CN112236582B - 用于低噪声排放的运输制冷单元排出系统管理 - Google Patents

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Abstract

一种运输制冷单元(TRU)被提供，并且包括功率生成单元、催化元件、排出管、分别流体地插置在功率生成单元与催化元件之间以及在催化元件与排出管之间的第一管状元件和第二管状元件、第一节流阀和第二节流阀中的至少一个，以及控制系统。第一节流阀和第二节流阀中的至少一个可操作地设置成分别控制第一管状元件和第二管状元件中的流体流。控制系统构造成控制功率生成单元以及第一节流阀和第二节流阀中的至少一个，以实现由TRU产生的声音。

Description

用于低噪声排放的运输制冷单元排出系统管理
技术领域
以下描述涉及运输制冷单元(TRU)，并且更具体而言，涉及能够进行用于低噪声排放的排出系统管理的TRU。
背景技术
在某些管辖区域(诸如欧洲)中操作的卡车和拖车TRU需要符合低噪声排放要求。因此，TRU产品以符合低噪声排放要求为目标来开发，并且倾向于包括出于噪声降低目的而开发的特定消声器。然而，观察到的是，特定的消声器经常在操作中缺乏灵活性。例如，在一些管辖区域中，噪声限制仅在夜间或在晚上期间为必要的，而在白天时间期间不存在噪声限制。然而，由于特定的消声器可为不灵活的，故它们并未给予优化的冷却能力(在不要求低噪声水平时)和无声操作(在噪声问题为严重的时)两者。
发明内容
根据本公开的方面，一种运输制冷单元(TRU)被提供，并且包括功率生成单元、催化元件、排出管、分别流体地插置在功率生成单元与催化元件之间以及在催化元件与排出管之间的第一管状元件和第二管状元件、第一节流阀和第二节流阀中的至少一个，以及控制系统。第一节流阀和第二节流阀中的至少一个可操作地设置成分别控制第一管状元件和第二管状元件中的流体流。控制系统构造成控制功率生成单元以及第一节流阀和第二节流阀中的至少一个，以实现由TRU产生的声音。
根据附加或备选的实施例，控制系统构造成将功率生成单元以及第一节流阀和第二节流阀中的至少一个控制成以至少相对低噪声的冷却模式和相对高噪声的冷却模式操作。
根据附加或备选的实施例，功率生成单元包括构造成产生燃烧产物的发动机，以及排出歧管，在发动机内产生的燃烧产物流动穿过该排出歧管，并且催化元件包括消声器。
根据附加或备选的实施例，控制系统构造成根据计划来控制功率生成单元以及第一节流阀和第二节流阀中的至少一个。
根据附加或备选的实施例，控制系统构造成根据地点、时间、时间表以及它们的组合来控制功率生成单元以及第一节流阀和第二节流阀中的至少一个。
根据附加或备选的实施例，控制系统包括功率生成单元控制器和计算单元，该功率生成单元控制器构造成控制功率生成单元的rpm，该计算单元设置成与第一节流阀和第二节流阀中的至少一个以及功率生成单元控制器信号通信，并且构造成控制第一节流阀和第二节流阀中的至少一个的开启和闭合状态，以及指示功率生成单元控制器控制功率生成单元的rpm。
根据附加或备选的实施例，控制系统还包括噪声传感器，并且计算单元还设置成与噪声传感器信号通信，并且构造成控制第一节流阀和第二节流阀中的至少一个的开启和闭合状态，以及指示功率生成单元控制器根据噪声传感器的读数来控制功率生成单元的rpm。
根据本公开的方面，一种运输制冷单元(TRU)被提供，并且包括功率生成单元、催化元件、排出管、分别流体地插置在功率生成单元与催化元件之间以及在催化元件与排出管之间的第一管状元件和第二管状元件、可操作地设置成分别控制第一管状元件和第二管状元件中的流体流的第一节流阀和第二节流阀，以及控制系统。控制系统构造成控制功率生成单元以及第一节流阀和第二节流阀，以实现由TRU产生的声音。
根据附加或备选的实施例，控制系统构造成将功率生成单元以及第一节流阀和第二节流阀控制成以至少相对低噪声的冷却模式和相对高噪声的模式操作。
根据附加或备选的实施例，功率生成单元包括构造成产生燃烧产物的发动机，以及排出歧管，在发动机内产生的燃烧产物流动穿过该排出歧管，并且催化元件包括消声器。
根据附加或备选的实施例，控制系统构造成根据计划来控制功率生成单元以及第一节流阀和第二节流阀。
根据附加或备选的实施例，控制系统构造成根据地点、时间、时间表以及它们的组合来控制功率生成单元以及第一节流阀和第二节流阀。
根据附加或备选的实施例，控制系统包括功率生成单元控制器和计算单元，该功率生成单元控制器构造成控制功率生成单元的rpm，该计算单元设置成与第一节流阀和第二节流阀以及功率生成单元控制器信号通信，并且构造成控制第一节流阀和第二节流阀的开启和闭合状态，以及指示功率生成单元控制器控制功率生成单元的rpm。
根据附加或备选的实施例，控制系统还包括噪声传感器，并且计算单元还设置成与噪声传感器信号通信，并且构造成控制第一节流阀和第二节流阀的开启和闭合状态，以及指示功率生成单元控制器根据噪声传感器的读数来控制功率生成单元的rpm。
根据本公开的方面，提供一种操作运输制冷单元(TRU)的方法。方法包括使燃烧产物在功率生成单元与催化元件之间以及接着在催化元件与排出管之间流动，以及控制功率生成单元的rpm，以及安装在功率生成单元与催化元件之间以及在催化元件与排出管之间的第一节流阀和第二节流阀的开启和闭合状态。
根据附加或备选的实施例，功率生成单元包括构造成产生燃烧产物的发动机，以及排出歧管，在发动机内产生的燃烧产物流动穿过该排出歧管。催化元件包括消声器。
根据附加或备选的实施例，控制根据计划来执行。
根据附加或备选的实施例，控制根据地点、时间、时间表以及它们的组合来执行。
根据附加或备选的实施例，控制包括将功率生成单元的rpm以及第一节流阀和第二节流阀的开启和闭合状态控制成以至少相对低噪声的冷却模式和相对高噪声的模式操作。
根据附加或备选的实施例，方法还包括感测TRU的噪声，以及根据感测的结果来执行控制。
这些及其它的优点和特征将从连同附图进行的以下描述变得更加显而易见。
附图说明
看作本公开的主题在说明书的结尾处的权利要求中特别指出并且明确要求权利。本公开的前述及其它特征和优点从连同附图进行的以下详细描述为显而易见的，在该附图中：
图1为根据实施例的运输制冷单元(TRU)的示意示图；
图2为根据实施例的图1的TRU的控制系统的示意图；以及
图3为示出根据实施例的操作运输制冷单元(TRU)的方法的流程图。
这些及其它的优点和特征将从连同附图进行的以下描述变得更加显而易见。
具体实施方式
如将在下面描述的，TRU排出系统被提供，并且给予灵活的噪声管理性能。TRU排出系统提供优化的冷却能力(在不要求低噪声水平时)和无声操作性能(在噪声问题为严重的时)。TRU排出系统包括噪声排出消声器，并且使用排出节流阀来管理低噪声排放。排出节流阀中的第一个安装在发动机歧管与噪声排出消声器之间，而第二排出节流阀安装在噪声排出消声器下游和在最后尾管上游。TRU控制器管理第一排出节流阀和第二排出节流阀两者在要求低噪声排放时的操作，同时在必要时还降低发动机rpm以进入低噪声模式。在夜间操作期间，以PIEK为例，发动机rpm，以及第一排出节流阀和第二排出节流阀两者能够通过减少排出气体流来降低噪声排放。
参照图1，TRU 10被提供，并且包括功率生成单元20、催化元件30、排出管35、第一管状元件40和第二管状元件45、第一排出节流阀50和第二排出节流阀55中的至少一个，以及控制系统60。TRU 10还可包括噪声传感器70，噪声传感器70可但不要求定位在排出管35处或近侧。
功率生成单元20可包括发动机(或更具体而言，TRU发动机21)和排出歧管22。TRU发动机21构造成接收空气和燃料，以混合空气和燃料并且燃烧空气和燃料以生成高压且高温的燃烧产物。一旦在TRU发动机21中生成，燃烧产物就流动穿过排出歧管22，排出歧管22设置成邻近于TRU发动机21。TRU发动机21可根据各种操作条件和噪声要求以各种每分钟转数(RPM)运行。催化元件30可提供为能够催化燃烧产物的任何系统或装置，并且可包括或提供为消声器301或另一合适的装置。排出管35可包括或提供为尾管350。
第一管状元件40在其上游端部41处联接于排出歧管22并且在其下游端部42处联接于催化元件30，并且形成为限定从排出歧管22至催化元件30的流动路径，TRU发动机21中的燃烧产物可通过该流动路径作为流体流从排出歧管22流动至催化元件30。第二管状元件45在其上游端部46处联接于催化元件30并且在其下游端部47处联接于排出管35，并且形成为限定从催化元件30至排出管35的流动路径，燃烧产物可通过该流动路径继续朝向TRU 10的外部流动。
第一排出节流阀50可以可操作地设置在第一管状元件40内，并且可响应于信号S1(诸如来自控制系统60的脉冲宽度调制(PWM)信号)，以呈现闭合位置，或多个开启位置中的一个，在该闭合位置处，防止或抑制从排出歧管22至催化元件30的流体流，在多个开启位置中的该一个处，容许从排出歧管22至催化元件30的流体流中的一些或全部。第二排出节流阀55可以可操作地设置在第二管状元件45内，并且可响应于信号S2(诸如来自控制系统60的PWM信号)，以呈现闭合位置，或多个开启位置中的一个，在该闭合位置处，防止或抑制从催化元件30至排出管35的流体流，在多个开启位置中的该一个处，容许从催化元件30至排出管35的流体流中的一些或全部。
虽然本文中提供的描述允许其中第一排出节流阀50和第二排出节流阀55中的仅一个包括在TRU 10中的实施例，但是以下描述将涉及其中第一排出节流阀50和第二排出节流阀55两者包括在TRU 10中的那些情况。这样做是为了清楚和简洁，并且不应当解释为以任何方式限制本公开或权利要求的范围。
参照图2，控制系统60设置成与功率生成单元20，或更具体而言，TRU发动机21、第一排出节流阀50和第二排出节流阀55，以及在可适用的情况下，噪声传感器70有线或无线信号通信。控制系统因此设置和构造成将功率生成单元20以及第一节流阀50和第二节流阀55控制成以相对低噪声的非优化冷却模式和优化冷却的相对高噪声模式中的至少一个或更多个操作。控制系统60可包括功率生成单元控制器61和计算单元62，功率生成单元控制器61构造成控制功率生成单元20的TRU发动机21的rpm。计算单元62设置成与第一节流阀50和第二节流阀55以及功率生成单元控制器61信号通信，并且构造成控制第一节流阀50和第二节流阀55的开启和闭合状态，以及指示功率生成单元控制器61控制功率生成单元20的TRU发动机21的rpm。功率生成单元控制器61和计算单元62可提供为相同控制元件的构件，或者提供为独立的构件。
在任何情况下，控制系统60以开放环路或闭合环路控制系统方案有效地控制功率生成单元20以及第一排出节流阀50和第二排出节流阀55的操作。例如，控制系统60可根据预设计划或者根据地点、时间、预限定的时间表以及它们的组合控制功率生成单元20以及第一排出节流阀50和第二排出节流阀55的操作。当前的计划和/或地点、时间以及预限定的时间表可规定，例如，功率生成单元20以及第一节流阀50和第二节流阀55将在夜间时间期间以相对低噪声的非优化冷却模式在给定的管辖区域中操作，并且在白天时间期间以优化冷却的相对高噪声模式在给定的管辖区域中操作。根据另外的实施例，控制系统60可至少部分地根据由噪声传感器70感测的结果来控制功率生成单元20以及第一节流阀50和第二节流阀55的操作(例如，以闭合环路或反馈环路控制方案)。
例如，在当前的计划和/或预限定的时间表规定功率生成单元20以及第一节流阀50和第二节流阀55将在夜间时间期间以相对低噪声的非优化冷却模式操作的情况下，计算单元62可生成信号S1和S2并且将信号S1和S2发出至第一排出节流阀50和第二排出节流阀55，以呈现闭合或仅轻微开启的位置，并且可指示功率生成单元控制器61使功率生成单元20以相对低rpm状态运行。在此，如果噪声传感器70感测到从TRU 10发射的噪声随后仍然太高或者处于过低水平，则控制系统10可调制功率生成单元20的rpm和/或第一排出节流阀50和第二排出节流阀55的开启或闭合状态。
作为备选的实例，在当前的计划和/或预限定的时间表规定功率生成单元20以及第一节流阀50和第二节流阀55将在白天时间期间以优化冷却的相对高噪声模式操作的情况下，计算单元62可生成信号S1和S2并且将信号S1和S2发出至第一排出节流阀50和第二排出节流阀55，以呈现完全开启或显著开启的位置，并且可指示功率生成单元控制器61使功率生成单元20以相对高rpm状态运行。在此，如果噪声传感器70感测到从TRU 10发射的噪声随后太高(甚至对于白天时间而言)或者处于低水平(在该低水平处，进一步的冷却优化为可能的)，则控制系统10可调制功率生成单元20的rpm和/或第一排出节流阀50和第二排出节流阀55的开启或闭合状态。
如图2中示出的，功率生成单元控制器61可包括伺服控制单元610和联网单元611，伺服控制单元610可操作地联接于功率生成单元20，伺服控制单元610由联网单元611与计算单元62连通。计算单元62可包括处理单元620、存储单元621以及联网单元622，处理单元620由联网单元622与第一排出节流阀50和第二排出节流阀55、噪声传感器70以及联网单元611连通。存储单元621具有预设的计划和/或预限定的时间表以及储存在其上的可执行指令。可执行指令能够由处理单元620读取并执行。当可执行指令由处理单元620读取并执行时，可执行指令使处理单元620操作，如本文中描述的，以及具体而言，使处理单元620操作，如参照图3的方法描述的。
参照图3，操作TRU 10的方法被提供，并且包括使燃烧产物在功率生成单元20与催化元件30之间以及接着在催化元件30与排出管35之间流动(框301)，根据预设的计划和/或预限定的时间表来确定功率生成单元30以及第一节流阀50和第二节流阀55应当以相对低噪声的非优化冷却模式还是以优化冷却的相对高噪声模式操作(框302)，以及相应地操作功率生成单元20以及第一排出节流阀50和第二排出节流阀55(框303)。方法还可包括感测在排出管35处或近侧的噪声水平(框304)，以及在感测的噪声水平确定为过高或过低的情况下修改功率生成单元20以及第一排出节流阀50和第二排出节流阀55的操作(框305)。
本公开的技术效果和益处在于，TRU噪声排放取决于实时的顾客需求而变得灵活。在优化冷却能力模式(标准噪声)中或在非常低噪声版本中，单个TRU版本单元可遵循顾客优选选择运行。这提供灵活性，并且避免特定的低噪声排出设计。其还避免特定的低噪声消声器开发。
虽然结合仅有限数量的实施例来详细提供本公开，但将容易理解，本公开不限于此类公开的实施例。相反，本公开可修改成并入迄今未描述但与本公开的精神和范围相称的任何数量的变型、更改、替换或等同布置。另外，虽然描述本公开的多种实施例，但将理解，(多个)示例性实施例可包括所描述的示例性方面中的仅一些。因此，本公开将不视为由前述描述限制，而是仅由所附权利要求的范围限制。

Claims (13)

1.一种运输制冷单元，其包括：
功率生成单元；
催化元件；
排出管；
第一管状元件和第二管状元件，所述第一管状元件和所述第二管状元件分别流体地插置在所述功率生成单元与所述催化元件之间以及在所述催化元件与所述排出管之间；
第一节流阀和第二节流阀，所述第一节流阀和所述第二节流阀可操作地设置成分别控制所述第一管状元件和所述第二管状元件中的流体流；
噪声传感器，该噪声传感器位于所述排出管处；以及
控制系统，其构造成根据所述噪声传感器的读数控制所述功率生成单元以及所述第一节流阀和所述第二节流阀，以影响由所述运输制冷单元产生的声音。
2.根据权利要求1所述的运输制冷单元，其特征在于，所述控制系统构造成将所述功率生成单元以及所述第一节流阀和所述第二节流阀控制成以至少相对低噪声的冷却模式和相对高噪声的冷却模式操作。
3.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的运输制冷单元，其特征在于，所述功率生成单元包括构造成产生燃烧产物的发动机，以及排出歧管，在所述发动机内产生的所述燃烧产物流动穿过所述排出歧管，并且所述催化元件包括消声器。
4.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的运输制冷单元，其特征在于，所述控制系统构造成根据计划来控制所述功率生成单元以及所述第一节流阀和所述第二节流阀。
5.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的运输制冷单元，其特征在于，所述控制系统构造成根据地点、时间、时间表以及它们的组合来控制所述功率生成单元以及所述第一节流阀和所述第二节流阀。
6.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的运输制冷单元，其特征在于，所述控制系统包括：
功率生成单元控制器，其构造成控制所述功率生成单元的rpm；以及
计算单元，其设置成与所述第一节流阀和所述第二节流阀以及所述功率生成单元控制器信号通信，并且构造成控制所述第一节流阀和所述第二节流阀的开启和闭合状态，以及指示所述功率生成单元控制器控制所述功率生成单元的所述rpm。
7.根据权利要求6所述的运输制冷单元，其特征在于，
所述控制系统还包括所述噪声传感器，该噪声传感器靠近所述排出管，并且所述计算单元还设置成与所述噪声传感器信号通信，并且构造成控制所述第一节流阀和所述第二节流阀的所述开启和闭合状态，以及指示所述功率生成单元控制器根据所述噪声传感器的读数来控制所述功率生成单元的所述rpm。
8.一种操作运输制冷单元的方法，所述方法包括：
使燃烧产物在功率生成单元与催化元件之间以及接着在所述催化元件与排出管之间流动；
通过位于所述排出管处的噪声传感器感测所述运输制冷单元的噪声；以及
根据所述噪声传感器的读数控制所述功率生成单元的rpm，以及安装在所述功率生成单元与所述催化元件之间以及在所述催化元件与所述排出管之间的第一节流阀和第二节流阀的开启和闭合状态。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述功率生成单元包括：
发动机，其构造成产生燃烧产物；
排出歧管，在所述发动机内产生的所述燃烧产物流动穿过所述排出歧管，并且其中所述催化元件包括消声器。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的方法，其特征在于，所述控制根据计划来执行。
11.根据权利要求8或权利要求9所述的方法，其特征在于，所述控制根据地点、时间、时间表以及它们的组合来执行。
12.根据权利要求8或权利要求9中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制包括将所述功率生成单元的所述rpm以及所述第一节流阀和所述第二节流阀的所述开启和闭合状态控制成以至少相对低噪声的冷却模式和相对高噪声的冷却模式操作。
13.根据权利要求8或权利要求9中任一项所述的方法，其特征在于，所述噪声传感器靠近所述排出管。
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