一种热能转换汽车尾气处理系统及其控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种热能转换汽车尾气处理系统及其控制系统，汽车尾气处理系统由换能器，热能转化机构，发电机，发电机升压整流电路，尾气处理装置组成，所述换能器吸收汽车尾气中的热能后将热能传递给热能转化机构，热能转化机构将热能转化成机械能后带动发电机转动发电；发电机产生的电能经发电机升压整流电路后为尾气处理装置供电。该尾气处理系统的控制系统由第二电源电压检测模块，MCU，第一电源控制模块组成。该尾气处理系统，能够将汽车尾气中的热能加以利用，且能够解决汽车刚启动时尾气净化不充分的问题。
【专利说明】
一种热能转换汽车尾气处理系统及其控制系统
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种热能转换汽车尾气处理系统及其控制系统。
【背景技术】
[0002]随着人们生活水平的提高，汽车越来越多的出现在生活中，但是在带给人们方便的同时，它排放的大量尾气给环境造成了污染。汽车尾气污染主要是以下两个方面，一是汽车尾气中的化学污染物和颗粒污染物影响空气质量，二是汽车尾气中存在大量余热没有利用，导致城市热岛效应。
[0003]现有的汽车尾气处理装置是通过催化剂来完成尾气的净化，但是这种方式效率低，且汽车在刚启动时，催化剂温度不够高，尾气净化系列低，常常会在汽车启动时产生大量净化不合格的尾气排放到空气中。同时，汽车尾气中大量的热能没有被利用起来，据统计，汽车30?60km/h的速度下能产生3.5?6kw的热能没被利用而随尾气排入到了空气中。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于:针对上述存在的问题，提供一种热能转换汽车尾气处理系统及其控制系统，该尾气处理系统，能够将汽车尾气中的热能加以利用，且能够解决汽车刚启动时尾气净化不充分的问题。
[0005]本实用新型采用的技术方案如下:
[0006]本实用新型公开了一种热能转换汽车尾气处理系统，所述热能转换汽车尾气处理系统由换能器，热能转化机构，发电机，发电机升压整流电路，尾气处理装置组成;所述换能器吸收汽车尾气中的热能后将热能传递给热能转化机构，热能转化机构将热能转化成机械能后带动发电机转动发电；发电机产生的电能经发电机升压整流电路后为尾气处理装置供电。
[0007]进一步的，所述热能转化机构由热缸，冷缸，热缸活塞，冷缸活塞，热缸连杆，冷缸连杆，曲轴，低速齿轮和机架组成;热缸和冷缸通过一气体交换管连通，冷缸外壁外有一冷却层，冷却层中充满冷却水;两缸活塞分别置于各自的缸体内，通过各自的连杆与曲轴连接，其中，连杆一端与活塞铰接，另一端与曲轴铰接；曲轴右端安装有低速齿轮；曲轴左右两端通过轴承固定在机架上;所述曲轴第二轴段和第四轴段成90度关系;所述冷缸和热缸内密封有氢气或氮气或空气中的一种气体。
[0008]进一步的，所述发电机通过一高速齿轮与热能转化机构的低速齿轮啮合，低速齿轮直径dl是高速齿轮直径d2的5到10倍。
[0009]进一步的，所述尾气处理装置由进气管，低温等离子反应器，滤网，催化剂腔和出气管组成；所述低温等离子反应器的左端接进气管，右端接滤网，催化剂腔左端跟滤网连接，右端接出气管；
[0010]所述低温等离子反应器由第一电源或第二电源供电，所述第一电源为汽车电池经汽车电池升压电路后的电压，所述第二电源为发电机产生的电能经发电机升压整流电路后的电压;所述滤网分为前后两层，滤网孔有500?1000目，滤网层中夹有活性炭。
[0011]进一步的，所述第一电源的电压为40kV，所述第二电源的电压为40kV?80kV。
[0012]本实用新型还公开了一种基于上述热能转换汽车尾气处理系统的控制系统，所述尾气处理系统的控制系统由第二电源电压检测模块，MCU，第一电源控制模块组成;第二电源电压检测模块安装在发电机升压整流电路后，用于检测第二电源的电压，然后将检测到的电压以模拟量的形式发送给MCU;第一电源控制模块安装在汽车电池升压电路后，接收MCU的控制信号，控制汽车第一电源是否为低温等离子反应器供电。
[0013]综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:
[0014]1、提高了尾气净化效果，改善了汽车启动时，尾气处理不充分的问题。
[0015]低温等离子处理尾气效果好，能够除去尾气中的有害气体，与尾气中的C0，HC，N0x，S0x发生反应，同时还能除去常用催化剂不能除去的颗粒物质。汽车启动时，不需要预热，就能对尾气进行充分净化。同时，由于低温等离子反应器后接了滤网和催化剂腔，能够进一步的将低温等离子反应器中未净化完全的尾气进行净化。
[0016]2、有效的利用了汽车尾气中的热能，减少了尾气中的余热对环境的污染。
[0017]通过尾气转化机构和发电机能够很好的将热能转化成电能，为低温等离子反应器供电，减少了汽车电池为低温等离子反应器供电所消耗的电能。
[0018]3、该控制系统能够自动的切换电源为低温等离子反应器供电，合理有效的节约了汽车电池的电能，有效的利用了汽车尾气的热能。
[0019]4、本发明机构简单，成本低。
【附图说明】
[0020]图1是本发明的尾气处理系统图；
[0021 ]图2是本发明的热能转化机构结构图；
[0022 ]图3是本发明的曲轴结构图；
[0023]图4是本发明的尾气处理装置结构图；
[0024]图中标记:1-机架，2_曲轴，3_曲轴第二轴端，4_曲轴第四轴段，5_尚速齿轮，6-低速齿轮，7-热缸连杆，8-热缸活塞，9-热缸，I O-冷却层，11-冷缸，12-冷却水，13-冷缸活塞，14-冷缸连杆，15-进气管，16-低温等离子反应器，17-滤网，18-催化剂腔，19-出气管，20-气体交换管。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图，对本发明作详细的说明。
[0026]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0027]如图1所示，一种热能转换汽车尾气处理系统，汽车尾气处理系统由换能器，热能转化机构，发电机，发电机升压整流电路，尾气处理装置组成;所述换能器吸收汽车尾气中的热能后将热能传递给热能转化机构，热能转化机构将热能转化成机械能后带动发电机转动发电；发电机产生的电能经发电机升压整流电路后为尾气处理装置供电。如图2-3所示，热能转化机构由热缸9，冷缸11，热缸活塞8，冷缸活塞13，热缸连杆7，冷缸连杆14，曲轴2，低速齿轮6和机架I组成;热缸9和冷缸11通过一气体交换管20连通，冷缸11外壁外有一冷却层10，冷却层中充满冷却水12;两缸活塞分别置于各自的缸体内，通过各自的连杆与曲轴连接，其中，连杆一端与活塞铰接，另一端与曲轴2铰接；曲轴2右端安装有低速齿轮6;曲轴左右两端通过轴承固定在机架I上;所述曲轴2第二轴段3和第四轴段4成90度关系;所述冷缸11和热缸9内密封有氢气或氮气或空气中的一种气体。
[0028]进一步的，所述发电机通过一高速齿轮5与热能转化机构的低速齿轮6啮合，低速齿轮直径dl是高速齿轮直径d2的5倍，8倍，10倍。
[0029]由于上述结构，换能器将尾气的热能用于对热缸进行加热，气体在热缸内吸收热能，膨胀做功，向冷缸放热并压缩，再次从热缸中吸收热能，循环上述过程，将热能转换为机械能，通过活塞往复运动，带动发电机转换为电能。
[0030]如图4所示，所述尾气处理装置由进气管15，低温等离子反应器16，滤网17，催化剂腔18和出气管19组成;所述低温等离子反应器16的左端接进气管15，右端接滤网17，催化剂腔18左端跟滤网17连接，右端接出气管19;
[0031]所述低温等离子反应器16由第一电源或第二电源供电，所述第一电源为汽车电池经汽车电池升压电路后的电压，所述第二电源为发电机产生的电能经发电机升压整流电路后的电压;所述滤网分为前后两层，滤网孔有500?1000目，滤网层中夹有活性炭。
[0032]由于在催化剂净化尾气前，先采用了等温等离子体进行处理，能够有效的改善汽车刚启动时，催化剂温度不够而带来尾气净化不充分的问题。
[0033]进一步的，所述第一电源的电压为40kV，所述第二电源的电压为40kV或60或80kV。
[0034]进一步的，所述尾气处理系统的控制系统由第二电源电压检测模块，MCU，第一电源控制模块组成;第二电源电压检测模块安装在发电机升压整流电路后，用于检测第二电源的电压，然后将检测到的电压以模拟量的形式发送给MCU;第一电源控制模块安装在汽车电池升压电路后，接收MCU的控制信号，控制汽车第一电源是否为低温等离子反应器16供电。
[0035]所述控制系统控制方法的步骤如下:
[0036](I)汽车启动后，第一电源为低温等离子反应器16供电；
[0037](2)第二电源电压检测模块检测第二电源的电压U，然后将检测到的第二电源电压U与MCU中设置好的电压值进行比较，当检测到第二电源的电压U的范围为:40kV < U ^ 80kV时，MCT发送控制信号给第一电源控制模块，让第一电源停止对低温等离子反应器16供电，采用第二电源为低温等离子反应器16供电；
[0038](3)第二电源供电后，若第二电源电压检测模块检测到第二电源的电压U〈40kV，则MCU发送控制信号给第一电源控制模块，让第一电源为低温等离子反应器16供电。所述控制方法步骤(2)中，第一电源要在第二电源的电压U满足:40kV < U < 80kV后，Imin之后再停止对低温等离子反应器16供电。
[0039]所述控制方法步骤(3)中，第二电源电压U〈40kV要持续Imin后，M⑶才发出控制信号给第一电源控制模块，让第一电源为低温等离子反应器16供电。
[0040]该控制系统和控制方法能够自动的切换电源为低温等离子反应器供电，合理有效的节约了汽车电池的电能，有效的利用了汽车尾气的热能。步骤(2)中的第一电源延时Imin后再断开是为了避免第二电源不稳定而对尾气净化产生影响。步骤(3)中的第二电源延时Imin断开也是为了避免第二电源出现不稳定现象。
[0041]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种热能转换汽车尾气处理系统，其特征是，所述热能转换汽车尾气处理系统由换能器，热能转化机构，发电机，发电机升压整流电路，尾气处理装置组成;所述换能器吸收汽车尾气中的热能后将热能传递给热能转化机构，热能转化机构将热能转化成机械能后带动发电机转动发电;发电机产生的电能经发电机升压整流电路后为尾气处理装置供电。2.根据权利要求1所述的热能转换汽车尾气处理系统，其特征是，所述热能转化机构由热缸，冷缸，热缸活塞，冷缸活塞，热缸连杆，冷缸连杆，曲轴，低速齿轮和机架组成；热缸和冷缸通过一气体交换管连通，冷缸外壁外有一冷却层，冷却层中充满冷却水;两缸活塞分别置于各自的缸体内，通过各自的连杆与曲轴连接，其中，连杆一端与活塞铰接，另一端与曲轴铰接；曲轴右端安装有低速齿轮；曲轴左右两端通过轴承固定在机架上;所述曲轴第二轴段和第四轴段成90度关系;所述冷缸和热缸内密封有氢气或氮气或空气中的一种气体。3.根据权利要求2所述的热能转换汽车尾气处理系统，其特征是，所述发电机通过一高速齿轮与热能转化机构的低速齿轮啮合，低速齿轮直径dl是高速齿轮直径d2的5到10倍。4.根据权利要求3所述的热能转换汽车尾气处理系统，其特征是，所述尾气处理装置由进气管，低温等离子反应器，滤网，催化剂腔和出气管组成;所述低温等离子反应器的左端接进气管，右端接滤网，催化剂腔左端跟滤网连接，右端接出气管； 所述低温等离子反应器由第一电源或第二电源供电，所述第一电源为汽车电池经汽车电池升压电路后的电压，所述第二电源为发电机产生的电能经发电机升压整流电路后的电压;所述滤网分为前后两层，滤网孔有500?1000目，滤网层中夹有活性炭。5.根据权利要求4所述的热能转换汽车尾气处理系统，其特征是，所述第一电源的电压为40kV，所述第二电源的电压为40kV?80kV。6.—种基于权利要求1至5之一所述的热能转换汽车尾气处理系统的控制系统，其特征是，所述控制系统由第二电源电压检测模块，MCU，第一电源控制模块组成;第二电源电压检测模块安装在发电机升压整流电路后，用于检测第二电源的电压，然后将检测到的电压以模拟量的形式发送给MCU;第一电源控制模块安装在汽车电池升压电路后，接收MCU的控制信号，控制第一电源是否为低温等离子反应器供电。
【文档编号】H02J9/08GK205489796SQ201521020303
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年12月10日
【发明人】李燕
【申请人】成都德善能科技有限公司