CN106994391B - 具有集尘器的机动车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机动车辆(1)，该机动车辆(1)具有至少一个空气引导结构(10)，该至少一个空气引导结构(10)被设置在车轮(2)行进方向上的下游，用于将紧随车轮(2)的空气中的至少一些引导到集尘器(12)。根据本发明，一种装置被提供用于以依赖于车辆的行进速度的方式自动调节空气引导结构(10)的下边缘与车辆行驶的道路表面(5)之间的间距。

Description

具有集尘器的机动车辆

技术领域

本发明涉及一种机动车辆，该机动车辆具有设置在车轮行进方向上的下游用于将紧随车轮的空气中的至少一些引导到集尘器的至少一个空气引导结构。

背景技术

不是由排气引起而是由制动器、轮胎、离合器、道路铺设等的磨损以及道路粉尘的重新卷起引起的交通相关的颗粒物排放物对空气污染有相当大的作用。可以预期的是，排气颗粒物排放物将由于严格的极限值而降低，但是其他交通相关的颗粒物排放物将由于更大的交通量而增加，并且可能成为未来法规的焦点。基于来自德国联邦环境局的数据，可以预期的是，在2020年，排气颗粒物排放物将占所有交通相关的细粉尘排放物的约18％，其中术语“细粉尘”是指被认为对健康特别有害、具有小于10μm的空气动力学直径的颗粒物。其余82％是由磨损而不是由排气引起的排放物。这表明不是由排气引起的颗粒物排放物的日益增加的严重性。

为了降低特别是制动器粉尘排放物的目的，技术是已知的，例如，防护装置、鼓风机和集尘器。例如，DE 20 2007 000 246 U1公开了一种制动器集尘器，其中风扇产生空气流，该空气流输送制动器粉尘，该制动器粉尘上升到过滤器元件。该过滤器元件可以是静电结构，以便通过粉尘颗粒物的静电添加而辅助它。风扇叶片可以由轮辐构成。

DE 10 329 961 A1公开了一种用于车辆的集成式细粉尘抽吸装置，通过该装置，可以将环境空气中的细粉尘过滤出来并且收集细粉尘进行科学研究，并且还可以在收集过程期间通过作为粉尘测量仪器的气溶胶光谱仪对细粉尘进行分析，在这种情况下，测得的数据可以通过无线电来中继。

还已经提出了在运行期间去除环境空气中的细粉尘的机动车辆。

例如，DE 20 2006 019 335 U1公开了一种用于车辆的细粉尘抽吸装置，通过该装置，可以去除供应到车辆的乘客舱的新鲜空气中的细粉尘，而且通过该装置，还可以降低环境空气中的细粉尘含量以便使其符合法律规定的细粉尘极限值。

DE 20 2006 004 522 U1公开了一种通过电或磁分离操作的细粉尘过滤器，该细粉尘过滤器被设置在进气格栅与车辆的散热器之间，以便去除流过那里的环境空气中的细粉尘以及已由其他车辆排放或卷起的细粉尘。

DE 20 2005 005 673 U1公开了一种用于机动车辆的外部空气过滤器，该外部空气过滤器被安装在挡泥板下方并且用于总体减少空气污染物。

这种类型的系统只有当它们被安装在非常大量的车辆中时才能有效地减少环境中的细粉尘，并且用于清洁多个过滤器和用于处理收集到的粉尘的费用将是极大的，特别是由于实际上没有害的相对粗的粉尘也会被收集，并且过滤器会很快变满。

也已经提出了有可能更加有选择性地收集由机动车辆自身排放或卷起的粉尘的机动车辆。

例如，KR 101 511 663 B1公开了一种具有延伸到轮罩内的管道的机动车辆，其在运行期间收集满载已被卷起的粉尘的空气，并且将其传送通过粉尘过滤器。

JP 2008 302 803 A公开了一种用于由机动车辆卷起的粉尘的集尘器，其中进气开口位于车轮的下游，满载粉尘的空气从车轮的下游通过风扇经由管道被传送到集尘袋。

CN 2 052 369 U公开了一种具有权利要求1的前序部分的特征——即，具有设置在车轮的下游、具有位于下方的进气开口的捕尘器——的机动车辆，已从车轮分离的满载粉尘的空气在运行期间自动进入到该进气开口中。在下雨或潮湿的情况下，进气开口能够通过翼片关闭。在其上端，捕尘器具有被连接到被动集尘器(例如涡流分离器)的空气出口。

发明内容

本发明的目的是使机动车辆能够有可能特别有选择性地收集由机动车辆自身排放或卷起的粉尘——这就是说，由制动器、轮胎、离合器、道路铺设等的磨损引起以及由道路粉尘的重新卷起引起的粉尘。

这个目的是通过本发明公开的机动车辆实现的。

本发明的进一步有利发展在以下内容中指定。

根据本发明，该机动车辆包括用于以依赖于车辆的行进速度的方式自动调节空气引导结构的下边缘与车辆行驶的道路表面之间的间距的装置。这使得有可能限制机动车辆正在排放或卷起的情况下的粉尘的收集，很大程度上是由制动器、轮胎、离合器、道路铺设等的磨损引起以及由道路粉尘的重新卷起引起的粉尘。

明显的是，这种类型的排放物，特别是在车轮与道路之间的边界表面处生成的颗粒物，随着行进速度不成比例地增加，并且根据本发明，粉尘的收集仅当超出预设的最低速度或以依赖于另外的参数的方式建立的最小速度时才是有效的。

对于设计以主要是由机动车辆在运行期间自身排放或卷起的那些粉尘被收集并且被供应至集尘器的这样的方式的空气引导结构存在各种可能性。

在一个实施例中，空气引导结构是与车轮的轮罩流体连通的空气引导板，并且集尘器被设置在轮罩中。在这种情况下，空气引导板——不管它的外形，其当然也可以由金属以外的材料(例如塑料)制成——以最简单的形式可以是后轮罩在向下方向上的一种类型的延续，类似于挡泥板但能够被缩回到轮罩中。但是空气引导板还可以更完全地包围车轮，甚至采用除了朝向道路表面的间隙之外大体上完全封装车轮的一种类型的车轮整流罩的形式。

在上述实施例的优选的进一步发展中，集尘器是电分离器，其在整个轮罩内大体上是有效的并且以特别有利的方式被容纳在其中。电分离器，也被称为静电过滤器或ESP(静电除尘器)，能够通过静电场将颗粒物与气体分开，其中粉尘颗粒物被充电并且被输送到沉淀电极，它们静电附着到沉淀电极并且从沉淀电极上将它们去除，见https:// de.wikipedia.org/wiki/Elektrofilter。

在发明的另一个实施例中，空气引导结构是管道，该管道紧随车辆的后端而终止并且集尘器被设置在该管道中。在这种情况下，集尘器可以是特别用于细粉尘的过滤器、离心分离器或电分离器。

集尘器还可以被有效地用作气体排放物的过滤器或分离器，该气体排放物来自分配给车轮的车辆制动器和/或来自车轮与道路表面之间的相互作用。

用于自动调节空气引导结构与道路表面之间的间距的装置可以已被设置成还以依赖于行进速度以外的一个或多个参数的方式来调节间距，以便更有选择性地收集由机动车辆排放或卷起的粉尘。

适当的另外的参数可以是或包含车辆或各个车轮的加速度和/或减速度。在较大的加速度的过程中，相对大量的轮胎磨损和道路磨损发生，并且在制动的过程中还排放制动器粉尘。

适当的另外的参数还可以是或包含车辆悬挂数据，特别是关于所有车轮或各个车轮的当前弹簧压缩。

适当的另外的参数还可以是或包含气象数据，特别是环境空气的温度和湿度和/或降水数据。例如，在潮湿和/或阴凉的环境中，料想到卷起较少的粉尘，并且在这样的条件下，集尘器可以被关闭并且还不被湿气损坏。

适当的另外的参数还可以包含关于位于车辆行进方向上的前方的道路表面的一部分的观测数据和/或表明粉尘负荷和/或行驶的道路表面的类型的地图数据。道路表面可以通过摄像机和/或通过激光扫描仪和/或通过车辆的雷达系统来观测，以便在电磁波谱——例如，可见光或不可见光或雷达波——的任何区域中获取道路表面的图像。根据由传感器装置获取的关于道路表面的这些图像或类似的观测数据，可以在车辆中实时地自动估算位于车辆前方的道路表面的一部分的道路粉尘负荷有多大和/或其是否是沥青或非沥青道路的问题，在某种程度上后者从电子地图中是不清楚的。

此外或可替代地，车轮的下游当前的粉尘含量可以通过散射光光度计来测量，并且当通过散射光光度计确定车辆正在卷起和/或排放相对大量的粉尘时空气引导结构被降低或仅当通过散射光光度计确定车辆正在卷起和/或排放相对大量的粉尘时空气引导结构被降低。

附图说明

随后是参照附图的示例性实施例的描述。其中示出了：

图1的左侧是机动车辆的侧视图，右侧是机动车辆的后轮和轮罩的剖视图；

图2的左侧是机动车辆的侧视图，右侧是另一个实施例中的后轮与轮罩的剖视图；

图3是机动车辆的局部剖视侧视图，其示出了替代空气引导结构的示例性实施例；

图4是根据大量的参数调节间距的框图；以及

图5是粉尘排放物对行进速度的依赖性的曲线图。

具体实施方式

图1所示的机动车辆1在每个后轮2的下游具有空气引导结构，该空气引导结构用于将紧随后轮2的空气中的至少一些引导到集尘器。当然，前轮也可以或可替代地相应地装备。

在图1中，空气引导结构是与后轮2的轮罩3气流连通的空气引导板4，该空气引导板4能够通过优选电动致动器(未示出)被缩回到轮罩3中，并且在图1中其被示为处于降低的位置处，在该位置处，其下边缘与道路表面5具有相对小的间距。空气引导板4的升高和降低可以在两个固定端位置之间发生，但优先也在可变地可选择的中间位置发生。

空气引导板4引导满载机动车辆1在运行期间排放或卷起进入轮罩3中的粉尘的空气。轮罩3的整个内表面采用沉淀电极6的形式，并且电晕放电装置7设置在后轮2与轮罩3之间的空间中，该电晕放电装置7对包含在轮罩3中的空气中的粉尘进行静电充电，使得所述粉尘在带相反电荷的沉淀电极6上沉淀，特别是作为混合物——由制动器粉尘、轮胎材料的磨损以及其他粉尘组成，其有保持附着到沉淀电极6的倾向，甚至当由电晕放电装置7和沉淀电极6构成的电分离集尘器被关闭时。随着时间变化在沉淀电极6上积累的粉尘层倘若在还必须配备有合适的除尘器的洗车处没有洗掉，例如可以在车间维修工作过程中被去除。因此，该集尘器几乎免维护还环保。

图2所示的机动车辆1不同于图1所示的机动车辆1，区别之处在于空气引导板是较大的空气引导结构——即，除了朝向道路表面5的间隙之外大体上完全包围后轮2的车轮整流罩8——的组成部分，该车轮整流罩8在适当的情况下还可以通过柔性刷子9密封。车轮整流罩8还能够通过致动器而被降低和升高，不仅由于下面进一步更详细地描述的原因，而且为了避免在调车过程中接触地面并且例如能够越过路边。

在其它方面，具有利用轮罩3的整个内表面的电分离器的图1和图2所示的集尘布置具有以下优点：即使当空气引导板4或车轮整流罩8不再能被降低时，例如由于有缺陷的致动器或者例如空气引导板4或车轮整流罩8根本不存在时，它们仍然显示某些集尘动作。

图3示出了具有作为空气引导结构的管道10的机动车辆1，管道10和图1所示的空气引导板4一样，紧随后轮2而开始，但通向位于紧随车辆的后端的排气开口11。在运行过程中在管道10的开始和末端之间空气动力学积聚压力差，该压力差引起空气流通过管道10。集尘器12被设置在管道10中，该集尘器12可以是过滤器、离心分离器或电分离器并且被优选设计成免维护或至少低维护。

空气流可以通过附加装置来引起或放大，例如，通过安装在管道10中的风扇13和/或通过被设计成具有风扇叶片的后轮2的轮辋，该风扇叶片具有将位于后轮2的区域中的空气传送到管道10中的倾向，在适当情况下与附加横向空气引导板相互作用。在每一种情况下，后轮2的区域中的尽可能多的空气被传送通过管道10，而不是直接到环境空气中。

正如在前述的示例性实施例中，图3所示的管道10还构成空气引导结构，该空气引导结构能够通过致动器自动降低和升高，以便在快速运行期间使其下前部开口进入具有距离道路表面5相对小的间距的位置。

图3所示的示例性实施例的特征还在于以下事实：它可以被容易地集成到机动车辆1的后挡泥板中，在这种情况下，排气开口11还可以充当运动设计元素。

图4说明了根据各种参数来调节空气引导结构——例如，空气引导板4或车轮整流罩8或管道10——的下边缘的间距。

在最简单的变型中，控制单元21以这样的方式控制管道致动器22，即，管道的位置仅依赖于机动车辆1的行进速度并且可选地还依赖于其加速度和/或减速度。在缓慢行驶的情况下，管道或另一种空气引导结构尽可能远离道路5，以便不干扰调车或驻车操纵过程，并且它随着行进速度的提高而被降低。相应值可以经由车辆控制器局域网(CAN)总线获取作为关于机动车辆1的车辆运行状态数据23。

经由CAN总线，悬挂数据24是另外可获取的，其同样可以进入到高度调节以便保持与道路5的恒定间距，以便在不平坦的道路上或在低矮机动车辆1的情况下空气引导结构不搁置于道路5上。

经由CAN总线，气象数据25——例如，环境空气的温度和湿度和/或来自安装在机动车辆1上的雨水传感器的降水数据——是另外可获取的，其同样对高度调节可以具有一些影响，以便在粉尘收集相当不必要和/或对集尘器有害的潮湿和/或阴凉的环境中关闭集尘器。

经由CAN总线，附加数据26是可获取的，即，关于位于车辆行进方向上的前方的道路表面的一部分的观测数据和/或表明粉尘负荷和/或行驶的路面的类型的地图数据。

图5示出了经验获取的粉尘排放物对行进速度和道路的条件——即，道路是否被铺设沥青或混凝土——的依赖性的曲线图。可以看出，粉尘排放物随着行进速度不成比例地增加，并且在非沥青道路上比在沥青道路上高出许多倍。因此，例如，示例性实施例还可以是可感测的，其中管道的位置仅依赖于速度和道路的条件。

Claims (10)

1.一种机动车辆(1)，包含：

集尘器；

至少一个空气引导结构(4、8、10)，所述至少一个空气引导结构(4、8、10)被设置在车轮(2)行进方向上的下游，用于将紧随所述车轮(2)的空气中的至少一些引导到所述集尘器；以及

控制单元和管道致动器，所述控制单元和管道致动器用于以依赖于所述车辆的行进速度的方式自动调节所述空气引导结构(4、8、10)的下边缘与所述车辆行驶的道路表面(5)之间的间距。

2.根据权利要求1所述的机动车辆(1)，

其中

所述空气引导结构(4、8、10)被设置成收集并且向所述集尘器提供主要由所述车辆(1)自身在运行期间排放或卷起的粉尘。

3.根据权利要求1或2所述的机动车辆(1)，

其中

所述空气引导结构是与所述车轮(2)的轮罩(3)流体连通的空气引导板(4)并且其中所述集尘器被设置在所述轮罩(3)中。

4.根据权利要求3所述的机动车辆(1)，

其中

所述空气引导板(4)是大体上完全包围所述车轮(2)的车轮整流罩(8)的组成部分。

5.根据权利要求3所述的机动车辆(1)，

其中

所述集尘器是大体上在整个所述轮罩(3)内有效的电分离器(6、7)。

6.根据权利要求1或2所述的机动车辆(1)，

其中

所述空气引导结构是管道(10)，所述管道(10)紧随所述车辆的后端而终止，并且所述集尘器被设置在所述管道(10)中。

7.根据权利要求6所述的机动车辆(1)，

其中

所述集尘器是用于细粉尘的过滤器、离心分离器或电分离器。

8.根据权利要求7所述的机动车辆(1)，

其中

所述集尘器还被有效地用作来自分配给所述车轮(2)的车辆制动器和/或来自所述车轮(2)与所述道路表面(5)之间的相互作用的气体排放物的过滤器或分离器。

9.根据权利要求7所述的机动车辆(1)，

其中

用于自动调节所述空气引导结构(4、8、10)与所述道路表面(5)之间的所述间距的所述控制单元和管道致动器被设置成还以依赖于下列参数中的一个或多个的方式来调节所述间距：

所述车辆或各个车轮的加速度和/或减速度；

车辆悬挂数据(24)；

气象数据(25)；和/或

关于位于所述车辆所述行进方向上的前方的所述道路表面的一部分的观测数据和/或地图数据，所述地图数据表明粉尘含量和/或行驶的所述道路表面的类型。

10.根据权利要求9所述的机动车辆(1)，

其中

所述车辆悬挂数据(24)是弹簧压缩数据；

所述气象数据(25)是环境空气的温度和湿度和/或降水数据。

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