用于混动汽车的管路调整装置的制作方法

1.本实用新型涉及汽车节能，具体涉及一种用于混动汽车的管路调整装置。


背景技术：

2.随着人类环保意识提高，目前车辆使用也开始尽可能约束二氧化碳排放总量，目前市面上主要采用电动驱动的新能源汽车，来降低二氧化碳尾气排放，但是电动汽车对于电能的需求量较大，配套设施限制较大，对于部分配套条件受限的区域而言，单纯的电动汽车无法满足日常使用需求，因此这部分用户依旧选择燃油汽车或者二氧化碳排放量更少的混动汽车，虽然混动汽车也存在二氧化碳排放需求，但是相比于燃油汽车而言能显著减少二氧化碳排放总量。
3.目前混动汽车的动力结构分为串联式混动和并联式混动，一般大型车辆采用串联式混动，而小型汽车采用并联式混动，二者最大的区别在于转矩耦合器，串联式混动的发动机工作时，发动机连接发电机产生电能，使电能带动电动机工作。并联式混动增加了转矩耦合器，使得发动机能够直接配合电机进行单独或同步传动。混动汽车无论使用何种方式，只要发动机进行工作时，其燃油会在气缸中燃烧，而燃烧产生的热量无法完全消耗，一般而言存在30%左右的热量可以转化为汽车的动力；还有30%左右的热量是通过冷却液和机油吸收并流入循环管路；剩余的的热量更多的是通过尾气排到大气而损失掉；
4.值得注意的是，目前涉及燃油的汽车，必然存在三元催化器，利用三元催化器使废气接触催化剂，从而氮化物量就会减小且废气中的 hc 和co 氧化变成无害的水蒸气和二氧化碳；有利于减小尾气有害物质的排放量或使排放出的废气尽可能无害。当前的汽车发动机排出的废气温度一般在500摄氏度以上，三元催化器的工作温度在 500到900摄氏度，且催化反应过程中会也会产生大量的热能，使得从三元催化输出时的温度过高，一般情况下，这部分尾气是直接排放，而混动汽车对于电能的需求量较大，因此，如何将这部分热能进行二次利用，对于提高汽车使用的经济性是值得研究。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种用于混动汽车的管路调整装置，期望改善现有混动汽车的燃油发动机工作时，产生的尾气需要通过三元催化器无害化处理，使得尾气中含有大量热能损失，不便于二次利用的问题。
6.为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种用于混动汽车的管路调整装置,包括介质管道和三元催化器，上述介质管道用于配合驻车加热器，上述三元催化器输出端设有换热腔，上述换热腔中设有换热管，上述三元催化器输出的热气用于在换热腔中与换热管进行热交换，上述介质管道上设有第一电磁阀，上述介质管道上设有分支管，上述分支管连通换热腔中的换热管的输入端，上述分支管上设有第二电磁阀，上述介质管道上设有引流管，上述引流管连通换热管的输出端，上述引流管上设有单向阀，上述引流管和分支管分别位于第一电磁阀两侧；上述换热腔输出端
设有排气管，上述排气管用于将经过三元催化器净化后的废弃排出到大气中。
8.作为优选，上述排气管上设有发电盒和消音器，上述排气管中的气流经发电盒后进入消音器并排放至外界大气；上述发电盒中设有扇叶，上述扇叶上设有传动轴，上述传动轴与发电机动力连接，由发电机产生电能并输送到蓄电池中。
9.进一步的技术方案是，上述发电盒上设有输入管和输出管，上述输入管和输出管上均设有连接头，上述输入管和输出管均通过连接头连通排气管，上述输入管和输出管的口径一致，上述输入管的直径小于排气管直径。
10.作为优选，上述三元催化器的首端设有排气歧管，上述三元催化器输入端和出输端分别连接排气歧管的输出端和换热腔的输入端。
11.作为优选，上述换热腔的内壁和外壁之间设有隔热层，上述换热管用于在换热腔中呈环绕设置，且换热管外壁之间具有间隙
12.进一步的技术方案是，上述换热腔两端设有接入管，上述接入管分别连接三元催化器和排气管，上述换热腔的内径大于三元催化器输出端的内径。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果至少是如下之一：
14.本实用新型通过换热腔的设置，从而将热空气收集在换热腔中，使换热腔中热空气与换热管进行换热，从而通过换热管能将这部分余热加以回收利用，对于提高汽车燃油经济性及减少温室气体排放是有益，利用发动机尾气可能形成的气流进行进行发电，并将电能储存到混动汽车蓄电池中，从而提高资源利用率。
15.本实用新型通过第一电磁阀和第二电磁阀，从而可以控制管路，当混动汽车的仅使用电动机进行工作时，此时不会产生尾气，则第二电磁阀处于闭合状态，仅第一电磁阀处于流通状态，从而介质管道中的介质不需要进入换热腔；若发动机进行工作，则换热腔 中存在热气流，此时第一电磁阀处于闭合，第二电磁阀处于流通状态，从而介质管道的介质不需要进入换热腔进行换热。
16.本实用新型的发电盒主要是利用发电盒的输入管和输出管改变气流的压力，从而利用气流带动扇叶转动，从而使得传动轴转动，传动轴转动过程中配合发电机产生电能。
附图说明
17.图1为本实用新型结构示意图。
18.图2为本实用新型换热腔结构示意图。
19.图3为本实用新型换热管分布示意图。
20.附图标记说明：
21.1-介质管道、2-三元催化器、3-换热腔、4-换热管、5-第一电磁阀、6-分支管、7-第二电磁阀、8-引流管、9-单向阀、10-排气管、11-发电盒、12-消音器、13-扇叶、14-传动轴、15-输入管、16-输出管、17-连接头、18-排气歧管、19-隔热层、20-接入管。
具体实施方式
22.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。
23.参考图1至图3所示，本实用新型的一个实施例是，一种用于混动汽车的管路调整装置,包括介质管道1和三元催化器2，其中介质管道1为金属材质，其介质管道1中流通的介质的可以空气介质，也可以是暖气管，上述介质管道1用于配合汽车供暖，其介质管道1具有一定的压力，使得介质在介质管道1中能够流动；其中三元催化器为现有商品，三元催化器中含有少量的铑、钯和铂等催化。利用催化元素对化学反应起促进作用，当废气接触到催化器的第一部分内的催化剂时，氮化物量就会减小氮分子与氧分子分离。在催化器的第二部分内，废气中的hc和co 氧化变成无害的水蒸气和二氧化碳。
24.上述三元催化器2输出端设有换热腔3，其中换热腔3安装在三元催化器2末端，其三元催化器2输出的气流进入到换热腔3中，值得注意的是气流主要是水蒸气和二氧化碳，而水蒸气和二氧化碳在进入换热腔3后，能够很块填充换热腔3，上述换热腔3中设有换热管4，其换热管4采用铜制管，通过换热管4与换热腔3中的气流接触能够易于换热，上述三元催化器2输出的热气用于在换热腔3中与换热管4进行热交换，
25.为了在必要时，确保介质管道1中的介质输入到换热管4中，上述介质管道1上设有第一电磁阀5，上述介质管道1上设有分支管6，上述分支管6连通换热腔3中的换热管4的输入端，当第一电磁阀5在介质管道1上进行阻断时，其次介质管道1中介质仅进入到分支管6，通过分支管6进入到换热管4中。上述介质管道1上设有引流管8，上述引流管8连通换热管4的输出端，其换热管4输出的气流通过引流管8回流到介质管道1。
26.为了避免换热管4不工作时，介质管道1中的介质不进入换热管4，上述分支管6上设有第二电磁阀7，通过第二电磁阀7阻断分支管6的流通，值得注意的是，第二电磁阀7和第一电磁阀5至少保证一个处于流通。上述引流管8上设有单向阀9，通过单向阀9避免介质管道1中的介质通过引流管8进入换热管4。
27.上述引流管8和分支管6分别位于第一电磁阀5两侧；从而引流管8和分支管6在工作过程中绕开第一电磁阀5，使得未进入换热管4的介质与换热管4输出的介质互不接触。
28.上述换热腔3输出端设有排气管10，上述排气管10用于将经过三元催化器2净化后的废弃排出到大气中。
29.基于上述实施例，参考图1所示，本实用新型的另一个实施例是，上述排气管10上设有发电盒11和消音器12，上述排气管10中的气流经发电盒11后进入消音器12并排放至外界大气；上述发电盒11中设有扇叶13，其中扇叶13尺寸与发电盒11内部轮廓适配，从而使得扇叶13在发电盒11中进行旋转的过程中，扇叶13不会触碰到发电盒11内壁。其中扇叶13考虑到气流温度问题，扇叶13的耐热材质，扇叶13可以是现有的合金叶片。
30.上述扇叶13上设有传动轴14，上述传动轴14与发电机动力连接，其中扇叶13、传动轴14和发电机构成小型风力发电机；考虑到排气管10输出的气流与供油和燃烧频率有关，使得排气管10中气流速度不易于控制，油耗升高，风速增强，反之油耗降低风速放缓，因此使得小型风力发电机的功率和电压都不稳定，由发电机产生电能并输送到蓄电池中。
31.值得注意的是，虽然通过蓄电池进行储存电能，不会影响使用的稳定性，但是为了保证电能进入蓄电池的安全性和可靠性，其发电机通过整流器接入到蓄电池中，其蓄电池后续通过升压变流器进行额定电压输出。必要时，为了避免发电机的出现超速风险，可以适应性的安装卸载和负载设备。
32.进一步的，由于扇叶13、传动轴14和发电机构成的小型风力发电机与驱动车辆运
动的发电机不同，使得小型风力发电机的技术要求,在性能上又必须与风力机有良好的匹配度，上述发电盒11上设有输入管15和输出管16，上述输入管15和输出管16上均设有连接头17，上述输入管15和输出管16均通过连接头17连通排气管10，上述输入管15和输出管16的口径一致，上述输入管15的直径小于排气管10直径.
33.其中连接头17的直径由大变小，输入管15直径小于排气管10直径，使得排气管10的气流进入输入管15后会增压和增速，从而提高扇叶13和传动轴14的转速。反之，输出管16输出气流时，因为内径变大，使得气流的压力降低，流速放缓；有利于后续消音器12工作。
34.由于传动轴14转速大于负载功率和充入蓄电池的功率时, 发电机可能处于过功率状态,因此，发电机可以考虑小型的三相交流同步发电机,其在混动汽车可以适应性安装现有的小型发电机的控制器，控制器采用mcs-96系列的单片机,具体型号可以是80c196kc单片机，以便于适合实时控制系统,该系列的单片机除了具有一般系列单片机所具有的16位cpu及其寄存器,还具有多个并行io端口、hsio子系统、硬件定时器计数器和监视定时器、软件定时器,并且可以外接ram、eprom。其运行采用16兆赫兹晶振，耗电很低，可以独立适配外设事务服务器pts，从而在车辆上增加参数显示。
35.控制器工作时，主要控制负载电流和充电电流两部分,一方面根据负载电流来调节变换器输出电流，用于实现负载跟踪控制。另一方面根据负载电流来调节变换器输出电流，用于蓄电池充电控制。在使用时，具体表现为根据负载功率和蓄电池充电情况，可以来增大发电机输出电流,即增大阻转矩,使传动轴14的转速下降,降低尾气的利用系数，确保设备使用安全。
36.基于上述实施例,本实用新型的另一个实施例是, 上述三元催化器2的首端设有排气歧管18，上述三元催化器2输入端和出输端分别连接排气歧管18的输出端和换热腔3的输入端。其中排气歧管18为现有商品，由于排气歧管18管通过法兰与发动机直接连接，从而使发动机各气缸排出的废气汇集到排气歧管18中向三元催化器2输送，因此排气歧管18是整个排气系统中工作温度最高的部件；其排气歧管18一般是随着发动机性能的提高，其排气温度随之上升；其排气歧管18的温度与发动机接近，其排气歧管18的材料为高硅钼球墨铸铁或高镍球墨铸铁，使得排气歧管18具有更好耐热耐氧化性能，并且能够经受排出的高温气流的热循环冲击。
37.基于上述实施例,参考图2和图3所示，本实用新型的另一个实施例是,上述换热腔3的内壁和外壁之间设有隔热层19，其中隔热层19采用石棉板材质，通过隔热层19的设置，使得换热腔3中热能相对稳定，为热气流在换热腔3中换热提供了良好的条件。
38.上述换热管4用于在换热腔3中呈环绕设置，且换热管4外壁之间具有间隙。其中换热管4在换热腔3中为多个环形结构，其环形结构参见图3所示，其换热管4在环形结构中，保留足够的间隙，避免换热管4阻挡气流的正常流通，在满足换热的前提下，也能进行正常排放。
39.进一步的，为了减低热气在换热腔3的中的时间，上述换热腔3两端设有接入管20，上述接入管20分别连接三元催化器2和排气管10，上述换热腔3的内径大于三元催化器2输出端的内径。通过提高换热腔3的容积，使得换热腔3两侧分别进行输入和输出，在保持足够的换热面积的前提下，使得气流的输入和输出相互独立。需要强调的是，三元催化器2促使化学反应但不参与化学反应过程。因此，三元催化器2既不产生磨耗，也不会老化。如果发现
三元催化器2失效，需要排查原因。
40.其次三元催化器2对有害气体的转化能力有限，如果尾气排放的污染物浓度高总量过大，会造成催化器2的转化能力下降，降低工作效能。其次尾气中大量的碳氢化合物和一氧化碳进入三元催化器2后，会进行过度的氧化反应，从而产生大量热量。当高温超过1000摄氏度，三元催化器2可能出现过温损坏，其次点火时间过迟、缺缸的情况，都会使未燃烧的可燃混合气进入三元催化转化器2，造成工作温度过高的风险，因此定期对尾气进行检查，若出现有害残留物过高，则需要全面检查。
41.在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、
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实施例”、“优选实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本技术概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。
42.尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本技术公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本技术公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。