CN109798174B - 一种带涉水安全保护的汽车排气装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带涉水安全保护的汽车排气装置及方法，装置包括电子控制单元、水位传感器、排气主管、排气副管、两个电机和两个蝶阀。其中电子控制单元通过水位传感器检测汽车涉水行驶时的水位高度。水位较低时，通过排气主管正常排气；当水位过高且发动机运转时，控制蝶阀使排气主管通道关闭，尾气通过较小直径的排气副管排出，可产生较大的尾管排气压力，防止水倒灌进排气管；当水位过高且发动机停转时，则同时关闭排气主管及排气副管通道，防止水位倒灌损坏粒子捕捉器、催化转化器及消声器等重要部件。本发明结构简单，成本较低，可行性高。

Description

一种带涉水安全保护的汽车排气装置及方法

技术领域

本发明涉及一种雨天汽车行驶安全辅助装置，尤其涉及一种带涉水安全保护的汽车排气装置及方法。

背景技术

为了保证汽车平稳的行驶，汽车大多有较低的底盘，因此安装在其上的排气管道的位置都较低。我国东南沿海地区降水较多，当发生台风、暴雨等天气时，汽车不可避免的将要涉水行驶；地势低洼地段停靠的车辆也可能由于积水的原因面临进水的危险。每年因为车辆进水造成的损失都是巨大的，汽车排气管进水是其中的一个重要方面。虽然在车辆在正常行驶过程中，有不间断的气体排出，可以阻挡水的进入。但是若节气门开度不够大的情况下，产生的气体压力不足，汽车仍有进水的危险，汽车排气消声系统中的DOC、DPF等元件等若接触到污水，污水中的杂质将污染其中的载体，堵住其中的孔隙，影响其性能。设计一种新型的排气消声系统，解决所述问题，是非常有必要的。

目前，针对排气消声系统防水位倒灌的结构很多，其中北汽福田汽车股份公司提出了一种排气消声系统防倒灌方法和车辆（公开号：CN 108150266A），该装置通过采用新的结构，当传感装置检测到有液体进入排气管时，阻液装置闭合出气口，避免液体倒灌进消声器中；同时在外界气压高于消声器内气压时，避免排气管将液体倒吸入消声器中；当车辆处于收油门工况且积水过高时，改变消声器的内部结构，防止水倒灌。但该发明结构较复杂，对气压的检测受温度的影响，阻液管影响排气。

顾磊提出了一种新型汽车排气管防水结构（公开号：CN 206309458U），该装置采用主管和副管共用的排气方式，当主管内的水位上升时，水的浮力将主管内的堵塞浮起，堵塞堵住排气管，改用辅助排气管工作。但该发明通过浮力控制，稳定性较差，占用垂向空间大。

蒋毅提出了一种带排气副管的新型排气管（公开号：CN 106968767A），通过与主管结合在一起的倒置U型排气副管实现防倒灌，排气主管中安装有单向阀，没有涉水危险时两排气管同时工作，当有水倒灌危险时排气副管可以有效避免水的倒灌。但该发明占用垂向空间大，单向阀实现困难，对于高于U型管的水位没有效用。

刘俊敏提出了一种可涉水的排气系统及汽车（公开号：CN 205744101U），通过控制排气导向的电动蝶阀调整主副排气管的开闭，当水位传感器检测到水位过高时，ECU控制电动蝶阀切换到副排气管排气，副排气管的位置要高于主管，有效避免水的倒灌。但该发明占用垂向空间大，难以布置，不能保证消声器（阻性）的安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种带涉水安全保护的汽车排气装置及方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种带涉水安全保护的汽车排气装置，包含右前水位传感器、右后水位传感器、左前水位传感器、左后水位传感器、排气主管、排气副管、粒子捕捉器、催化转化器、消声器、第一蝶阀、第二蝶阀、第一电机、第二电机和电子控制单元；

所述右前水位传感器、右后水位传感器、左前水位传感器、左后水位传感器分别设置在车架的右前、右后、左前、左后处，且位于同一水平位置；

所述排气主管前端和汽车发动机的排气口连接，所述粒子捕捉器、催化转化器、消声器、第一蝶阀依次设置在所述排气主管的前段和末端之间；所述第一电机固定在汽车车架上，用于驱动所述第一蝶阀开闭；

所述排气副管的前端和粒子捕捉器、汽车发动机排气口之间的排气主管相联通，排气副管的后端和第一蝶阀、排气主管末端之间的排气主管相联通，且排气副管的管道直径小于排气主管的管道直径；所述第二蝶阀设置在排气副管中；所述第二电机固定在汽车车架上，用于驱动所述第二蝶阀开闭；

所述粒子捕捉器用于过滤掉排放的废气中的颗粒物、减少废气对空气的污染；

所述催化转化器用于利用催化剂将尾气中的有害物质CO、HC、NOX催化转化成无害物质H2O、CO2；

所述消声器用于衰减噪声、在不影响排气的情况下减少噪音污染；

所述电子控制单元分别和所述右前水位传感器、右后水位传感器、左后水位传感器、左前水位传感器、汽车发动机、第一电机、第二电机相连，用于根据右前水位传感器、右后水位传感器、左后水位传感器、左前水位传感器的水位信号以及汽车发动机是否开启控制第一电机、第二电机工作。

作为本发明一种带涉水安全保护的汽车排气装置进一步的优化方案，所述排气副管和排气主管位于同一高度。

本发明还公开了一种该带涉水安全保护的汽车排气装置的涉水安全保护方法，包含以下步骤：

步骤1），右前水位传感器、右后水位传感器、左后水位传感器、左前水位传感器分别采集车架右前、右后、左前、左后处的水位信号，并将其传递给所述电子控制单元；

步骤2），电子控制单元分别将车架右前、右后、左前、左后处的水位高度和预先设定的水位安全值进行比较；

步骤2.1），如果车架右前、右后、左前、左后处的水位高度均小于预先设定的水位安全值，电子控制单元控制第一电机驱动第一蝶阀开启、控制第二电机驱动第二蝶阀闭合，通过排气主管正常排气；

步骤2.2），如果车架右前、右后、左前、左后处的水位高度中存在大于等于预先设定的水位安全值的水位高度，即排气管存在进水危险时，电子控制单元判断汽车发动机是否开启；

步骤2.2.1），若发动机处于关闭状态，电子控制单元控制第一电机驱动第一蝶阀闭合、同时控制第二电机驱动第二蝶阀闭合，以防止排气系统进水；

步骤2.2.2）若发动机仍处于工作状态，电子控制单元控制第一电机驱动第一蝶阀闭合、控制第二电机驱动第二蝶阀开启，通过排气副管排气，由于排气副管较排气主管细，排气压力更大，所以能够提高进水性能，且减小了粒子捕捉器、催化转化器、消声器的涉水风险。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1. 结构简单，不涉及较多机构，占用空间小，排气副管与排气主管布置在同一水平面上，不占用垂向空间；

2. 在未涉水行驶时使用排气主管排气，排气消声效果不会受到影响；在涉水危险行驶时采用排气副管排气，通过较大的排气压力避免水的倒灌，很好的实现了防水功能；

3. 当发动机未工作时，比如车辆泊于车位时，关闭了排气系统，水位无法倒灌进排气管，很好的保护了排气系统，减少经济损失。

附图说明

图1是本发明的一种汽车涉水排气管装置的原理示意图；

图2是本发明的一种汽车涉水排气管装置的流程图。

图1中，1-右前水位传感器、2-右后水位传感器、3-左前水位传感器、4-左后水位传感器、5-排气主管、6-排气副管、7-第一蝶阀、8-第一电机、9-第二蝶阀、10-第二电机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

如图1和图2所示，本发明公开了一种一种带涉水安全保护的汽车排气装置，包含右前水位传感器、右后水位传感器、左前水位传感器、左后水位传感器、排气主管、排气副管、粒子捕捉器、催化转化器、消声器、第一蝶阀、第二蝶阀、第一电机、第二电机和电子控制单元；

所述右前水位传感器、右后水位传感器、左前水位传感器、左后水位传感器分别设置在车架的右前、右后、左前、左后处，且位于同一水平位置；

所述排气主管前端和汽车发动机的排气口连接，所述粒子捕捉器、催化转化器、消声器、第一蝶阀依次设置在所述排气主管的前段和末端之间；所述第一电机固定在汽车车架上，用于驱动所述第一蝶阀开闭；

所述排气副管的前端和粒子捕捉器、汽车发动机排气口之间的排气主管相联通，排气副管的后端和第一蝶阀、排气主管末端之间的排气主管相联通，且排气副管的管道直径小于排气主管的管道直径；所述第二蝶阀设置在排气副管中；所述第二电机固定在汽车车架上，用于驱动所述第二蝶阀开闭；

所述粒子捕捉器用于过滤掉排放的废气中的颗粒物、减少废气对空气的污染；

所述催化转化器用于利用催化剂将尾气中的有害物质CO、HC、NOX催化转化成无害物质H2O、CO2；

所述消声器用于衰减噪声、在不影响排气的情况下减少噪音污染；

所述电子控制单元分别和所述右前水位传感器、右后水位传感器、左后水位传感器、左前水位传感器、汽车发动机、第一电机、第二电机相连，用于根据右前水位传感器、右后水位传感器、左后水位传感器、左前水位传感器的水位信号以及汽车发动机是否开启控制第一电机、第二电机工作。

所述排气副管和排气主管位于同一高度。

本发明还公开了一种该带涉水安全保护的汽车排气装置的涉水安全保护方法，包含以下步骤：

步骤1），右前水位传感器、右后水位传感器、左后水位传感器、左前水位传感器分别采集车架右前、右后、左前、左后处的水位信号，并将其传递给所述电子控制单元；

步骤2），电子控制单元分别将车架右前、右后、左前、左后处的水位高度和预先设定的水位安全值进行比较；

步骤2.1），如果车架右前、右后、左前、左后处的水位高度均小于预先设定的水位安全值，电子控制单元控制第一电机驱动第一蝶阀开启、控制第二电机驱动第二蝶阀闭合，通过排气主管正常排气；

步骤2.2），如果车架右前、右后、左前、左后处的水位高度中存在大于等于预先设定的水位安全值的水位高度，即排气管存在进水危险时，电子控制单元判断汽车发动机是否开启；

步骤2.2.1），若发动机处于关闭状态，电子控制单元控制第一电机驱动第一蝶阀闭合、同时控制第二电机驱动第二蝶阀闭合，以防止排气系统进水；

步骤2.2.2）若发动机仍处于工作状态，电子控制单元控制第一电机驱动第一蝶阀闭合、控制第二电机驱动第二蝶阀开启，通过排气副管排气。

由于排气副管的管径比排气主管的管径小，在排气流量相同情况下，排出的气体有较快的流速和压力。即使节气门开度较小的情况下，也能提供足够的排气压力将可能倒灌进排气管的水排出。即使有小部分水倒灌，也不会进入排气主管中，影响排气主管中消声器、元件催化转化器及粒子捕捉器的性能和使用寿命。且排气主管与排气副管布置于同一水平面，不占用垂向的空间，不影响汽车的通过性。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种带涉水安全保护的汽车排气装置，其特征在于，包含右前水位传感器、右后水位传感器、左前水位传感器、左后水位传感器、排气主管、排气副管、粒子捕捉器、催化转化器、消声器、第一蝶阀、第二蝶阀、第一电机、第二电机和电子控制单元；

所述右前水位传感器、右后水位传感器、左前水位传感器、左后水位传感器分别设置在车架的右前、右后、左前、左后处，且位于同一水平位置；

所述排气主管前端和汽车发动机的排气口连接，所述粒子捕捉器、催化转化器、消声器、第一蝶阀依次设置在所述排气主管的前段和末端之间；所述第一电机固定在汽车车架上，用于驱动所述第一蝶阀开闭；

所述排气副管的前端和粒子捕捉器、汽车发动机排气口之间的排气主管相联通，排气副管的后端和第一蝶阀、排气主管末端之间的排气主管相联通，且排气副管的管道直径小于排气主管的管道直径；所述第二蝶阀设置在排气副管中；所述第二电机固定在汽车车架上，用于驱动所述第二蝶阀开闭；

所述粒子捕捉器用于过滤掉排放的废气中的颗粒物、减少废气对空气的污染；

所述催化转化器用于利用催化剂将尾气中的有害物质CO、HC、NOX催化转化成无害物质H2O、CO2；

所述消声器用于衰减噪声、在不影响排气的情况下减少噪音污染；

所述电子控制单元分别和所述右前水位传感器、右后水位传感器、左后水位传感器、左前水位传感器、汽车发动机、第一电机、第二电机相连，用于根据右前水位传感器、右后水位传感器、左后水位传感器、左前水位传感器的水位信号以及汽车发动机是否开启控制第一电机、第二电机工作。

2.根据权利要求1所述的带涉水安全保护的汽车排气装置，其特征在于，所述排气副管和排气主管位于同一高度。

3.基于权利要求1所述的带涉水安全保护的汽车排气装置的涉水安全保护方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1），右前水位传感器、右后水位传感器、左后水位传感器、左前水位传感器分别采集车架右前、右后、左前、左后处的水位信号，并将其传递给所述电子控制单元；

步骤2），电子控制单元分别将车架右前、右后、左前、左后处的水位高度和预先设定的水位安全值进行比较；

步骤2.1），如果车架右前、右后、左前、左后处的水位高度均小于预先设定的水位安全值，电子控制单元控制第一电机驱动第一蝶阀开启、控制第二电机驱动第二蝶阀闭合，通过排气主管正常排气；

步骤2.2），如果车架右前、右后、左前、左后处的水位高度中存在大于等于预先设定的水位安全值的水位高度，即排气管存在进水危险时，电子控制单元判断汽车发动机是否开启；

步骤2.2.1），若发动机处于关闭状态，电子控制单元控制第一电机驱动第一蝶阀闭合、同时控制第二电机驱动第二蝶阀闭合，以防止排气系统进水；

步骤2.2.2）若发动机仍处于工作状态，电子控制单元控制第一电机驱动第一蝶阀闭合、控制第二电机驱动第二蝶阀开启，通过排气副管排气。

Images