保持发动机热量和背压平衡的热电转换系统及监控方法_2

文档序号:9823877阅读:来源:国知局
10、第四水阀11、第一水阀12、第一多列冷却水箱组13、第二多列冷却水箱组14、第一低温热电器件组15、第二低温热电器件组16、热交换器17、第一截止阀18、过滤器19、自力式阀前压力调节阀20、第二截止阀21、三元催化器22、消声器23、D/A输出模块24、A/D转换模块25、I/O模块26、旁通阀27、LCD模块28、Zigbee模块29、GPRS模块30、USB模块31、声光报警32、上位机33、时钟模块34;
[0026]温度传感器Tl、温度传感器T2、温度传感器T3、温度传感器T4、压力传感器P1、压力传感器P2、压力传感器P3、压力传感器P4、电压传感器V1、微控制器MCU。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0028]如图1所示为保持发动机热量和背压平衡的尾气热电转换系统,包括热电转换单元及监控单元。
[0029]本实施例中副散热片管道采用了三个,分别为第一副散热片管道5、第二副散热片管道6、第三副散热片管道7,且第一副散热片管道5的长度小于第二副散热片管道6的长度,第二副散热片管道6的长度小于第三副散热片管道7的长度,每幅散热片管道四周都安装贴放有高效散热性能的金属散热片。
[0030]热电转换单元包括发动机1、冷却系统2、调压阀3、主散热片管道4、第一副散热片管道5、第二水阀9、第二副散热片管道6、第三水阀10、第三副散热片管道7、第四水阀11、保温管道8、第一水阀12、第一多列冷却水箱组13、第二多列冷却水箱组14、第一低温热电器件组15、第二低温热电器件组16、热交换器17、三元催化器22、消声器23、第一截止阀18、过滤器19、自力式阀前压力调节阀20、第二截止阀21、旁通阀27、温度传感器Tl、温度传感器T2、温度传感器T3、温度传感器T4、压力传感器P1、压力传感器P2、压力传感器P3、压力传感器P4及电压传感器VI。
[0031]冷却系统2的冷却水出口经过温度传感器Tl后与调压阀3的输入端相连,调压阀3的输出端经过压力传感器Pl后与主散热片管道4的入口相连,主散热片管道4的出口经过温度传感器T2后分为两路,一路与第一多列冷却水箱组13的公共入口相连,另一路与第二多列冷却水箱组14的公共入口相连,第一多列冷却水箱组13的公共入口分别经过单列冷却水箱1_1?l_n后构成第一多列冷却水箱组13的公共出口,第二多列冷却水箱组14的公共入口分别经过单列冷却水箱2_1?2_n后构成第二多列冷却水箱组14的公共出口,第一多列冷却水箱组13的公共出口和第二多列冷却水箱组14的公共出口与温度传感器T3相连后分为四路,第一路与第二水阀9的入口相连,第二路与第三水阀10的入口相连,第三路与第四水阀11的入口相连,第四路与第一水阀12的入口相连,第一水阀12、第二水阀9、第三水阀1和第四水阀11的出口分别对应与保温管道8、第一副散热片管道5、第二副散热片管道6和第三副散热片管道7的入口相连,保温管道8、第一副散热片管道5、第二副散热片管道6和第三副散热片管道7的出口相连经过温度传感器T4后与冷却系统2的入口相连;发动机I的排气歧管出口经过压力传感器P2后与第一截止阀18的入口相连,第一截止阀18的出口与过滤器19的入口相连,过滤器19的出口经过压力传感器P3后与自力式阀前压力调节阀20的入口相连,自力式阀前压力调节阀20的出口与第二截止阀21的入口相连,第二截止阀21的出口经过压力传感器P4后分为两路,一路与热交换器17的入口相连,另一路与旁通阀27的入口相连,旁通阀27的出口与发动机I排气歧管出口相连,热交换器17的出口依次与三元催化器22和消声器23相连后通往大气;第一多列冷却水箱组13中的单列冷却水箱1_1?l_n分别与第一低温热电器件组15中第I?第η列热电器件的公共冷端相连,第二多列冷却水箱组14中的单列冷却水箱2_1?2_η分别与第二低温热电器件组16中第I?第η列热电器件的公共冷端相连,第一低温热电器件组15中所有热电器件的热端与热交换器17上表面相连,第二低温热电器件组16中所有热电器件的热端与热交换器17下表面相连,第一低温热电器件组15和第二低温热电器件组16之间连接有电压传感器Vl。
[0032]监控单元包括由微控制器MCU、D/A输出模块24、A/D转换模块25、LCD模块28、1/0模块26、时钟模块、Zigbee模块29、GPRS模块30、USB模块31、声光报警32、上位机33和和时钟模块34。
[0033 ]微控制器MCU内部集成有USB模块31和时钟模块34,通过D/A输出模块24与调压阀3的信号控制端相连控制调压阀3的开度;A/D转换模块25的输入端与压力传感器Pl?P4以及电压传感器Vl的信号输出端相连采集它们的信息,并由时钟模块34、A/D转换模块25的输出端与微控制器MCT相连;微控制器MCU通过I/O模块26与数字式温度传感器Tl?T4、第一水阀12、第二水阀9、第三水阀10、第四水阀11的信号端相连,还与声光报警32相连;时钟模块34记录压力传感器Pl?P4、电压传感器V1、数字式温度传感器Tl?T4的采集值对应的时间和日期,微控制器M⑶通过USB模块31与上位机33相连进行通信,通过上位机33和LCD模块28实时显示A/D转换模块和I/O模块采集的各种信息及其对应的时间和日期,以及显示各个阀的开关状态及其对应的时间和日期,还通过Zigbee模块29和GPRS模块30将上述各种信息和各个阀的开关状态发送给远程监控中心。
[0034]本发明保持发动机热量和背压平衡的尾气热电转换系统的原理如下:
[0035]热电转换单元通过四周安装有高效散热片的足够长的主散热片通道4对发动机冷却系统引出支路的冷却水进行预冷却后通入第一多列冷却水箱组13和第二多列冷却水箱组14,第一多列冷却水箱组13和第二多列冷却水箱组14里的冷却水分别与热交换器17上下表面的第一热电器件组15和第二热电器件组16的冷端进行热交换后进行汇集,将第一多列冷却水箱组13和第二多列冷却水箱组14出口汇集处冷却水温度与发动机I冷却系统2出口处冷却水的温度进行比较,根据不同的比较值来选择切换副散热片管道(例如第一副散热片管道5、第二副散热片管道6、第三副散热片管道7)和保温管道8的开启,实现第一多列冷却水箱组13和第二多列冷却水箱组14出口汇集处冷却水的二次冷却再通往发动机I冷却系统;发动机I与热交换器17连接排气歧管之间通过添加自力式阀前压力调压阀20及其相应配套的截止阀、过滤器19和旁通阀27进行发动机I尾气背压的调节,实现发动机在未接热交换器和接上相关部件之后排放尾气的压力保持稳定。
[0036]如图2所示为保持发动机热量和背压平衡的尾气热电转换系统的监控方法流程图:其监控方法如下:
[0037]步骤1:不接热交换器测试发动机在额定功率时的尾气压力值P’,以此值作为依据设置自力式阀前压力调节阀的设定值;
[0038]步骤2:接上发动机排气管后的阀和热交换器,发动机启动后,同时控制第一截止阀、第二截止阀、旁通阀的开度,使压力传感器P2的值与P’之间的误差小于5%;
[0039]步骤3:发动机启动后,控制调压阀开启,若T3S Tl,控制第一水阀开启,同时控制第二水阀、第三水阀和第四水阀关闭;若0<(T3-T1)<3°C,控制第二水阀开启同时控制第三水阀、第四水阀和第一水阀关闭;若3 < (T3-T1) < 50C,控制第三水阀开启同时控制第一水阀、第二水阀和第四水阀关闭;若(T3-T1)>5°C,控制第四水阀开启同时控制第一水阀、第二水阀和第三水阀关闭。
[0040]应当理解的是,本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
[0041]应当理解的是,上述针对较佳实施例的描述较为详细,并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下,还可以做出替换或变形,均落入本发明的保护范围之内,本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种保持发动机热量和背压平衡的尾气热电转换系统,包括热电转换单元及与所述热电转换单元相连的监控单元,所述热电转换单元包括发动机(I)及通过排气歧管与
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