一種雙腔式汽車尾氣處理裝置的控制系統的製作方法

2023-08-12 15:24:41

本發明涉及一種雙腔式汽車尾氣處理裝置的控制系統。

背景技術：

隨著人們生活水平的提高，汽車越來越多的出現在生活中，但是在帶給人們方便的同時，它排放的大量尾氣給環境造成了汙染。汽車尾氣汙染主要是以下兩個方面，一是汽車尾氣中的化學汙染物和顆粒汙染物影響空氣品質，二是汽車尾氣中存在大量餘熱沒有利用，導致城市熱島效應。

現在常用的汽車尾氣處理裝置是先通過濾網將固體顆粒濾過，然後通過催化劑將汽車尾氣中的有害氣體淨化。這種尾氣處理裝置存在的問題是，固體顆粒經濾網濾除後，常常留在尾氣處理裝置中而沒有清楚，會將濾網堵塞。同時，汽車尾氣中的大量熱能沒有利用起來，全部排放到了空氣中。

技術實現要素：

本發明的目的在於：針對上述存在的問題，提供一種雙腔式汽車尾氣處理裝置及其控制系統，本發明能夠解決固體顆粒堵塞汽車尾氣處理裝置濾網的問題，能夠有效的利用汽車尾氣中的熱能。

本發明採用的技術方案如下：

本發明公開了一種雙腔式汽車尾氣處理裝置的控制系統，所述控制系統包括MCU、進氣管汽車尾氣檢測模塊、空氣泵控制模塊、4個氣體流量檢測模塊、6個電磁閥控制模塊和電源模塊；所述進氣管汽車尾氣檢測模塊和4個氣體流量檢測模塊作為MCU的輸入信號連接在MCU上；空氣泵控制模塊和6個電磁閥控制模塊連接在MCU上，接收MCU的控制信號；

所述4個氣體流量檢測模塊，分別為第一氣體流量檢測模塊，安裝在左雜質過濾腔的進氣口處，用於檢測左淨化腔內未被濾網過濾前汽車尾氣的流量，將檢測到的信號以模擬量的形式發送給MCU；第二氣體流量檢測模塊，安裝在左催化劑腔的進口處，用於檢測左淨化腔內經濾網過濾後汽車尾氣的流量，將檢測到的信號以模擬量的形式發送給MCU；第三氣體流量檢測模塊，安裝在右雜質過濾腔的進氣口處，用於檢測右淨化腔內未被濾網過濾前汽車尾氣的流量，將檢測到的信號以模擬量的形式發送給MCU；第四氣體流量檢測模塊，安裝在右催化劑腔的進口處，用於檢測右淨化腔內經濾網過濾後汽車尾氣的流量，將檢測到的信號以模擬量的形式發送給MCU；

所述6個電磁閥控制模塊，分別為第一電磁閥控制模塊、第二電磁閥控制模塊、第三電磁閥控制模塊、第四電磁閥控制模塊、第五電磁閥控制模塊和第六電磁閥控制模塊，接收MCU的控制信號後分別控制對應的第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥、第五電磁閥和第六電磁閥的開啟和閉合；

所述空氣泵控制模塊接收MCU的控制信號後控制空氣泵的啟停；

所述空氣泵控制模塊接收MCU的控制信號後控制空氣泵的啟停；

所述進氣管汽車尾氣檢測模塊安裝在進氣管處用於檢測是否有汽車尾氣進入進氣管，將檢測到的信號以數字量的形式發送給MCU。

進一步的，所述電源模塊為控制系統、每個電磁閥和每個空氣泵供，電源模塊由第一電源和第二電源組成，所述第一電源為汽車電池；所述第二電源為汽車尾氣通過進氣管內層的熱電材料轉換後存儲在蓄電池中的電能。

一種雙腔式汽車尾氣處理裝置的控制系統的控制方法，所述控制系統的控制方法包括以下步驟：

(1)汽車啟動前，所有電磁閥處於關閉狀態；

(2)當進氣管汽車尾氣檢測模塊檢測到有汽車尾氣進入進氣管後，進氣管汽車尾氣檢測模塊將檢測到的信號以數字量的形式發送給MCU，MCU發送控制信號給第一電磁閥控制模塊控制第一電磁閥打開，從而使汽車尾氣進入左淨化腔；汽車尾氣經左淨化腔的左雜質過濾腔，左催化劑腔將尾氣淨化後通過左排氣管排出；

(3)第一氣體流量檢測模塊檢測左淨化腔內未被濾網過濾前汽車尾氣的流量將檢測到的氣體流量值Q1，以模擬量的形式發送給MCU；第二氣體流量檢測模塊檢測左淨化腔內經濾網過濾後汽車尾氣的流量將檢測到的氣體流量值Q2發送給MCU；

(4)MCU將檢測到的氣體流量值Q1和Q2進行求差，其差值為△Q1，MCU將求得的差值△Q1與MCU中設定好的差值△Q進行比較，若△Q1>△Q,則表示濾網出現堵塞；若△Q1≤△Q，則表示濾網沒有堵塞；

(5)若△Q1>△Q，則MCU發出控制信號給第一電磁閥控制模塊控制第一電磁閥關閉，MCU發出控制信號給第二電磁閥控制模塊控制第二電磁閥開啟，讓汽車尾氣通過右淨化腔淨化；同時MCU還發送控制信號給第三電磁閥控制模塊、第五電磁閥控制模塊分別控制第三電磁閥和第五電磁閥開啟；

(6)當第三電磁閥和第五電磁閥開啟後，MCU發出控制信號給空氣泵控制模塊控制空氣泵啟動，空氣泵吸入空氣後，將空氣通過通風管道吹向濾網，從而將堵塞濾網的雜質通過左雜質排出口排出；

(7)空氣泵啟動15～25min後，MCU發出控制信號給第三電磁閥控制模塊和第五電磁閥控制模塊分別控制第三電磁閥和第五電磁閥關閉；同時MCU發出控制信號給空氣泵控制模塊控制空氣泵停止；

(8)第三氣體流量檢測模塊檢測右淨化腔內未被濾網過濾前汽車尾氣的流量將檢測到的氣體流量值Q3，以模擬量的形式發送給MCU；第四氣體流量檢測模塊檢測右淨化腔內經濾網過濾後汽車尾氣的流量將檢測到的氣體流量值Q4發送給MCU；

(9)MCU將檢測到的氣體流量值Q3和Q4進行求差，其差值為△Q2，MCU將求得的差值△Q2與MCU中設定好的差值△Q進行比較，若△Q2>△Q,則表示濾網出現堵塞；若△Q2≤△Q，則表示濾網沒有堵塞；

(10)若△Q2>△Q，則MCU發出控制信號給第二電磁閥控制模塊控制第二電磁閥關閉，MCU發出控制信號給第一電磁閥控制模塊控制第一電磁閥開啟，讓汽車尾氣通過左淨化腔淨化；同時MCU還發送控制信號給第四電磁閥控制模塊和第六電磁閥控制模塊分別控制第四電磁閥和第六電磁閥開啟；

(11)當第四電磁閥和第六電磁閥開啟後，MCU發出控制信號給空氣泵控制模塊控制空氣泵啟動，空氣泵吸入空氣後，將空氣通過通風管道吹向濾網，從而將堵塞濾網的雜質通過右雜質排出口排出；

(12)空氣泵啟動15～25min後，MCU發出控制信號給第四電磁閥控制模塊和第六電磁閥控制模塊分別控制第四電磁閥和第六電磁閥關閉；同時MCU發出控制信號給空氣泵控制模塊控制空氣泵停止。

綜上所述，由於採用了上述技術方案，本發明的有益效果是：

1、能夠防止汽車尾氣處理裝置中的濾網堵塞，提高了汽車尾氣處理裝置的使用壽命。

2、有效的利用了汽車尾氣中的熱能，避免了能源的浪費和汽車尾氣熱能造成的環境汙染。

3、控制系統和控制方法實現了整個尾氣處理裝置的自動化控制。

附圖說明

圖1是本發明的控制系統結構圖；

圖2是本發明的雙腔式汽車尾氣處理裝置結構圖；

圖中標記：1-進氣管，2-雜質過濾腔，3-催化劑腔，4-出氣管，5-內層，6-外層，7-左淨化腔，9-右淨化腔，10-濾網，11-雜質拍出口，12-通風口，13-催化劑，14-通風管，15-空氣泵，16-支撐架，17-第一電磁閥，18-第二電磁閥，19-第三電磁閥，20-第四電磁閥，21-第五電磁閥，22-第六電磁閥。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明作詳細的說明。

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

如圖1所示，一種雙腔式汽車尾氣處理裝置，包括進氣管1，雜質過濾腔2，催化劑腔3，出氣管4，其特徵是，汽車尾氣處理裝置的進氣管1直接與汽車尾氣排氣管相連，所述進氣管由內外兩層構成，內層5為熱電材料，外層6為冷卻層；進氣管1分別與左淨化腔7和右淨化腔8連通；左淨化腔7和右淨化腔8由隔板9隔開；兩個淨化腔的結構相同，從上至下依次為雜質過濾腔2，催化劑腔3和出氣管4；雜質過濾腔內設有濾網10，雜質排出口11和通風口12，催化劑腔3中裝有催化劑13；所述雜質過濾腔2的通風口12通過通風管道14與空氣泵15相連，空氣泵15固定在左淨化腔7和右淨化腔8中間的支撐架16上。

進一步的，所述進氣管內層5的熱電材料的熱端直接與尾氣接觸，冷端與冷卻層接觸，冷卻層內部充滿冷卻液；所述進氣管1的末端有分支，分支成左淨化腔進氣管和右淨化腔進氣管，左淨化腔進氣管上裝設有第一電磁閥17，右淨化腔進氣管上裝設有第二電磁閥18。

進一步的，所述進氣管內層5通過導線與蓄電池連接，汽車尾氣的熱能通過進氣管內層5的熱電材料轉化成電能存儲在蓄電池中。

進一步的，所述雜質過濾腔2中的濾網10傾斜3至10度設置，傾斜方向朝向雜質排出口11；所述雜質排出口11上設置有電磁閥，左雜質排出口上的電磁閥為第三電磁閥19，右雜質排出口上的電磁閥為第四電磁閥20；在雜質排出口11相對的方向設置有通風口12，通風口12設在低於濾網3～10mm處。

進一步的，所述通風管道14成T形結構，由橫管和豎管構成，橫管的左端連接左通風口，右端連接右通風口；橫管的左端上安裝有第五電磁閥21，右端上安裝有第六電磁閥22；豎管的上端與橫管連通，下端與空氣泵15連接。

一所述的雙腔式汽車尾氣處理裝置的控制系統，所述控制系統包括MCU、進氣管汽車尾氣檢測模塊、空氣泵控制模塊，4個氣體流量檢測模塊和6個電磁閥控制模塊；所述進氣管汽車尾氣檢測模塊和4個氣體流量檢測模塊作為MCU的輸入信號連接在MCU上；空氣泵控制模塊和6個電磁閥控制模塊連接在MCU上，接收MCU的控制信號；

所述4個氣體流量檢測模塊，分別為第一氣體流量檢測模塊，安裝在左雜質過濾腔的進氣口處，用於檢測左淨化腔內未被濾網過濾前汽車尾氣的流量，將檢測到的信號以模擬量的形式發送給MCU；第二氣體流量檢測模塊，安裝在左催化劑腔的進口處，用於檢測左淨化腔內經濾網過濾後汽車尾氣的流量，將檢測到的信號以模擬量的形式發送給MCU；第三氣體流量檢測模塊，安裝在右雜質過濾腔的進氣口處，用於檢測右淨化腔內未被濾網過濾前汽車的流量，將檢測到的信號以模擬量的形式發送給MCU；第四氣體流量檢測模塊，安裝在右催化劑腔的進口處，用於檢測右淨化腔內經濾網過濾後汽車尾氣的流量，將檢測到的信號以模擬量的形式發送給MCU；

所述6個電磁閥控制模塊，分別為第一電磁閥控制模塊、第二電磁閥控制模塊、第三電磁閥控制模塊、第四電磁閥控制模塊、第五電磁閥控制模塊和第六電磁閥控制模塊，接收MCU的控制信號後分別控制對應的第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥、第五電磁閥和第六電磁閥的開啟和閉合；

所述空氣泵控制模塊接收MCU的控制信號後控制空氣泵的啟停。

所述進氣管汽車尾氣檢測模塊安裝在進氣管處用於檢測是否有汽車尾氣進入進氣管，將檢測到的信號以數字量的形式發送給MCU。

進一步的，所述電源模塊為控制系統、每個電磁閥和每個空氣泵供，電源模塊由第一電源和第二電源組成，所述第一電源為汽車電池；所述第二電源為汽車尾氣通過進氣管內層的熱電材料轉換後存儲在蓄電池中的電能。

一種雙腔式汽車尾氣處理裝置的控制系統的控制方法，其特徵是，所述控制系統的控制方法包括以下步驟：

(1)汽車啟動前，所有電磁閥處於關閉狀態；

(2)當進氣管汽車尾氣檢測模塊檢測到有汽車尾氣進入進氣管1後，進氣管汽車尾氣檢測模塊將檢測到的信號以數字量的形式發送給MCU，MCU發送控制信號給第一電磁閥控制模塊控制第一電磁閥17打開，從而使汽車尾氣進入左淨化腔；汽車尾氣經左淨化腔的左雜質過濾腔，左催化劑腔將尾氣淨化後通過左排氣管排出；

(3)第一氣體流量檢測模塊檢測左淨化腔內未被濾網過濾前汽車尾氣的流量將檢測到的氣體流量值Q1，以模擬量的形式發送給MCU；第二氣體流量檢測模塊檢測左淨化腔內經濾網過濾後汽車尾氣的流量將檢測到的氣體流量值Q2發送給MCU；

(4)MCU將檢測到的氣體流量值Q1和Q2進行求差，其差值為△Q1，MCU將求得的差值△Q1與MCU中設定好的差值△Q進行比較，若△Q1>△Q,則表示濾網出現堵塞；若△Q1≤△Q，則表示濾網沒有堵塞；

(5)若△Q1>△Q，則MCU發出控制信號給第一電磁閥控制模塊控制第一電磁閥17關閉，MCU發出控制信號給第二電磁閥控制模塊控制第二電磁閥18開啟，讓汽車尾氣通過右淨化腔淨化；同時MCU還發送控制信號給第三電磁閥控制模塊和第五電磁閥控制模塊分別控制第三電磁閥和第五電磁閥開啟；

(6)當第三電磁閥19和第五電磁閥21開啟後，MCU發出控制信號給空氣泵控制模塊控制空氣泵15啟動，空氣泵15吸入空氣後，將空氣通過通風管道吹向濾網，從而將堵塞濾網的雜質通過左雜質排出口排出；

(7)空氣泵15啟動15～25min後，MCU發出控制信號給第三電磁閥控制模塊和第五電磁閥控制模塊分別控制第三電磁閥和第五電磁閥關閉；同時MCU發出控制信號給空氣泵控制模塊控制空氣泵15停止；

(8)第三氣體流量檢測模塊檢測右淨化腔內未被濾網過濾前汽車尾氣的流量將檢測到的氣體流量值Q3，以模擬量的形式發送給MCU；第四氣體流量檢測模塊檢測右淨化腔內經濾網過濾後汽車尾氣的流量將檢測到的氣體流量值Q4發送給MCU；

(9)MCU將檢測到的氣體流量值Q3和Q4進行求差，其差值為△Q2，MCU將求得的差值△Q2與MCU中設定好的差值△Q進行比較，若△Q2>△Q,則表示濾網出現堵塞；若△Q2≤△Q，則表示濾網沒有堵塞；

(10)若△Q2>△Q，則MCU發出控制信號給第二電磁閥控制模塊控制第二電磁閥關閉18，MCU發出控制信號給第一電磁閥控制模塊控制第一電磁閥17開啟，讓汽車尾氣通過左淨化腔淨化；同時MCU還發送控制信號給第四電磁閥控制模塊和第六電磁閥控制模塊分別控制第四電磁閥和第六電磁閥開啟；

(11)當第四電磁閥20和第六電磁閥22開啟後，MCU發出控制信號給空氣泵控制模塊控制空氣泵15啟動，空氣泵15吸入空氣後，將空氣通過通風管道吹向濾網，從而將堵塞濾網的雜質通過右雜質排出口排出；

(12)空氣泵啟動15～25min後，MCU發出控制信號給第四電磁閥控制模塊和第六電磁閥控制模塊分別控制第四電磁閥和第六電磁閥關閉；同時MCU發出控制信號給空氣泵控制模塊控制空氣泵15停止。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。