尾氣凈化效果，改善了汽車啟動時，尾氣處理不充分的問題。
[0016]2.有效的利用了汽車尾氣中的熱能和動能，減少了尾氣中的余熱對環(huán)境的污染。
[0017]3.本發(fā)明的控制系統(tǒng)和控制方法能夠自動的切換電源為低溫等離子反應(yīng)器供電，合理有效的節(jié)約了汽車電池的電能，有效的利用了汽車尾氣的能量。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的汽車尾氣處理裝置主視圖；
圖2是本發(fā)明的汽車尾氣處理裝置俯視圖；
圖中標(biāo)記:1-汽車尾氣發(fā)電裝置進氣口，2-低速齒輪，3-冷卻層，4-冷卻水，5-汽車尾氣發(fā)電裝置出氣口，6-高速齒輪，7-汽車尾氣處理裝置進氣口，8-低溫等離子反應(yīng)器，9-濾網(wǎng)，10-催化劑腔，11-汽車尾氣處理裝置出氣口，12-渦輪，13-熱電模塊，14-渦輪殼。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細的說明。
[0020]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021 ]如圖1 -2所示，本發(fā)明公開了一種基于汽車尾氣發(fā)電的汽車尾氣處理裝置，包括汽車尾氣發(fā)電裝置和汽車尾氣處理裝置，所述汽車尾氣發(fā)電裝置由發(fā)電裝置外殼、渦輪12、熱電模塊13和發(fā)電機組成;所述發(fā)電裝置外殼分為渦輪殼14和冷卻層3，渦輪殼左端為汽車尾氣發(fā)電裝置進氣口 1，直接與汽車尾氣排氣管相連，渦輪殼右端為汽車尾氣發(fā)電裝置出氣口5，直接與汽車尾氣處理裝置進氣口 7相連;渦輪殼14包裹