本實用新型涉及車輛自動控制揚(yáng)塵處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種車用自調(diào)式高效揚(yáng)塵處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

由于我國車輛的普及速度和基礎(chǔ)建設(shè)的完善速度不匹配，導(dǎo)致了道路揚(yáng)塵污染問題日益加劇。根據(jù)我國相關(guān)部門公布的檢測結(jié)果，過多的可吸入顆粒物沉淀會損壞肺部呼吸氧氣的能力，使肺泡中巨噬細(xì)胞的吞噬功能和生存能力下降，導(dǎo)致肺部排除污染物的能力下降?？晌腩w粒上附著多環(huán)芳烴，由于多環(huán)芳烴具有致癌、致突變、致殘作用，因此對人體健康危害極大。其中代表物苯并芘是最具有致癌性的物質(zhì)，能誘發(fā)皮膚癌、肺癌和胃癌。

不斷加劇的大氣顆粒物污染問題引起了各國政府和學(xué)界人士的高度關(guān)注。其中最迫切需要解決的，同時也是最棘手的便是機(jī)動車揚(yáng)塵治理問題。各國政府組織開展了大量的技術(shù)攻關(guān)，建構(gòu)了一大批機(jī)動車揚(yáng)塵分析方法和治理方案，有力地支撐和引領(lǐng)了大氣污染治理工作。大批研究人員奮力攻關(guān)，通過對機(jī)動車尾部的流場進(jìn)行動力學(xué)分析，依據(jù)兩相流體動力學(xué)理論和變徑脈沖氣流分選技術(shù)，分析了流場內(nèi)顆粒密度分布機(jī)制，并借助仿真軟件，揭示了車輛行駛過程中，尾部揚(yáng)塵的形成原因和流場中的運(yùn)動路徑。雖然理論研究方興未艾，但這些研究成果的全社會共享和應(yīng)用轉(zhuǎn)化率卻不是很高。從國外該領(lǐng)域?qū)＠暾埼募形覀兛梢钥闯觯囕v防塵處理系統(tǒng)普遍存在技術(shù)水平落后、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不合理、針對性不強(qiáng)、處理能力不足等問題。這種亂象導(dǎo)致了揚(yáng)塵的治理仍停留在非機(jī)械化、低效化的階段。國內(nèi)該領(lǐng)域更是如此。車輛揚(yáng)塵處理系統(tǒng)與機(jī)動車主體的契合度不高，導(dǎo)致系統(tǒng)難以得到普及。由于我國幅員遼闊、地形多樣，單純的依靠環(huán)境治理來擺脫現(xiàn)狀已顯捉襟見肘。不斷增加的車輛保有量，使得揚(yáng)塵污染不斷加劇，國民的健康也深受其害。

車輛是當(dāng)今世界重要的交通工具和道路揚(yáng)塵產(chǎn)生的最直接因素，直接對車輛加裝自調(diào)式高效揚(yáng)塵處理系統(tǒng)是一種可行且有效的方法。申請?zhí)枮?01420659870.5的實用新型專利一種多功能尾氣揚(yáng)塵處理系統(tǒng)，包括揚(yáng)塵吸附過濾裝置、尾氣分化處理裝置、尾氣排放助力裝置、風(fēng)能驅(qū)動裝置、風(fēng)能活性炭過濾裝置、風(fēng)能水循環(huán)過濾裝置、尾氣揚(yáng)塵排放裝置、箱體和箱體固定連接件。該系統(tǒng)存在如下缺點：一是采用了風(fēng)能驅(qū)動裝置來產(chǎn)生動力使風(fēng)能水循環(huán)過濾裝置吸附揚(yáng)塵過濾尾氣，風(fēng)能驅(qū)動裝置通常有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系，通過物理原理使風(fēng)能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動能，大大增加了車輛的重量，違背了輕量化的發(fā)展趨勢，并且該驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)體系過于緊湊，要求較高的制造和安裝精度，成本較高。車輛在正常行駛的過程中，速度的變化幅度大，變化頻率高，該風(fēng)能驅(qū)動裝置在不同車速情況下的動力提供差異很大，造成了揚(yáng)塵的處理能力不穩(wěn)定，易受車輛行駛條件的影響。二是采用了風(fēng)能水循環(huán)過濾裝置，不僅除塵效率不夠高，而且運(yùn)用水循環(huán)過濾裝置會導(dǎo)致需要頻繁拆裝車輛以更換水循環(huán)過濾裝置中的液體，極大的影響了車輛使用的便利性要求，而且增加了車主的維護(hù)費(fèi)用。三是采用的揚(yáng)塵吸入裝置的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致效率低下。運(yùn)用CDF分析方法，對吸入裝置的左、右揚(yáng)塵通道進(jìn)行分析，在車速較高時，因為車尾的渦流擾亂了流場，在吸氣扇的轉(zhuǎn)動下，左、右揚(yáng)塵通道產(chǎn)生的負(fù)壓難以將揚(yáng)塵穩(wěn)定吸入，并不足以為吸入的揚(yáng)塵提供傳動的動力。四是該系統(tǒng)沒有采用傳感器對揚(yáng)塵的流場速度進(jìn)行檢測，導(dǎo)致系統(tǒng)盲目工作，無法滿足車輛在不同行駛狀況下?lián)P塵的處理要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種車用自調(diào)式高效揚(yáng)塵處理系統(tǒng)，以期實現(xiàn)對揚(yáng)塵中固體大顆粒物、可吸入顆粒物和細(xì)顆粒物的有效去除。

本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種車用自調(diào)式高效揚(yáng)塵處理系統(tǒng)，包括依次連接的旋風(fēng)式揚(yáng)塵吸入裝置、旋風(fēng)式塵氣分離裝置、水洗裝置、高效濾清裝置，

所述旋風(fēng)式揚(yáng)塵吸入裝置包括第一濾網(wǎng)、揚(yáng)塵吸入管道、氣體流量傳感器，所述揚(yáng)塵吸入管道包括弧形入口端，所述弧形入口端位于機(jī)動車的后車輪的后上方，所述弧形入口端處設(shè)有一個弧形的第一濾網(wǎng)，所述氣體流量傳感器設(shè)置于揚(yáng)塵吸入管道內(nèi)壁；

所述旋風(fēng)式塵氣分離裝置包括內(nèi)筒、外筒、電動機(jī)、吸氣風(fēng)扇、集塵箱、旋風(fēng)式除塵器、排氣管，所述內(nèi)筒下端與所述揚(yáng)塵吸入管道上端相對接，所述內(nèi)筒包括上段和下段，所述內(nèi)筒下段內(nèi)部設(shè)有一個呈螺旋形向上盤旋延伸的螺旋形進(jìn)氣通道，所述內(nèi)筒上段筒壁上設(shè)有多個供大顆粒揚(yáng)塵甩出的揚(yáng)塵飛出口，所述電動機(jī)設(shè)置在內(nèi)筒中心且位于所述螺旋形進(jìn)氣通道上方，所述吸氣風(fēng)扇安裝在所述電動機(jī)的輸出軸上，所述外筒設(shè)置于所述內(nèi)筒上段外圍，所述外筒與內(nèi)筒之間形成一個環(huán)形的甩出空腔，所述旋風(fēng)式除塵器設(shè)置在外筒一側(cè)，所述旋風(fēng)式除塵器底部設(shè)置有一個集塵箱，所述甩出空腔底部設(shè)置有一個落塵口，所述落塵口設(shè)于所述集塵箱上方，所述旋風(fēng)式除塵器的入口端與內(nèi)筒上端相連通，所述旋風(fēng)式除塵器的出口端連接一個排氣管，所述氣體流量傳感器用于檢測揚(yáng)塵吸入管道內(nèi)的氣體流量并轉(zhuǎn)換為風(fēng)速信號進(jìn)而控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速；

所述水洗裝置包括一個水箱，所述水箱內(nèi)設(shè)置有一個帶孔過濾板，所述帶孔過濾板上設(shè)置有多個出氣口，所述排氣管的下端從上向下插入所述帶孔過濾板，水箱一側(cè)連接有一個出氣洗管；

所述高效濾清裝置包括一個濾清筒，所述濾清筒內(nèi)沿豎直方向上設(shè)有多層支撐架，所述支撐架上設(shè)有多個相鄰的安裝孔，每個安裝孔內(nèi)固定設(shè)置有褶皺過濾帶，所述褶皺過濾帶中部設(shè)有一個通氣孔，所述多層支撐架從上到下依次錯開一個銳角安裝于濾清筒內(nèi)壁，所述濾清筒上端設(shè)有濾清器排氣口，在所述濾清器排氣口內(nèi)設(shè)置有第二濾網(wǎng)。

所述揚(yáng)塵吸入管道包括兩個弧形入口端，所述弧形入口端設(shè)置有多個開孔，所述兩個弧形入口端分別位于機(jī)動車的兩個后車輪的后上方，兩個弧形入口端之間通過一個水平的連接管道相連接，所述連接管道中段設(shè)有一個豎直向上延伸的主管道，所述內(nèi)筒下端與所述主管道的上端相對接。

所述揚(yáng)塵飛出口的開口方向與螺旋形進(jìn)氣通道的延伸線的方向相一致。

所述濾清筒上端沿周向設(shè)有多個濾清器排氣口。

所述多層支撐架上的褶皺過濾帶的通氣孔橫截面由上往下依次增大。

本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：

1、本實用新型提供的一種車用自調(diào)式高效揚(yáng)塵處理系統(tǒng)，基于顆粒分級過濾原理，首先由旋風(fēng)式塵氣分離裝置預(yù)沉降大顆粒物，提高了水洗裝置的水洗效率，再由水洗裝置吸收可溶性有害氣體，最后由多層褶皺過濾帶濾去可吸入顆粒物和細(xì)顆粒物，排出潔凈的空氣。各裝置功能聯(lián)系緊密，協(xié)同效果好，除塵效果明顯，降低了褶皺過濾帶的更換周期。

2、本實用新型提供的氣體流量傳感器檢測入口氣體流量，ECU根據(jù)氣體流量信號轉(zhuǎn)換成的入口風(fēng)速信號自動調(diào)節(jié)電動機(jī)電壓，以使揚(yáng)塵吸入速度始終保持在系統(tǒng)的高效除塵范圍內(nèi)，大大提高了除塵效率，有效減少了能源浪費(fèi)。

3、本實用新型提供的旋風(fēng)式塵氣分離裝置中，螺旋形進(jìn)氣通道使得吸入氣流近似呈螺旋形上升運(yùn)動，配合開口方向與螺旋形進(jìn)氣通道延伸線方向相一致的揚(yáng)塵飛出口，使得大顆粒物以較小的阻力順利通過揚(yáng)塵飛出口，結(jié)合旋風(fēng)式除塵器，有效去除固體大顆粒物和中等顆粒物。

4、本實用新型提供的高效濾清裝置中的褶皺過濾帶呈褶皺狀，增大了與氣流的接觸面積，且其安裝在從上到下依次錯開一個銳角的多層支撐架上，使得當(dāng)氣流通過此裝置時，所含PM2.5和PM10等微小懸浮顆粒被充分吸附在褶皺過濾帶上，從而達(dá)到高效凈化空氣的目的。同時，褶皺過濾帶上的通氣孔橫截面由上往下依次增大,減小了通氣阻力，極大的提高了裝置的除塵效率。

5、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，不需特殊的附屬設(shè)備，對裝配車輛自身結(jié)構(gòu)的改造程度小，與車體結(jié)構(gòu)的匹配度高，裝配成本低。

6、本實用新型重量輕，較好的切合了車輛輕量化的發(fā)展趨勢。

附圖說明

圖1為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的揚(yáng)塵吸入管道的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型的內(nèi)筒縱向剖視圖；

圖4為本實用新型的帶孔過濾板俯視圖；

圖5為本實用新型的高效濾清裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實用新型的褶皺過濾帶結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本實用新型的褶皺過濾帶局部視圖；

圖8為本實用新型的電動機(jī)電壓與風(fēng)速調(diào)節(jié)關(guān)系圖。

圖中標(biāo)號：1旋風(fēng)式揚(yáng)塵吸入裝置、101第一濾網(wǎng)、102揚(yáng)塵吸入管道、103氣體流量傳感器、104連接管道、105主管道、106后車輪、107開孔、108弧形入口端、2旋風(fēng)式塵氣分離裝置、201內(nèi)筒、202外筒、203電動機(jī)、204吸氣風(fēng)扇、205集塵箱、206旋風(fēng)式除塵器、207排氣管、208揚(yáng)塵飛出口、209螺旋形進(jìn)氣通道、210甩出空腔、211落塵口、3水洗裝置、301水箱、302帶孔過濾板、303出氣洗管、304出氣口、4高效濾清裝置、401濾清筒、402支撐架、403褶皺過濾帶、404濾清器排氣口、405第二濾網(wǎng)、406安裝孔、407通氣孔。

具體實施方式

下面對本實用新型的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本實用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。

參見圖1至圖8，本實施例公開了一種車用自調(diào)式高效揚(yáng)塵處理系統(tǒng)，包括依次連接的旋風(fēng)式揚(yáng)塵吸入裝置1、旋風(fēng)式塵氣分離裝置2、水洗裝置3、高效濾清裝置4。

旋風(fēng)式揚(yáng)塵吸入裝置1包括第一濾網(wǎng)101、揚(yáng)塵吸入管道102、氣體流量傳感器103，揚(yáng)塵吸入管道102包括兩個弧形入口端108、連接管道104、主管道105，弧形入口端上設(shè)置有多個開孔107，兩個弧形入口端108分別位于機(jī)動車的兩個后車輪106的后上方，兩個弧形入口端108之間通過一個水平的連接管道104相連接，連接管道104中段設(shè)有一個豎直向上延伸的主管道105，內(nèi)筒201下端與主管道105的上端相對接，弧形入口端108處設(shè)有一個弧形的第一濾網(wǎng)101，阻攔樹葉等雜物進(jìn)入系統(tǒng)，以免影響系統(tǒng)的高效運(yùn)行和使用壽命。兩個弧形入口端108上的開孔107直徑約為1.5cm，以增大弧形入口端108的局部吸引力。

旋風(fēng)式塵氣分離裝置2包括內(nèi)筒201、外筒202、電動機(jī)203、吸氣風(fēng)扇204、集塵箱205、旋風(fēng)式除塵器206、排氣管207，內(nèi)筒201下端與揚(yáng)塵吸入管道102上端相對接，內(nèi)筒201包括上段和下段，內(nèi)筒201下段內(nèi)部設(shè)有一個呈螺旋形向上盤旋延伸的螺旋形進(jìn)氣通道209，內(nèi)筒201上段的筒壁上設(shè)有多個供大顆粒揚(yáng)塵甩出的揚(yáng)塵飛出口208，電動機(jī)203設(shè)置在內(nèi)筒201中心且位于螺旋形進(jìn)氣通道209上方，吸氣風(fēng)扇204安裝在電動機(jī)203的輸出軸上，利用吸氣風(fēng)扇204的轉(zhuǎn)動在揚(yáng)塵吸入管道102中產(chǎn)生負(fù)壓將揚(yáng)塵吸入，經(jīng)螺旋形進(jìn)氣通道209形成螺旋形氣流；外筒202設(shè)置于內(nèi)筒201上段外圍，外筒202與內(nèi)筒201之間形成一個環(huán)形的甩出空腔210，旋風(fēng)式除塵器206設(shè)置在外筒202一側(cè)，旋風(fēng)式除塵器206底部設(shè)置有一個集塵箱205，甩出空腔210底部設(shè)置有一個落塵口211，落塵口211設(shè)于集塵箱205上方，將集塵箱205底板設(shè)置成可沿側(cè)向抽動的結(jié)構(gòu)形式并放入集塵袋，沿側(cè)向抽出底板即可方便取出集塵袋并對集塵箱205進(jìn)行清洗；旋風(fēng)式除塵器206的入口端與內(nèi)筒201上端相連通，旋風(fēng)式除塵器206的出口端連接一個排氣管207；氣體流量傳感器103用于檢測揚(yáng)塵吸入管道102內(nèi)的氣體流量進(jìn)而控制電動機(jī)203的轉(zhuǎn)速。

氣體流量傳感器103設(shè)置于揚(yáng)塵吸入管道102內(nèi)壁，利用氣體流量傳感器103檢測氣體流量，ECU通過氣體流量信號轉(zhuǎn)換成的入口風(fēng)速信號自動調(diào)節(jié)電動機(jī)電壓。開始時，入口風(fēng)速穩(wěn)定在一定值，電壓也對應(yīng)的穩(wěn)定在某一定值，當(dāng)入口風(fēng)速逐漸增大并達(dá)到設(shè)定上限值時，ECU自動調(diào)小電動機(jī)203電壓至所設(shè)定值以適當(dāng)降低入口風(fēng)速；當(dāng)入口風(fēng)速逐漸降低并達(dá)到設(shè)定下限值時，ECU自動調(diào)大電動機(jī)203電壓至所設(shè)定值以適當(dāng)提高風(fēng)速。通過上述調(diào)節(jié)過程，使揚(yáng)塵吸入速度始終保持在所述系統(tǒng)的高效除塵范圍內(nèi)；所述設(shè)定下限值低于上限值。

水洗裝置3包括一個水箱301，水箱301中裝有65％-75％的水，水箱301內(nèi)設(shè)置有一個帶孔過濾板302，帶孔過濾板302上設(shè)置有多個出氣口304，排氣管207的下端從上向下插入帶孔過濾板302，水箱301一側(cè)連接有一個出氣洗管303；帶孔過濾板302可安裝于水面以下約1cm處，出氣口304設(shè)置為圓孔，使得氣體得到充分洗滌；利用水洗裝置3溶解揚(yáng)塵中的水溶性有害物質(zhì)，保證了有害酸性物質(zhì)不會對后續(xù)高效濾清裝置4的工作產(chǎn)生影響且進(jìn)一步起到了凈化空氣的作用。

高效濾清裝置4包括一個濾清筒401，濾清筒401內(nèi)沿豎直方向上設(shè)有多層支撐架402，支撐架402上設(shè)有多個相鄰的安裝孔406，每個安裝孔406內(nèi)固定設(shè)置有褶皺過濾帶403，褶皺過濾帶403中部設(shè)有一個通氣孔407；多層支撐架402從上到下依次錯開一個銳角安裝在濾清筒401內(nèi)壁，該銳角可取為15度，多層支撐架402上的褶皺過濾帶403的通氣孔407橫截面由上往下依次增大，有效減小了通氣阻力；濾清筒401上端設(shè)有濾清器排氣口404，濾清器排氣口404沿周向設(shè)有多個，在濾清器排氣口404內(nèi)設(shè)置有第二濾網(wǎng)405；支撐架402可設(shè)置為由多個截面呈正六邊形的單體支撐架402層層相連組成，在軸向呈等間隔分布，濾清筒401的頂板可設(shè)置為可沿側(cè)面抽動的形式。

本實用新型一種車用自調(diào)式高效揚(yáng)塵處理系統(tǒng)可以靈活地在車輛上布置，系統(tǒng)縱向后置，布置位置略高于車輛后驅(qū)動軸，系統(tǒng)的安裝不影響車輛的安全性、操穩(wěn)性和通過性。

在實際運(yùn)用中，該車用自調(diào)式高效揚(yáng)塵處理系統(tǒng)需要進(jìn)行定期清洗，清洗的方式為:對于旋風(fēng)式塵氣分離裝置2，沿側(cè)向抽出底板取出并更換集塵袋并對集塵箱210進(jìn)行清洗，除凈其中殘余灰塵；對于水洗裝置3，將排水口打開，并將水排入集水桶中以環(huán)保的方式處理，再由注水口注入干凈的水于水箱301；對于高效濾清裝置4，將位于其上部的頂板抽出，利用專用清潔用具對褶皺過濾帶403進(jìn)行清掃。

車輛后輪區(qū)域的渦流強(qiáng)度很大，并產(chǎn)生卡門渦街，導(dǎo)致大量的揚(yáng)塵集中在車輛的后輪區(qū)域。優(yōu)選地，本實用新型旋風(fēng)式揚(yáng)塵吸入裝置安裝在車輛的后輪后上部，揚(yáng)塵處理能力較好，效果十分顯著。

本實施例公開的一種車用自調(diào)式高效揚(yáng)塵處理系統(tǒng)的工作過程如下：

在車輛行駛的過程中，電動機(jī)203帶動吸氣風(fēng)扇204轉(zhuǎn)動，從而在揚(yáng)塵吸入管道102中產(chǎn)生負(fù)壓，使得外界帶揚(yáng)塵的氣流被吸入旋風(fēng)式揚(yáng)塵吸入裝置1，經(jīng)過第一濾網(wǎng)101，沿著揚(yáng)塵吸入管道102進(jìn)入旋風(fēng)式塵氣分離裝置2。螺旋形進(jìn)氣通道209使得吸入氣流近似呈螺旋形上升運(yùn)動，形成旋風(fēng)式流場，在旋轉(zhuǎn)的過程中，由于重力作用和較高的流場速度，部分粗大顆粒揚(yáng)塵通過開口方向與螺旋形進(jìn)氣通道209的延伸線方向相一致的揚(yáng)塵飛出口208以較小的阻力被順利甩出，大顆粒揚(yáng)塵一但與外筒202壁接觸，便失去慣性而在垂直向下的重力作用下沿壁面下落，滑入并儲存在集塵箱205,利用揚(yáng)塵中顆粒物離心力的差異對揚(yáng)塵中的固體大顆粒物進(jìn)行一次去除，無法被甩出的高速中等顆粒揚(yáng)塵隨流場迅速流進(jìn)旋風(fēng)式除塵器206，以同樣的方式滑入并儲存在集塵箱205中。氣流經(jīng)排氣管207進(jìn)入水洗裝置3，通過帶孔過濾板302使得氣體與水充分接觸，除去氣體中的殘余揚(yáng)塵和水溶性有害物質(zhì)，保證了有害物質(zhì)不會對后續(xù)高效濾清裝置4的工作產(chǎn)生影響且進(jìn)一步起到了凈化空氣的作用。經(jīng)水洗后，含可吸入顆粒物和細(xì)顆粒物的氣流被送入高效濾清裝置4，氣流自下至上，依次通過安裝在從上到下依次錯開一個銳角的多層支撐架402上的多層褶皺過濾帶403，經(jīng)過層層過濾，所含的PM2.5和PM10等微小懸浮顆粒被充分吸附在褶皺過濾帶404上，最終高效凈化的空氣經(jīng)濾清器排氣口404和第二濾網(wǎng)405排入大氣中。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。