2021年第2期
2021 No.2
Intelligent manufacturing and Design
智能制造与设计今 日 自 动 化
Automation Today
一种汽车节能减排装置的设计
何 坤，孟 娟，张 山，杜雨萱，段懿桐
（武汉工程大学，湖北武汉 430205）
［摘 要］随着经济的高速发展，资源与环境越来越成为中国进一步发展面临的严峻挑战，人与自然的矛盾不断扩大等问题亟需解决，以
绿色发展理念引领中国经济高质量发展显得尤为重要。因此，针对现有汽车节能减排装置过滤网缓冲减震效果不佳的问题，设计了一种新型节能减排装置，该装置设置的环形等距分布的导杆和弹簧使得过滤板具有缓冲减震的作用，提高了过滤板的移动平稳性，进而延长了过滤网的使用寿命，并且设置的收集盒可以防止内部收集的过滤杂质回流到安装管内，方便使用者快速的清理出过滤杂质，提高了使用便利性，达到了节能减排的效果。
绿色发展；过滤网缓冲减震［关键词］节能减排；
［中图分类号］U4 ［文献标志码］A ［文章编号］2095–87（2021）02–0050–02
Design of an Automobile Energy Saving and Emission Reduction Device
He Kun，Meng Juan，Zhang Shan，Du Yu-xuan，Duan Yi-tong
［Abstract］With the rapid economic development, resources and the environment have increasingly become the bottleneck restricting China’s
further development. There are many severe challenges in the development process, and problems such as the ever-expanding contradiction between man and nature need to be resolved urgently, with the concept of green development. Leading the high-quality development of China's economy is particularly important. Therefore, a new type of energy-saving and emission-reduction device is designed to solve the problem that the filter screen of the existing automobile energy-saving and emission-reduction device has poor cushioning and damping effect. The device is equipped with ring-shaped equidistantly distributed guide rods and springs to make the filter plate have a buffer The effect of vibration improves the movement stability of the filter plate, thereby prolonging the service life of the filter screen, and the set collection box can prevent the filtered impurities collected inside from returning to the installation pipe, which is convenient for the user to quickly clean out the filtered impurities and improve It is convenient to use and achieves the effect of energy saving and emission reduction.
［Keywords］energy saving and emission reduction; green development; filter buffer and shock absorption1 研制背景与意义
随着人们环保意识的不断提高，“既要金山银山，又要绿水青山”的观念愈发深入人心，而这种可持续发展理念也成为各行各业寻求发展过程中所遵循的基本原则。节能减排与保护环境需要从每一个环节、每一个装置做起。
当前市场上，现有的汽车使用的一种节能减排装置，其设置的过滤网缓冲减震效果不佳，使其在移动中受到触碰撞击，进而导致过滤网易受到损坏，缩短了使用寿命，并且设置用来收集过滤出的大颗粒杂质的网兜，大部分也不能有效防止大颗粒杂质回流，造成过滤杂质清理困难。
为解决上述问题，设计了一种新型节能减排装置，着重于处理固体悬浮微粒。该装置设置的环形等距分布的导杆和弹簧使得过滤板具有缓冲减震的作用，提高了过滤板的移动平稳性，有效减轻干扰，从而使过滤网的使用寿命得以延长，并且设置的收集盒可以防止内部收集的过滤杂质回流到安装管内，方便使用者将过滤出的大颗粒杂质快速清理，提高了使用便利性及使用效率。
2.2 特殊设计
现有的汽车过滤系统大都不具备防止大颗粒杂质回流的作用，使得被过滤出的大颗粒杂质不易清理，为解决这一问题，本产品在与地面垂直的方向上设计有收集盒44，通过重力作用和喇叭状结构42，使被过滤网拦截的大颗粒杂质自然落入收集盒，而不回流入安装管中阻碍过滤，清理时只要拧下末端排灰盖45，即可倒出收集的大颗粒杂质。收集盒结构设计如图2所示。
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图1 装置外型及内部结构示意
2 设计方案
2.1 整体结构
本产品安装于汽车排气管处，排气管通过固定套与安装管相接，安装管另一侧通过螺纹套连接过滤装置。尾气穿过滤结构11后，从装置末端连接盖6排出。连接盖亦通过螺纹与内壁连接，其上装有两个半圆形防滑耳形结构62，借此通过手动旋转即可对连接盖进行装拆，提高了安装维修的便利性。整体结构如图1所示。
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图2 杂质收集盒
（下转第91页）
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今 日 自 动 化
Automation Today
Automation technology and Application
自动化技术与应用
2021年第2期
2021 No.2
在库区中建立一个有线和无线相组合的工业以太网系统，通过网络将集控室与行车连接，采用无线AP实现各个系统之间的通信，每个无线AP配置一台光纤交换机，与以太网上的系统相连。（1）协制PLC。（2）库区管理系统WMS。（3）编程器PC。（4）可视化系统、HMI。（5）其它。2.4.3 现场总线
现场总线采用Profinet，它是基于工业以太网的一种全新的工业总线形式，并针对分布式智能自动化系统进行了优化，具有很好的实时性，可以直接与现场设备连接，采用SCALANCE交换机实现设备与PLC直接连接，避免了老式总线网络存在的问题。连接到Profinet网络上的设备如下。（1）PLC可编程控制器。
（2）PLC的远程I/O系统ET200MP。（上接第50页）
此外，考虑到通常行驶过程中可能存在颠簸、尾气冲击等较复杂状况，本产品特别设计一种过滤网缓冲减震结构，该结构由呈环形等距分布的四组导杆53与弹簧54组成。遭到冲击时，过滤板6将沿导杆在弹簧的作用下平稳移动，起到对过滤板中心处过滤网61的保护。过滤板本身采用耐高温缓冲橡胶，并在侧面接有密封套52，另一表面设计有防撞垫55，能够延长产品使用寿命。特殊设计部分，如图3所示。
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（3）传动系统。
（4）带有Profinet接口的设备。2.4.4 串行通信接口
串行通信接口是采用了串行通信方式的扩展接口，其特点是通信线路简单可靠，主要用于摆角检测。
3 结束语
绿色发展和智慧制造是制造业未来发展的不二选择，智慧制造能较大程度地提高劳动效率、资产效率和管理效率，而基础自动化升级改造、生产系统集中监控是实现智慧制造的重要手段。本文所述的智能无人行车只是智慧制造中的一个缩影，但在国内外均已有成功案例，技术上也将日趋于成熟。
参考文献
[1] 孟帅.“无人化”行车智能控制技术的研究[J].自动化应用，
2017（7）：47-48.
[2] 陆远程.无人全自动行车在钢铁企业的应用[J].机电信息，2020
（17）：45-46.
叭网进入收集槽内，槽内累积的杂质可通过排灰管清理出安装管。
4 创意点及应用
本着节能减排的宗旨，该装置在此基础上，联系汽车行驶、装置生产及装置使用这些过程中存在的一些问题，加入了许多“小窍门”使得该装置的寿命更长、实用性及便利性更强。当下这个时代，传统汽车仍占市场主流，此装置的节能性、易安装性和易维修性让人们离绿色高效的生活更近了一步。
考虑到日常生活中存在道路颠簸、汽车尾气冲击等状况，该新型节能减排装置的过滤板将环形等距分布的导杆与弹簧联合使用，过滤板的侧面固定套接有材质为耐高温橡胶的密封套，过滤板的一表面接触连接有防撞垫，密封套和防撞垫可以避免过滤板受到损害。在这些设计的帮助下，该过滤板在移动过程中获得缓冲减震，不易受到触碰撞击，使用寿命更长。本装置针对大颗粒杂质回流，滤出的大颗粒杂质不易清理这一现象在与地面垂直的方向上设计了收集盒。所述收集盒设有内壁固定连接有喇叭网的收集槽。收集盒通过重力作用和喇叭状结构，使被过滤网拦截的
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图3 缓冲减震结构
大颗粒杂质自然落入收集盒，而不回流进入安装管中阻碍过滤，清理时只要拧下末端密封盖，即可迅速排出收集的大颗粒杂质。相比于传统装置，本装置在多处（如连接孔、螺纹套和连接盖表面）设有内螺纹或外螺纹，二者配合使用，使安装管、连接盖等部件在前期更容易组装，后期更容易检修与更换。
3 工作原理
如图3所示，该新型节能减排装置，包括安装管1，管上设有连接孔11，其一端通过螺纹连接有螺纹套21，且表面固定连接收集盒4，收集盒内设有收集槽41，槽内壁固定连接有喇叭网42，喇叭网的一表面开设有进口43；安装管1的另一端通过螺纹连接有连接盖6，连接盖的外表面固定连接了环形等距分布的导杆53，导杆的表面滑动套接有过滤板5，滤板的中心位置设有过滤网51，用来过滤尾气中的大颗粒杂质，避免排放到空气中污染环境。收集盒4的一表面固定连接有排灰管44，排灰管44的一端通过螺纹连接有密封盖45，在安装时排灰管44与地面垂直，便于过滤出的大颗粒杂质落入收集槽41内；连接盖6的中心位置固定连接有防护网61，用来防止外部杂物进入安装管1内损坏过滤网51等；导杆53的外侧套接有弹簧54，弹簧54在受到过滤板5的挤压时，具有缓冲减震的作用。
在使用过程中，汽车尾气由排气管1进入装置，再由延长管3进入到连接孔11对过滤板进行冲击，滤板在冲击力下沿4个导杆滑动至挤压弹簧，然后回到原位置，而尾气则直接通过过滤网再由管道排放出去，其中大颗粒杂质会被拦截在连接孔中，再由喇
5 结束语
从整体而言，这个新型节能减排装置相比传统装置，从各个小细节方面进行了调整与设计优化，让其在原节能减排的作用之上拥有更好的便利性，其过滤板配合收集盒的使用可以更好地处理汽车尾气中的固体悬浮微粒。同时解决了节能减排及方便生产者、消费者使用的两大需求，且更加适合传统汽车仍占市场主流的现代社会。
参考文献
[1] 高银桥.家用新能源电动汽车节能减排效应及发展路径分析[J].
内燃机与配件，2019（11）：190-191
[2] 李娜，张培明.一种汽车尾气处理装置的设计[J].科学技术创新，
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[3] 谢鹏鹏，陈鹤鹏，李，等.一种汽车尾气净化处理装置的设
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