CN103277178B

CN103277178B - 尾气再利用装置及其控制装置的控制方法

Info

Publication number: CN103277178B
Application number: CN201310164684.4A
Authority: CN
Inventors: 王兆宇; 邢子义
Original assignee: Longkou Zhongyu Heat Management System Technology Co Ltd
Current assignee: Longkou Zhongyu Heat Management System Technology Co Ltd
Priority date: 2013-05-07
Filing date: 2013-05-07
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2033-05-07
Also published as: CN103277178A

Abstract

本发明涉及一种利用汽车排气或尾气压力给气动制动的装置供气的汽车尾气再利用装置。本发明尾气再利用装置，包括储气罐，储气罐开设有储气罐进气口和储气罐出气口，储气罐进气口上设置有单向止回阀，储气罐出气口通过出气管与制动控制阀连接，储气罐进气口通过第一主管路与换向阀的A出气口连通，换向阀的B出气口通过排气歧管与原发动机排气系统连接，换向阀的进气口通过第二主管路与发动机的至少一个气缸的排气部分连通，在储气罐上安装有压力传感器，控制装置根据压力传感器的信号调控所述换向阀。本发明还涉及一种尾气再利用装置中控制装置的控制方法。

Description

尾气再利用装置及其控制装置的控制方法

技术领域

本发明涉及一种汽车制动装置，特别是涉及一种利用汽车尾气给气动制动的装置供气的汽车尾气再利用装置。

背景技术

目前4t以上的载货汽车、客车几乎都使用气压制动。这是因为：气压制动不但制动力矩大、踏板行程较短、操纵轻便、使用可靠；而且对长轴距、多轴和拖带半挂车、挂车等，实现异步分配制动有独特的优越性。气压制动装置，是以发动机的动力驱动空气压缩机工作，然后将压缩空气的压力转变为机械推力，使车轮产生制动。驾驶员只需按不同的制动强度要求，控制踏板的行程，释放出不同数量的压缩空气，便可调整气体压力的大小来获得所需的制动力。其工作原理是：发动机驱动的空气压缩机将压缩空气经单向阀首先输入储气罐，储气罐通过出气管与制动控制阀连接，压缩空气通过制动控制阀被分成两个回路：一个回路经储气筒、双腔制动阀的中腔通向后制动气室；另一个回路经储气筒、双腔制动阀的下腔通往前制动气室。当其中一个回路发生故障失效时，另一个回路仍能继续工作，以保证汽车具有一定的制动能力，从而提高了汽车行驶的安全性。其工作过程是：当踏下制动踏板，拉杆拉动制动控制阀使之工作，前、后储气筒的压缩空气便分别通过制动控制阀的两个腔调节后，进入前、后轮制动气室，使前、后轮制动。

但是，现有的气压制动装置均是利用发动机的动力驱动压缩机来工作的，存在消耗发动机的动力的缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、操作简便的尾气再利用装置，能够利用发动机排出的废气作为动力，给气压制动装置提供压缩空气，实现汽车的制动。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种尾气再利用装置中控制装置的控制方法，能够使汽车尾气的能量得到充分、高效的利用。

本发明尾气再利用装置，包括储气罐，储气罐开设有储气罐进气口和储气罐出气口，储气罐进气口上设置有单向止回阀，储气罐出气口通过出气管与制动控制阀连接，储气罐进气口通过第一主管路与换向阀的A出气口连通，换向阀的B出气口通过排气歧管与原发动机排气系统连接，换向阀的进气口通过第二主管路与发动机的至少一个气缸的排气部分连通，在储气罐上安装有压力传感器，控制装置根据压力传感器的信号调控换向阀。

本发明尾气再利用装置，其中所述还包括热交换装置，热交换装置包括壳体、热交换腔、进风口和出风口，进风口位于热交换腔的下部，出风口位于热交换腔的上部，第二主管路穿过热交换腔。

本发明尾气再利用装置，其中所述第二主管路位于热交换腔内的管路的最下部分安装有排水管，且排水管接近第二主管路穿出热交换腔的部分，排水管竖直设置，在排水管的下端安装有排水阀。

本发明尾气再利用装置，其中所述换向阀包括阀体、阀芯、反向开启元件、控制元件和弹性元件，所述阀体内具有阀腔，阀芯安装在阀腔内，阀芯包括转轴和固定安装在转轴上的阀板，所述转轴转动地安装在阀体上，所述转轴转动能够带动其上的阀板封闭A出气口或者B出气口，弹性元件提供弹力，使转轴转动后，其上阀板密封B出气口，反向开启元件为单作用气缸，单作用气缸的进气口与储气罐连通，当储气罐内的压力达到设定压力时，单作用气缸的活塞杆推动转轴反向转动，使阀板打开B出气口，控制元件能够控制转轴转动，控制装置调控换向阀的控制元件。

本发明尾气再利用装置，其中所述第二主管路上还安装有尾气处理装置，尾气处理装置位于热交换装置外。

本发明尾气再利用装置，其中所述尾气处理装置为微粒捕集器，微粒捕集器安装在热交换装置前侧。

本发明尾气再利用装置，其中所述第二主管路位于热交换腔内的部分呈“几”字形或S形弯曲排列，第二主管路位于热交换装置内的部分为不锈钢管或铜管。

本发明尾气再利用装置，其中所述第一主管路上安装有过滤器，过滤器内的滤芯的材质为碳化硅。

本发明尾气再利用装置，其中所述储气罐上安装有低压报警阀。

本发明尾气再利用装置，其中所述储气罐上安装有安全泄压阀，换向阀为二位三通换向阀。

本发明尾气再利用装置与现有技术不同之处在于本发明通过第一主管路和第二主管路将发动机气缸排出的废气引入储气罐，通过储气罐储存压缩气体，来给气压制动装置提供压缩空气，实现汽车的制动，通过设置排气歧管、控制阀和控制装置，当储气罐内储存的气体达到设定压力时，将废气通过排气歧管输送至原发动机排气系统，避免压力过大损坏发动机、储气罐以及气压制动装置。该废气再利用装置利用汽车尾气给气压制动装置供气，来实现汽车的制动，相对于现有技术用发动起驱动空气压缩机给气压制动装置供气，即节约了资源，降低了汽车运行成本，又能够实现汽车的良好制动。

本发明尾气再利用装置，通过设置热交换装置，即能够汽车废气降温，使尾气再利用装置的其他部件的使用寿命更长，又能为汽车的暖风装置提供暖风，达到了节能的目的。通过在第二主管路上设置排水管，能够将汽车废气中冷凝的水滴由排水管排出，避免水滴进入气压制动装置。

本发明一种尾气再利用装置中控制装置的控制方法，包括下列步骤：

（1）、控制装置控制换向阀的进气口与B出气口连通；

（2）、汽车发动机供油检测装置将检测到的信号传递给控制装置；

（3）、当汽车发动机处于加油门状态时，控制装置控制换向阀的进气口与B出气口保持连通；

（4）当汽车发动机处于收油门或者怠速状态时，控制装置控制换向阀的进气口与A出气口连通；

（5）、压力传感器检测到储气罐内的气压达到设定压力时，控制装置控制换向阀的进气口与B出气口连通。

本发明一种尾气再利用装置中控制装置的控制方法，在步骤（4）中，控制装置发出控制信号，使汽车供油系统只给发动机的一个或多个气缸供油。

本发明通过控制装置控制换向阀的阀芯的位置，来实现给储气罐提供压缩空气。当汽车加速运行时，汽车尾气从排气歧管进入原发动机排气系统被排出，不会影响汽车的正常运行；当汽车处于减速或者汽车停止但发动机运行时，汽车尾气由第二、第一主管路进入储气罐内储存，为气压制动装置供气，避免了能量的损耗，因此，能够使汽车尾气的能量得到充分、高效的利用。

本发明通过控制装置发出控制信号，使汽车供油系统停止给发动机的一个或两个气缸供油，能够节省燃油。

下面结合附图对本发明的尾气再利用装置作进一步说明。

附图说明

图1为本发明尾气再利用装置实施例1的结构示意图；

图2为本发明尾气再利用装置实施例2的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，本发明尾气再利用装置包括储气罐1、第一主管路3、第二主管路4、换向阀5和控制装置7。储气罐1采用高压钢板焊接而成，呈圆筒形或球形，储气罐1的前端开设有储气罐进气口11，在储气罐1的后端开设有储气罐出气口12。储气罐出气口12通过出气管2与气压制动装置的制动控制阀连接，在储气罐进气口11上设置有单向止回阀13，防止储气罐1内其气体从储气罐进气口11排出。

本实施例中换向阀5为二位三通换向阀，可以采用二位三通电磁阀或者二位三通高压球阀或者气动式二位三通换向阀。换向阀5的进气口通过第二主管路4与发动机的一个或两个或多个气缸的排气部分10连通，换向阀5的A出气口通过第一主管路3与储气罐1的储气罐进气口11连通，换向阀5的B出气口通过排气歧管6与原发动机排气系统连接，换向阀5与控制装置7有线连接或者无线连接，控制装置7控制换向阀5的开闭，控制装置7与设置在储气罐1上的压力传感器、汽车的测速系统、汽车的供油系统均有线或无线连接。

本发明尾气再利用装置通过第一、第二主管路4将发动机排出的废气输送到储气罐1内存储，通过压力传感器检测储气罐1内的气压，当储气罐1内的气压达到1MPa左右时，控制装置7控制换向阀5，使发动机排出的废气由排气歧管6排出。当发动机的排气流畅时，其排出的废气压力大约为0.3～0.4MPa，如果排气不顺畅时，废气压力可达10～20MPa，而气压制动装置所需的制动压力为0.4～0.7MPa，因此，发动机气缸排出的废气能够满足气压制动的要求。

在本实施例中，换向阀5还可以采用如下结构：

换向阀5包括阀体、阀芯、反向开启元件、控制元件和弹性元件，阀体内具有阀腔，阀芯安装在阀腔内，阀芯包括转轴51和固定安装在转轴51上的阀板52，转轴51转动地安装在阀体上，转轴51转动能够带动其上的阀板52封闭A出气口或者B出气口，弹性元件提供弹力，使转轴51转动后，其上阀板52密封B出气口，弹性元件可以采用拉簧或压簧，提供拉力或压力，使阀板52密封B出气口。反向开启元件为单作用气缸，单作用气缸的进气口与储气罐1连通，当储气罐1内的压力达到设定压力（如1MPa）时，单作用气缸的活塞杆推动转轴51反向转动，使阀板52打开B出气口，控制元件能够控制转轴51转动，控制装置调控换向阀的控制元件。在换向阀5中，由于设置了弹性元件和反向开启元件，能够保证在控制装置出现故障时，储气罐达到设定压力后，气体能够B出气口进入排气歧管，由发动机排气系统排出。

实施例2：

如图2所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，在本实施例中还安装热交换装置8，热交换装置8包括壳体81、热交换腔82、进风口83和出风口84，进风口83位于热交换腔82的下部，出风口84位于热交换腔82的上部，进风口83和出风口84分别通过管路连接到汽车的暖风供应装置中。第二主管路4穿过热交换腔82，第二主管路4位于热交换腔82内的部分呈“几”字形或S形弯曲排列，第二主管路4位于热交换装置8内的部分为不锈钢管或铜管，在第二主管路4位于热交换腔82内的管路的最下部分安装有排水管85，且排水管85接近第二主管路4穿出热交换腔82的部分，排水管85竖直设置，在排水管85的下端安装有排水阀86。在第一主管路3上还安装有过滤器9，过滤器9内的滤芯的材质为碳化硅。在第二主管路4上还安装有尾气处理装置，尾气处理装置位于热交换装置8外，本实施例中尾气处理装置采用微粒捕集器23（DPF），微粒捕集器23安装在热交换装置8前侧。当然，尾气处理装置也可以采用氧化型催化转换器（DOC）或者选择性催化还原装置（SCR）等。在储气罐1上安装有低压报警阀14和安全泄压阀15，安全泄压阀15的压力设定值高于换向阀5换向时的控制压力。

（1）、控制装置控制换向阀的进气口与B出气口连通；

（3）、当汽车发动机处于加油门状态时，控制装置控制换向阀，使其进气口与B出气口保持连通；

然后，循环重复步骤（2）、（3）、（4）、（5）。

在步骤（4）中，控制装置可以发出控制信号，使汽车供油系统停止给发动机的一个或多个气缸供油，在步骤（2）中，控制装置可以发出控制信号，使汽车供油系统恢复给发动机所有气缸供油。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种尾气再利用装置，包括储气罐（1），所述储气罐（1）上开设有储气罐进气口和储气罐出气口，所述储气罐进气口（11）上设置有单向止回阀（13），所述储气罐出气口（12）通过出气管（2）与制动控制阀连接，其特征在于：所述储气罐进气口（11）通过第一主管路（3）与换向阀（5）的A出气口连通，所述换向阀（5）的B出气口通过排气歧管（6）与原发动机排气系统连接，所述换向阀（5）的进气口通过第二主管路（4）与发动机的至少一个气缸的排气部分连通，在储气罐（1）上安装有压力传感器，控制装置（7）根据压力传感器的信号调控所述换向阀（5）。

2.根据权利要求1所述的尾气再利用装置，其特征在于：还包括热交换装置（8），所述热交换装置（8）包括壳体（81）、热交换腔（82）、进风口（83）和出风口（84），所述进风口（83）位于热交换腔（82）的下部，所述出风口（84）位于热交换腔（82）的上部，所述第二主管路（4）穿过热交换腔（82）。

3.根据权利要求2所述的尾气再利用装置，其特征在于：所述第二主管路（4）位于热交换腔（82）内的管路的最下部分安装有排水管（85），且排水管（85）接近第二主管路（4）穿出热交换腔（82）的部分，所述排水管（85）竖直设置，在排水管（85）的下端安装有排水阀（86）。

4.根据权利要求1所述的尾气再利用装置，其特征在于：所述换向阀（5）包括阀体、阀芯、反向开启元件、控制元件和弹性元件，所述阀体内具有阀腔，阀芯安装在阀腔内，阀芯包括转轴（51）和固定安装在转轴（51）上的阀板（52），所述转轴（51）转动地安装在阀体上，所述转轴（51）转动能够带动其上的阀板（52）封闭A出气口或者B出气口，弹性元件提供弹力，使转轴（51）转动后，其上阀板（52）密封B出气口，所述反向开启元件为单作用气缸，单作用气缸的进气口与储气罐（1）连通，当储气罐（1）内的压力达到设定压力时，单作用气缸的活塞杆推动转轴（51）反向转动，使阀板（52）打开B出气口，所述控制元件能够控制转轴（51）转动，所述控制装置调控换向阀的控制元件。

5.根据权利要求4所述的尾气再利用装置，其特征在于：在所述第二主管路（4）上还安装有尾气处理装置，所述尾气处理装置位于热交换装置（8）外。

6.根据权利要求5所述的尾气再利用装置，其特征在于：所述尾气处理装置为微粒捕集器（23），所述微粒捕集器（23）安装在热交换装置（8）前侧。

7.根据权利要求1所述的尾气再利用装置，其特征在于：所述储气罐（1）上安装有安全泄压阀（15），所述换向阀（5）为二位三通换向阀。

8.根据权利要求2所述的尾气再利用装置，其特征在于：所述第一主管路（3）上安装有过滤器（9），所述过滤器（9）内的滤芯的材质为碳化硅，所述储气罐（1）上安装有低压报警阀（14），所述第二主管路（4）位于热交换腔（82）内的部分呈“几”字形或S形弯曲排列，所述第二主管路（4）位于热交换装置（8）内的部分为不锈钢管或铜管。

9.一种如权利要求1至8任意一项所述的尾气再利用装置中控制装置的控制方法，其特征在于，包括下列步骤：

（1）、控制装置控制换向阀的进气口与B出气口连通；

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于：在步骤（4）中，控制装置发出控制信号，使汽车供油系统停止给发动机的一个或多个气缸供油。