CN110486123A - 一种周向分布式的高温尾气冷却装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种周向分布式的高温尾气冷却装置，主要包括排气主管，排气旁通管，散热片，三元催化转化器，第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、主管控制阀、旁通管控制阀。所述排气旁通管沿所述排气主管轴线方向周向分布。所述散热片沿所述排气旁通管轴线方向周向分布。所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器共同作用实现对尾气温度的三级监测。该装置用控制流量的方式实现对高温尾气的冷却，有效保证三元催化转化器的工作效率。

Description

一种周向分布式的高温尾气冷却装置
技术领域
本发明属于汽车尾气排放领域，具体涉及一种周向分布式的高温尾气处理装置。
背景技术
安装在汽车发动机排气管上的三元催化转换器，是汽车尾气净化处理的重要装置，它能够将发动机尾气中的CO、HC和NOX等有害气体处理成CO2、H2O和N2等无害气体，以减小尾气对大气的污染。
通过分析三元催化转化器的工作原理，可以发现，三元催化转化器在处理尾气时需要完成氧化和还原两个化学反应工程。常温下三元催化转化器不具备催化能力，其催化剂必须加热到一定温度才具有氧化或还原的能力，通常三元催化转化器正常工作温度在400-800℃。但如果发生发动机点火时间过迟或点火次序错乱、断火等情况，将导致未燃烧的混合气进入三元催化转化器，造成排气温度过高。当尾气温度超过1000℃时，三元催化转化器内涂层的催化剂就会烧结坏死，影响催化转化器的效能，同时也极易发生车辆自燃事故。因此通过散热片，利用车辆行驶过程中的自然风对高温尾气进行冷却后再进入三元催化器可以降低尾气温度，提高三元催化转化器的工作效率。
发明内容
本发明公开一种周向分布式的高温尾气冷却装置，主要包括进气口，第一温度传感器，散热片，排气旁通管，排气主管，第二温度传感器，三元催化转化器，第三温度传感器，排气口，主管控制阀，旁通管控制阀。为方便排气管布置，若干所述排气旁通管沿所述排气主管轴线方向周向分布，若干所述散热片沿所述排气旁通管轴线方向周向分布，所述散热片与所述排气旁通管相连，利用车辆行驶过程中的自然风对散热片进行冷却。所述排气旁通管所能通过的总流量大于所述排气主管所能通过的流量，减小截面突变对管内压力的影响。所述第一温度传感器安装在所述排气主管与所述排气旁通管分流点前端，所述第二温度传感器安装在所述排气主管与所述排气旁通管汇合点与所述三元催化转化器之间，所述第三温度传感器安装在所述三元催化转化器后端，实现对尾气温度的三级监测。通过判断所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器检测到的温度值的大小控制所述主管控制阀和所述旁通管控制阀的开度，用控制流量的方式实现对高温尾气的冷却。
当所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器检测到的温度值中任意一个超过阈值时，所述主管控制阀和所述旁通管控制阀工作。温度越高，所述主管控制阀的开度越小，所述旁通管控制阀的开度越大。高温尾气进入所述排气旁通管，利用所述散热片以及车辆行驶过程中的自然风带走尾气中的热量，对高温尾气进行冷却，降低进入所述三元催化转化器的尾气温度，减少高温对所述三元催化转化器性能的影响。当所述第二温度传感器检测到的尾气温度超过阈值时，发出尾气高温报警，停车检修。当所述第三温度传感器检测到的尾气温度超过阈值或所述第二温度传感器检测到的尾气温度与所述第三温度传感器检测到的尾气温度的差值超过预定范围时，发出三元催化转化器故障报警，停车检修。
本发明适用于不同车型的尾气排放***。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明的正面结构示意图。
图3是图2中A-A剖面的结构示意图。
图中：1、进气口，2、第一温度传感器，3、散热片，4、排气旁通管，5、排气主管，6、第二温度传感器，7、三元催化转化器，8、第三温度传感器，9、排气口，10、主管控制阀，11、旁通管控制阀。
具体实施方式
如附图1、图2、图3所示，是一种基于热管的高温尾气冷却装置的实施例，主要包括进气口1，第一温度传感器2，散热片3，排气旁通管4，排气主管5，第二温度传感器6，三元催化转化器7，第三温度传感器8，排气口9，主管控制阀10，旁通管控制阀11。若干所述排气旁通管沿所述排气主管轴线方向周向分布，若干所述散热片沿所述排气旁通管轴线方向周向分布，所述散热片与所述排气旁通管相连，利用车辆行驶过程中的自然风对散热片进行冷却。所述排气旁通管所能通过的总流量大于所述排气主管所能通过的流量。所述第一温度传感器安装在所述排气主管与所述排气旁通管分流点前端，所述第二温度传感器安装在所述排气主管与所述排气旁通管汇合点与所述三元催化转化器之间，所述第三温度传感器安装在所述三元催化转化器后端，实现对尾气温度的三级监测。通过判断所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器检测到的温度值的高低控制所述主管控制阀和所述旁通管控制阀的开度，用控制流量的方式实现对高温尾气的冷却。
所述装置利用三个所述温度传感器检测尾气温度，并将信号发送至ECU。所述第一温度传感器检测到的尾气温度为T1、所述第一温度传感器检测到的尾气温度为T2、所述第一温度传感器检测到的尾气温度为T3。发动机尾气从所述进气口流入排气主管，当T1、T2、T3中任意一个值超过阈值时，ECU向所述主管控制阀和所述旁通管控制阀发出指令，所述主管控制阀和所述旁通管控制阀工作。温度越高，所述主管控制阀的开度越小，所述旁通管控制阀的开度越大；反之，温度越低，所述主管控制阀的开度越大，所述旁通管控制阀的开度越小。高温尾气流入所述排气旁通管。车辆行驶过程中的自然风吹过所述散热片带走尾气中的热量，对高温尾气进行冷却，降低进入三元催化转化器的尾气温度，减少高温对三元催化转化器性能的影响。最后尾气从所述排气口进入消音器，排到大气中。
当T2超过预定阈值时，ECU发出报警。判断此时存在两种情况。一方面可能是所述进气口处尾气温度过高，超出散热限值，需立即检修发动机是否出现了严重故障。另一方面可能是所述散热片散热性能降低，尾气中的热量散失较少。
当T3超过预定阈值时，ECU发出报警。判断为三元催化转化器故障。
当T2与T3的差值超过预定范围时，发出三元催化转化器故障报警。
本装置在实际使用时，根据实际布置空间情况，所述散热片的片数、长度、宽度可做调整。
本实施例采用了八根排气旁通管，排气旁通管根数、直径、长度、角度可以根据具体车辆的不同和三元催化转化器工作性能的不同而不同，这些都在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种周向分布式的高温尾气冷却装置，其特征在于：主要包括1、进气口，2、第一温度传感器，3、散热片，4、排气旁通管，5、排气主管，6、第二温度传感器，7、三元催化转化器，8、第三温度传感器，9、排气口，10、主管控制阀，11、旁通管控制阀。
2.根据权利要求1所述的一种周向分布式的高温尾气冷却装置，其特征在于：为了方便排气管布置，所述排气旁通管沿所述排气主管轴线方向周向分布。
3.根据权利要求1所述的一种周向分布式的高温尾气冷却装置，其特征在于：所述排气旁通管与所述主管不限于平行、直线排列状态，所述排气旁通管个数、直径、弯曲状态可以根据具体车辆的不同和三元催化转化器工作性能的不同而不同。
4.根据权利要求1所述的一种周向分布式的高温尾气冷却装置，其特征在于：所述散热片沿所述排气旁通管轴线方向周向分布，所述散热片与所述排气旁通管相连，利用车辆行驶过程中的自然风对散热片进行冷却。
5.根据权利要求1所述的一种周向分布式的高温尾气冷却装置，其特征在于：所述散热片的片数、长度、宽度可根据车辆实际布置空间的需要而改变。
6.根据权利要求1所述的一种周向分布式的高温尾气冷却装置，其特征在于：所述排气旁通管所能通过的总流量大于所述排气主管所能通过的流量，减小截面突变对管内压力的影响。
7.根据权利要求1所述的一种周向分布式的高温尾气冷却装置，其特征在于：包括三个温度传感器，所述第一温度传感器安装在所述排气主管与所述排气旁通管分流点前端，所述第二温度传感器安装在所述排气主管与所述排气旁通管汇合点与所述三元催化转化器之间，所述第三温度传感器安装在所述三元催化转化器后端，实现对尾气温度的三级监测。
8.根据权利要求1所述的一种周向分布式的高温尾气冷却装置，其特征在于：所述排气主管中安装一个所述主管控制阀，每根所述排气旁通管中均安装一个所述旁通管控制阀，通过所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器检测到的温度值大小控制所述主管控制阀和所述旁通管控制阀的开度，用控制流量的方式实现对高温尾气的冷却。
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