CN116335809A - 一种增程式汽车排气***及增程式汽车 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种增程式汽车排气***及增程式汽车。包括第一连接组件、排气***中段总成和控制装置，本申请设计有第一连接组件，其输入端连接有排气***前段总成的输出端；第一连接组件具有第一状态和第二状态，第一状态下，第一连接组件的输入端与第一输出端相连通；第二状态下，第一连接组件的输入端与第二输出端相连通；排气***中段总成包括第一排气支路和第二排气支路，第一排气支路的输入端与第一输出端相连通；第二排气支路的输入端与第二输出端相连通；第一排气支路和第二排气支路的输出端共同连接有排气***后段总成；第二排气支路串联有颗粒捕集装置；控制装置，控制装置用于根据发动机工况，切换排气连接组件处于第一状态或第二状态。

Description

一种增程式汽车排气***及增程式汽车
技术领域
本公开涉及增程式汽车排气技术领域，具体涉及一种增程式汽车排气***及增程式汽车。
背景技术
增程式混动汽车在动力电池电量充足时，由动力电池驱动电机，提供整车驱动功率需求，此时发动机不参与工作；当动力电池电量消耗到一定程度时，发动机启动发电，为动力电池充电或直接供电给驱动电机；当动力电池充电到一定电量时，发动机又停止工作。如此发动机存在频繁启动的情况，发动机冷启动时气态和颗粒污染物排放较多，会导致排放超标；为控制颗粒物排气***会在三元催化转化器后连接颗粒捕集器进行颗粒捕收集，增加颗粒捕集器后会导致排气***背压增大影响增程器所有工况的效率。故针对发动机频繁冷启动颗粒物排放较多，同时发动机预热后，颗粒物排放较少，却因排气***背压高，影响发动机效率的情况，提出了本发明。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种减小排气***中所有工况情况下背压过高现象的增程式汽车排气***及增程式汽车。
第一方面，一种增程式汽车排气***，包括：
第一连接组件，所述第一连接组件的输入端连接有排气***前段总成的输出端；所述第一连接组件具有第一输出端和第二输出端；所述第一连接组件具有第一状态和第二状态，第一状态下，所述第一连接组件的输入端与第一输出端相连通；第二状态下，所述第一连接组件的输入端与第二输出端相连通；
排气***中段总成，所述排气***中段总成包括第一排气支路和第二排气支路，所述第一排气支路的输入端与所述第一输出端相连通；所述第二排气支路的输入端与所述第二输出端相连通；所述第一排气支路的输出端和所述第二排气支路的输出端共同连接有排气***后段总成；所述第二排气支路上串联有颗粒捕集装置；
控制装置，所述控制装置配置用于根据发动机工况，切换排气连接组件处于第一状态或第二状态。
根据本申请实施例提供的技术方案，还包括：
第二连接组件，所述第二连接组件具有第一输入端和第二输入端；所述第一输入端与所述第一排气支路的输出端相连接；所述第二输入端与所述第二排气支路的输出端相连接；所述第二连接组件的输出端与排气***后段总成相连接。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述排气***前段总成包括依次连接且连通的三元催化转化器和波纹管总成。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述颗粒捕集装置的输入端设有温度传感器。
根据本申请实施例提供的技术方案，还包括：压差传感器，所述压差传感器的输入端连接有第一连接管，所述压差传感器的输出端连接有第二连接管，所述第一连接管的自由端与所述颗粒捕集装置的输入端连接，所述第二连接管的自由端与所述颗粒捕集装置的输出端连接。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述控制装置包括：
第一采集模块，所述第一采集模块配置用于采集车身周围环境温度；
第一处理模块，所述第一处理模块配置用于判断所述车身周围环境温度大于或等于第一预设温度阈值，切换所述第一连接件至第一状态。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述控制装置还包括：
第二采集模块，所述第二采集模块配置用于采集发动机水温温度；
第二处理模块，所述第二处理模块配置用于判断所述车身周围环境温度大于或等于第一预设温度阈值，且所述发动机水温温度小于第二预设温度阈值时，切换所述第一连接组件至第二状态。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述控制装置还包括：
第三处理模块，所述第三处理模块配置用于判断所述车身周围环境温度大于或等于第一预设温度阈值，且所述发动机水温温度大于或等于第二预设温度阈值时，切换所述第一连接组件至第一状态。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述控制装置还包括：
第三采集模块，所述第三采集模块配置用于采集所述颗粒捕集装置输入端与输出端的压差；
第四处理模块，所述第四处理模块配置用于判断所述颗粒捕集装置输入端与输出端的压差大于或等于第一预设压差阈值，且所述颗粒捕集装置输入端与输出端的压差小于第二预设压差阈值时，发出第一警报信号；
第五处理模块，所述第五处理模块配置用于判断所述颗粒捕集装置输入端与输出端的压差大于或等于第二预设压差阈值时，发出第二警报信号。
第二方面，一种增程式汽车，包括：上述任一项所述的增程式汽车排气***。
综上所述，本技术方案具体地公开了一种增程式汽车排气***及增程式汽车，本申请设计有第一连接组件，第一连接组件的输入端连接有排气***前段总成的输出端；排气***前段总成用于净化汽车尾气中的碳氢化合物、一氧化碳及氮氧化合物三种污染物，第一连接组件具有第一输出端和第二输出端；第一连接组件具有第一状态和第二状态，第一状态下，第一连接组件的输入端与第一输出端相连通；第二状态下，第一连接组件的输入端与第二输出端相连通；排气***中段总成，排气***中段总成包括第一排气支路和第二排气支路，第一排气支路的输入端与第一输出端相连通；第二排气支路的输入端与第二输出端相连通；第一排气支路的输出端和第二排气支路的输出端共同连接有排气***后段总成；第二排气支路上串联有颗粒捕集装置；控制装置，控制装置配置用于根据发动机工况，切换排气连接组件处于第一状态或第二状态；
在汽车上电时，控制装置控制切换至第一状态，第一连接组件接通第一排气支路，并关闭第二排气支路，因此时环境温度高，发动机启动时燃烧比较完全，排放的汽车尾气中的颗粒物也比较少，所以不需要颗粒捕集装置进行颗粒物捕集；
汽车处于启动或者变速状态时，控制装置控制切换至第二状态，第一连接组件接通第二排气支路，并关闭第一排气支路，因此时发动机水温较低，发动机工作产生的颗粒物较多，需接通第二排气支路，通过颗粒捕集装置进行颗粒物捕集；
汽车行驶趋于稳定运行时，控制装置控制切换至第一状态，第一连接组件接通第一排气支路，并关闭第二排气支路，此时发动机水温较高，汽车行驶趋于稳定运行，发动机工作产生的颗粒物较少，不需要颗粒捕集装置进行颗粒物捕集，所以接通单管的第一排气支路。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为一种增程式汽车排气***结构示意图。
图2为一种增程式汽车排气***控制装置第一种结构示意图。
图3为一种增程式汽车排气***控制装置第二种结构示意图。
图4为一种增程式汽车排气***控制装置第三种结构示意图。
图5为一种增程式汽车排气***控制装置第四种结构示意图。
图中标号：1、第一连接组件；2、排气***前段总成；3、排气***中段总成；4、第一排气支路；5、第二排气支路；6、排气***后段总成；7、颗粒捕集装置；8、第二连接组件；9、三元催化转化器；10、波纹管总成；11、温度传感器；12、压差传感器；13、第一连接管；14、第二连接管；100、第一采集模块；200、第一处理模块；300、第二采集模块；400、第二处理模块；500、第三处理模块；600、第三采集模块；700、第四处理模块；800、第五处理模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
实施例一
请参考图1所示的本申请提供的一种增程式汽车排气***，包括：
第一连接组件1，第一连接组件1的输入端连接有排气***前段总成2的输出端；第一连接组件1具有第一输出端和第二输出端；第一连接组件1具有第一状态和第二状态，第一状态下，第一连接组件1的输入端与第一输出端相连通；第二状态下，第一连接组件1的输入端与第二输出端相连通；
排气***中段总成3，排气***中段总成3包括第一排气支路4和第二排气支路5，第一排气支路4的输入端与第一输出端相连通；第二排气支路5的输入端与第二输出端相连通；第一排气支路4的输出端和第二排气支路5的输出端共同连接有排气***后段总成6；第二排气支路5上串联有颗粒捕集装置7；
控制装置，控制装置配置用于根据发动机工况，切换排气连接组件处于第一状态或第二状态。
在本实施例中，第一连接组件1，其具有输入端、第一输出端和第二输出端；
进一步的，第一连接组件1的类型，例如为三通电控阀门；
进一步的，第一连接组件1通过CAN线与控制装置电连接；
排气***前段总成2，其用于净化汽车尾气中的碳氢化合物、一氧化碳及氮氧化合物三种污染物；
第一连接组件1的输入端连接有排气***前段总成2的输出端；第一连接组件1具有第一状态和第二状态，第一状态下，第一连接组件1的输入端与第一输出端相连通；第二状态下，第一连接组件1的输入端与第二输出端相连通；
排气***中段总成3，其用于输送净化后的汽车尾气；
具体的，排气***中段总成3包括第一排气支路4和第二排气支路5；
第一排气支路4，其用于在第一状态时，输送净化后的汽车尾气；
第二排气支路5，其用于在第二状态时，输送净化后的汽车尾气，并过滤掉汽车尾气中的颗粒物；
第一排气支路4的输入端与第一输出端相连通；第二排气支路5的输入端与第二输出端相连通；
排气***后段总成6，其用于输送净化后的汽车尾气气体；
进一步的，排气***后段总成6的输入端与第一排气支路4的输出端和第二排气支路5的输出端连接；
颗粒捕集装置7，其串联设于第二排气支路5上，用于捕集净化后的汽车尾气中的颗粒物；
控制装置，控制装置配置用于根据发动机工况，切换排气连接组件处于第一状态或第二状态。
如图1所示，第二连接组件8，其用于将第一排气支路4和第二排气支路5与排气***后段总成6连通；
具体的，第二连接组件8具有第一输入端和第二输入端；
第一输入端与第一排气支路4的输出端相连接；第二输入端与第二排气支路5的输出端相连接；第二连接组件8的输出端与排气***后段总成6相连接。
如图1所示，具体的，排气***前段总成2包括依次连接且连通的三元催化转化器9和波纹管总成10；
三元催化转化器9，其用于净化汽车尾气中的碳氢化合物、一氧化碳及氮氧化合物三种污染物，并通过氧化和还原作用将其转变为无害的水蒸气H2O、二氧化碳CO2和氮气N2，主要的反应公式如下：
氧化反应：CO+1/2O2→CO2；
4HC+5O2→2H2O+4CO2；
还原反应：NO+CO→1/2N2+CO2；
4HC+10NO→5N2+2H2O+4CO2；
进一步的，只有采用理论空燃比的可燃混合气燃烧，也就是过量空气系数为1时，三元催化转化器9才能同时对三种污染物具有较高的净化效率，这是因为NOx在催化剂的作用下还原为N2需要HC和CO等作为还原剂，当空气过量时，HC和CO等还原剂首先与氧发生氧化反应，NOx的还原反应就不能进行；当空气不足时，HC和CO则不能被完全氧化；
进一步的，三元催化转化器9的筒体包括前端盖、前级筒体、后级筒体和后端盖；前端盖的一端与进气管连接，另一端与前级筒体连接；前级筒体远离前端盖的一端与后级筒体连接；后级筒体远离前级筒体的一端与后端盖连接；后端盖远离后级筒体的一端与波纹管总成10连接；
进一步的，前端盖与进气管连接的端口半径小于前端盖与前级筒体连接的端口半径；后端盖与波纹管总成10连接的端口半径小于后端盖与后级筒体连接的端口半径；
进一步的，前级筒体的***半径小于后级筒体的***半径；
波纹管总成10，其为用可折叠皱纹片沿折叠伸缩方向连接成的管状弹性敏感元件，用于在工作时，在内部压力的作用下沿管子长度方向伸长，使活动端产生与压力成一定关系的位移。
如图1所示，温度传感器11，其设于颗粒捕集装置7的输入端，用于检测净化后的汽车尾气的温度；
进一步的，温度传感器11通过CAN线与控制装置电连接，控制装置通过CAN线实时检测净化后的汽车尾气的温度。
如图1所示，压差传感器12，其用于测量颗粒捕集装置7输入端和输出端的压差；
第一连接管13，其一端与压差传感器12的输入端连接，另一端与颗粒捕集装置7的输入端连接，用于将净化后的汽车尾气输送进颗粒捕集装置7；
第二连接管14，其一端与压差传感器12的输出端连接，另一端与颗粒捕集装置7的输出端连接，用于将净化后的汽车尾气输送出颗粒捕集装置7。
如图2所示，控制装置包括：
第一采集模块100，第一采集模块100配置用于采集车身周围环境温度；
第一处理模块200，第一处理模块200配置用于判断车身周围环境温度大于或等于第一预设温度阈值，切换第一连接件至第一状态；
在车辆上电时，首先通过第一采集模块100采集车身周围环境温度，第一处理模块200判断车身周围环境温度大于或等于第一预设温度阈值时，切换第一连接件至第一状态，第一连接组件1接通第一排气支路4，并关闭第二排气支路5，此时因环境温度高，发动机启动时燃烧比较完全，排放的汽车尾气中的颗粒物也比较少，所以不需要颗粒捕集装置7进行颗粒物捕集；
进一步的，第一预设温度阈值为30℃；
进一步的，通过第一采集模块100采集车身周围环境温度，第一处理模块200判断车身周围环境温度小于第一预设温度阈值时，继续实时采集车身周围环境温度。
如图3所示，控制装置还包括：
第二采集模块300，第二采集模块300配置用于采集发动机水温温度；
第二处理模块400，第二处理模块400配置用于判断车身周围环境温度大于或等于第一预设温度阈值，且发动机水温温度小于第二预设温度阈值时，切换第一连接组件1至第二状态；
在车辆上电时，首先通过第一采集模块100采集车身周围环境温度，通过第二采集模块300采集发动机水温温度，第二处理模块400判断车身周围环境温度大于或等于第一预设温度阈值，且发动机水温温度小于第二预设温度阈值时，切换第一连接组件1至第二状态，第一连接组件1接通第二排气支路5，并关闭第一排气支路4，此时发动机水温较低，汽车处于启动或者变速状态，发动机工作产生的颗粒物较多，需接通第二排气支路5，通过颗粒捕集装置7进行颗粒物捕集；
进一步的，第二预设温度阈值为70℃。
如图4所示，控制装置还包括：
第三处理模块500，第三处理模块500配置用于判断车身周围环境温度大于或等于第一预设温度阈值，且发动机水温温度大于或等于第二预设温度阈值时，切换第一连接组件1至第一状态；
在车辆上电时，首先通过第一采集模块100采集车身周围环境温度，通过第二采集模块300采集发动机水温温度，第三处理模块500判断车身周围环境温度大于或等于第一预设温度阈值，且发动机水温温度大于或等于第二预设温度阈值时，切换第一连接组件1至第一状态，第一连接组件1接通第一排气支路4，并关闭第二排气支路5，此时发动机水温较高，汽车行驶趋于稳定运行，发动机工作产生的颗粒物较少，不需要颗粒捕集装置7进行颗粒物捕集，所以接通单管的第一排气支路4。
如图5所示，控制装置还包括：
第三采集模块600，第三采集模块600配置用于采集颗粒捕集装置7输入端与输出端的压差；
进一步的，第三采集模块600通过CAN线采集粒捕集装置7输入端与输出端的压差；
第四处理模块700，第四处理模块700配置用于判断颗粒捕集装置7输入端与输出端的压差大于或等于第一预设压差阈值，且颗粒捕集装置7输入端与输出端的压差小于第二预设压差阈值时，发出第一警报信号；
进一步的，当颗粒捕集装置7输入端与输出端的压差为第一预设压差阈值，颗粒捕集装置7中颗粒物的重量为5g；
进一步的，当发出第一警报信号时，可通过在高速上高速运行，排气***中排出的高温尾气燃烧颗粒捕集装置7中的颗粒物，来清理颗粒捕集装置7中颗粒物；
第五处理模块800，第五处理模块800配置用于判断颗粒捕集装置7输入端与输出端的压差大于或等于第二预设压差阈值时，发出第二警报信号；
进一步的，当颗粒捕集装置7输入端与输出端的压差为第二预设压差阈值，颗粒捕集装置7中颗粒物的重量为7g；
进一步的，当发出第二警报信号时，通过停车更换颗粒捕集装置7；
通过第三采集模块600通过CAN线实时采集颗粒捕集装置7输入端与输出端的压差，第四处理模块700判断颗粒捕集装置7输入端与输出端的压差大于或等于第一预设压差阈值，且颗粒捕集装置7输入端与输出端的压差小于第二预设压差阈值时，发出第一警报信号，此时可通过长时间高速稳定的运行，使颗粒捕集装置7中的颗粒物在高温下燃烧实现再生处理；第五处理模块800判断颗粒捕集装置7输入端与输出端的压差大于或等于第二预设压差阈值时，发出第二警报信号，此时可通过停车更换颗粒捕集装置7实现驻车再生。
实施例二
本申请提供的一种增程式汽车，包括：实施例一任一项所述的增程式汽车排气***；
进一步的，汽车排气***主要是排放发动机工作所排出的废气，同时使排出的废气污染减小；
进一步的，增程式汽车为纯电动汽车基础上，增加一个内燃机给动力电池充电或直接驱动电机增加续航里程，从而克服纯电动汽车行驶里程短的电动汽车；
通常情况下，增程式汽车的动力电池存储有足够的电量，这时驱动电机的动力来源主要是动力电池，在一定的行驶时间范围内，汽车的形式特性与纯电动汽车相同，真正实现了零油耗，零污染，零排放；
增程式汽车动力***主要由四部分组成：动力电池***、动力驱动***、增程器和整车控制***；动力电池***为电机驱动***提供动力的同时，也为增程器发动机的启动提供反拖电流；驱动***为车辆提供动力输出，由电机控制器接受整车控制器的命令控制车辆行驶，小排量的发动机和与之直接相连的发动机组成增程器，通过将发电机的交流电整流成与动力电池电压相匹配的直流给动力电池充电。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种增程式汽车排气***，其特征在于，包括：
第一连接组件(1)，所述第一连接组件(1)的输入端连接有排气***前段总成(2)的输出端；所述第一连接组件(1)具有第一输出端和第二输出端；所述第一连接组件(1)具有第一状态和第二状态，第一状态下，所述第一连接组件(1)的输入端与第一输出端相连通；第二状态下，所述第一连接组件(1)的输入端与第二输出端相连通；
排气***中段总成(3)，所述排气***中段总成(3)包括第一排气支路(4)和第二排气支路(5)，所述第一排气支路(4)的输入端与所述第一输出端相连通；所述第二排气支路(5)的输入端与所述第二输出端相连通；所述第一排气支路(4)的输出端和所述第二排气支路(5)的输出端共同连接有排气***后段总成(6)；所述第二排气支路(5)上串联有颗粒捕集装置(7)；
控制装置，所述控制装置配置用于根据发动机工况，切换排气连接组件处于第一状态或第二状态。
2.根据权利要求2所述的一种增程式汽车排气***，其特征在于，还包括：
第二连接组件(8)，所述第二连接组件(8)具有第一输入端和第二输入端；所述第一输入端与所述第一排气支路(4)的输出端相连接；所述第二输入端与所述第二排气支路(5)的输出端相连接；所述第二连接组件(8)的输出端与排气***后段总成(6)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种增程式汽车排气***，其特征在于：所述排气***前段总成(2)包括依次连接且连通的三元催化转化器(9)和波纹管总成(10)。
4.根据权利要求1所述的一种增程式汽车排气***，其特征在于：所述颗粒捕集装置(7)的输入端设有温度传感器(11)。
5.根据权利要求1所述的一种增程式汽车排气***，其特征在于，还包括：压差传感器(12)，所述压差传感器(12)的输入端连接有第一连接管(13)，所述压差传感器(12)的输出端连接有第二连接管(14)，所述第一连接管(13)的自由端与所述颗粒捕集装置(7)的输入端连接，所述第二连接管(14)的自由端与所述颗粒捕集装置(7)的输出端连接。
6.根据权利要求1所述的一种增程式汽车排气***，其特征在于，所述控制装置包括：
第一采集模块，所述第一采集模块配置用于采集车身周围环境温度；
第一处理模块，所述第一处理模块配置用于判断所述车身周围环境温度大于或等于第一预设温度阈值，切换所述第一连接件至第一状态。
7.根据权利要求6所述的一种增程式汽车排气***，其特征在于，所述控制装置还包括：
第二采集模块，所述第二采集模块配置用于采集发动机水温温度；
第二处理模块，所述第二处理模块配置用于判断所述车身周围环境温度大于或等于第一预设温度阈值，且所述发动机水温温度小于第二预设温度阈值时，切换所述第一连接组件(1)至第二状态。
8.根据权利要求7所述的一种增程式汽车排气***，其特征在于，所述控制装置还包括：
第三处理模块，所述第三处理模块配置用于判断所述车身周围环境温度大于或等于第一预设温度阈值，且所述发动机水温温度大于或等于第二预设温度阈值时，切换所述第一连接组件(1)至第一状态。
9.根据权利要求8所述的一种增程式汽车排气***，其特征在于，所述控制装置还包括：
第三采集模块，所述第三采集模块配置用于采集所述颗粒捕集装置(7)输入端与输出端的压差；
第四处理模块，所述第四处理模块配置用于判断所述颗粒捕集装置(7)输入端与输出端的压差大于或等于第一预设压差阈值，且所述颗粒捕集装置(7)输入端与输出端的压差小于第二预设压差阈值时，发出第一警报信号；
第五处理模块，所述第五处理模块配置用于判断所述颗粒捕集装置(7)输入端与输出端的压差大于或等于第二预设压差阈值时，发出第二警报信号。
10.一种增程式汽车，其特征在于，包括：权利要求1-9任一项所述的增程式汽车排气***。
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