Система вентиляции транспортного средства, моторное транспортное средство и способ управления воздушным потоком - RU2707857C2
Код документа: RU2707857C2
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение в целом относится к области техники оборудования моторных транспортных средств, и в частности, к системе вентиляции транспортного средства, которая содержит впускной канал, содержащий тарельчатый клапан, чтобы обеспечивать значительное количество выгод и преимуществ над системами поворотных заслонок и створчатых клапанов современного уровня техники.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Системы вентиляции транспортного средства уровня техники типично используют некоторую разновидность створок/заслонок для переключения со свежего воздуха (наружного воздуха) на рециркуляцию внутреннего воздуха. Такая система уровня техники раскрыта на фиг. 1, которая иллюстрирует корпус H впускного канала, содержащий впуск F для свежего воздуха в верхней стенке, впуск R для рециркулируемого воздуха в одной из боковых стенок и нагнетательный впуск O в нижней стенке. Заслонка или створка D может поворачиваться вокруг шарнира P между первым положением линии сплошного контура, закрывающим впуск F для свежего воздуха, и вторым положением линии воображаемого контура, закрывающим впуск R для рециркулируемого воздуха. Как следует принимать во внимание, такая поворотная или вращающаяся створка D предоставляет возможность только для двух простых впусков с двух разных направлений (то есть, впуска F для свежего воздуха в верхней стенке и впуска R для рециркулируемого воздуха в боковой стенке).
Настоящее изобретение относится к новой и улучшенной системе вентиляции транспортного средства, заключающей в себя впускной канал, имеющий тарельчатый клапан. В противоположность поворотному движению створки D, используемой во впускном канале уровня техники, проиллюстрированном на фиг. 1, тарельчатый клапан использует линейное движение, тем самым, предоставляя рециркулируемому воздуху возможность вводиться с многочисленных направлений, а не только из одного единственного впуска R в боковой стенке. Преимущественно, система вентиляции транспортного средства, содержащая впускной канал с тарельчатым клапаном, обеспечивает некоторое количество выгод, в том числе, но не в качестве ограничения, улучшенную эффективность нагнетателя, улучшенную компоновку, улучшенное уплотнение, более низкую потребляемую мощность электродвигателя нагнетателя, более низкое падение давление на впускном канале, а также более низкие затраты на инструментальное оснащение.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с целями и преимуществами, описанными в материалах настоящего описания, предложена система вентиляции транспортного средства, содержащая:
впускной канал, содержащий тарельчатый клапан;
радиатор испарителя;
радиатор отопителя;
воздушный выпускной канал;
нагнетатель, перемещающий воздух из указанного впускного канала через по меньшей мере одно из указанного радиатора испарителя и указанного радиатора отопителя в указанный воздушный выпускной канал.
В одном из вариантов предложена система, в которой указанный впускной канал содержит корпус, имеющий впуск для свежего воздуха и впуск для рециркулируемого воздуха, а указанный тарельчатый клапан выполнен с возможностью перемещения между первым положением, открывающим только указанный впуск для свежего воздуха, вторым положением, открывающим только указанный впуск для рециркулируемого воздуха, и третьим положением, открывающим как указанный впуск для свежего воздуха, так и указанный впуск для рециркулируемого воздуха.
В одном из вариантов предложена система, в которой указанный корпус содержит первую торцевую стенку, вторую торцевую стенку и цилиндрическую боковую стенку, причем указанный впуск для свежего воздуха предусмотрен в указанной первой торцевой стенке, а указанный впуск для рециркулируемого воздуха предусмотрен в указанной цилиндрической боковой стенке.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая нагнетательный впуск в указанной второй торцевой стенке, противоположный указанному впуску для свежего воздуха в указанной первой торцевой стенке.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая впускной коллектор в указанном корпусе и перегородку, разделяющую указанный впускной коллектор на первую камеру и вторую камеру.
В одном из вариантов предложена система, в которой указанный впуск для свежего воздуха открывается в указанную первую камеру, а указанный впуск для рециркулируемого воздуха открывается в указанную вторую камеру.
В одном из вариантов предложена система, в которой указанный нагнетательный впуск открывается в указанную вторую камеру.
В одном из вариантов предложена система, в которой указанная перегородка содержит проем для воздушного потока, а указанный тарельчатый клапан посажен на указанную перегородку и продолжается через указанный проем для воздушного потока в указанном первом положении.
В одном из вариантов предложена система, в которой указанный тарельчатый клапан содержит поверхность уплотнения впуска для свежего воздуха, проход для свежего воздуха и поверхность уплотнения впуска для рециркулируемого воздуха.
В одном из вариантов предложена система, в которой указанный проход для свежего воздуха продолжается концентрически вокруг указанной поверхности уплотнения впуска для свежего воздуха, а указанная поверхность уплотнения впуска для рециркулируемого воздуха продолжается концентрически вокруг указанного прохода для свежего воздуха.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая исполнительный механизм для перемещения указанного тарельчатого клапана между указанным первым положением, указанным вторым положением и указанным третьим положением.
В одном из вариантов предложена система, в которой указанный исполнительный механизм выбран из группы исполнительных механизмов, состоящей из вакуумного двигателя, электродвигателя и двигателя с пневматическим приводом.
В одном из вариантов предложена система, в которой указанный исполнительный механизм содержит кулачок, присоединенный к указанному исполнительному механизму и взаимодействующий с указанным тарельчатым клапаном, причем указанный тарельчатый клапан содержит множество направляющих штифтов, перемещающихся в направляющих каналах, предусмотренных в указанном корпусе.
В одном из вариантов предложена система, в которой указанный тарельчатый клапан содержит поверхность уплотнения впуска для свежего воздуха, проход для свежего воздуха и поверхность уплотнения впуска для рециркулируемого воздуха.
В одном из вариантов предложена система, в которой указанный проход для свежего воздуха продолжается концентрически вокруг указанной поверхности уплотнения впуска для свежего воздуха, а указанная поверхность уплотнения впуска для рециркулируемого воздуха продолжается концентрически вокруг указанного прохода для свежего воздуха.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая исполнительный механизм для перемещения указанного тарельчатого клапана между указанным первым положением, указанным вторым положением и указанным третьим положением.
В одном из дополнительных аспектов предложено моторное транспортное средство, содержащее такую систему вентиляции транспортного средства.
В одном из еще дополнительных аспектов предложен способ управления потоком свежего воздуха и рециркулируемого воздуха через систему вентиляции транспортного средства, включающий в себя этапы, на которых:
снабжают канал для впуска воздуха, содержащий впуск для свежего воздуха, впуск для рециркулируемого воздуха и нагнетательный впуск, тарельчатым клапаном.
В одном из вариантов предложен способ, включающий в себя этап, на котором перемещают указанный тарельчатый клапан между первым положением, открывающим только указанный впуск для свежего воздуха, вторым положением, открывающим только указанный впуск для рециркулируемого воздуха, и третьим положением, открывающим как указанный впуск для свежего воздуха, так и указанный впуск для рециркулируемого воздуха.
В одном из вариантов предложен способ, включающий в себя этап, на котором втягивают воздух из указанного впускного канала через указанный нагнетательный впуск посредством нагнетателя.
В последующем описании, показаны и описаны несколько предпочтительных вариантов осуществления системы вентиляции транспортного средства. Следует понимать, что система вентиляции транспортного средства допускает другие, иные варианты осуществления, и некоторые их детали допускают модификацию в различных очевидных аспектах, все не отходя от системы вентиляции транспортного средства, как изложенная и описанная в последующей формуле изобретения. Соответственно, чертежи и описание, по характеру, должны рассматриваться в качестве иллюстративных, а не в качестве ограничительных.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Прилагаемые фигуры чертежей, включенные в материалы настоящего описания и формирующие часть описания изобретения, иллюстрируют несколько аспектов системы вентиляции транспортного средства и, вместе с описанием, служат для пояснения некоторых ее принципов. На фигурах чертежей:
фиг. 1 - схематичная иллюстрация впускного канала системы вентиляции транспортного средства уровня техники, содержащего поворотную или вращающуюся заслонку/створку для управления потоком свежего воздуха и рециркулируемого воздуха через систему вентиляции;
фиг. 2 - функциональная структурная схема новой и улучшенной системы вентиляции транспортного средства, которая является предметом настоящего изобретения;
фиг. 3 - общий вид тарельчатого клапана, который предусмотрен в канале для впуска воздуха;
фиг. 4 - вид сверху тарельчатого клапана, показанного на фиг. 3;
фиг. 5 - схематичный вид в вертикальной проекции, иллюстрирующий тарельчатый клапан в первом положении, открывающем только впуск для свежего воздуха в нагнетательный впуск;
фиг. 6 - схематичный вид в вертикальной проекции, иллюстрирующий тарельчатый клапан во втором положении, открывающем только впуск для рециркулируемого воздуха в нагнетательный впуск;
фиг. 7 - еще один другой схематичный вид в вертикальной проекции, иллюстрирующий тарельчатый клапан в промежуточном положении, открывающем как впуск для свежего воздуха, так и впуск для рециркулируемого воздуха в нагнетательный впуск;
фиг. 8a и 8b - схематичные иллюстрации одного из возможных исполнительных механизмов для перемещения тарельчатого клапана между первым, вторым и третьим положениями;
фиг. 9 - схематичная иллюстрация одного из возможных вариантов осуществления, в котором тарельчатый клапан содержит направляющие штифты, принятые во взаимодействующих направляющих каналах, предусмотренных в корпусе.
Далее будет сделана подробная ссылка на современные предпочтительные варианты осуществления системы вентиляции транспортного средства, примеры которой проиллюстрированы на фигурах прилагаемых чертежей.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее сделана ссылка на фиг. 2, которая схематично иллюстрирует систему 10 вентиляции транспортного средства. В целях этого описания, средняя горизонтальная линия блоков представляет собой контур 12 воздушного потока, а стрелки между блоками на такой горизонтальной линии представляют воздушные каналы.
Как проиллюстрировано, контур 12 воздушного потока содержит впускной или коллекторный канал 14. Впускной канал 14 содержит тарельчатый клапан 15. Как подробнее описано ниже, тарельчатый клапан 15 расположен, чтобы избирательно направлять (a) только свежий воздух, (b) только подвергнутый рециркуляции воздух из внутренней области транспортного средства или (c) смесь как (a), так и (b) во впускной канал 14. Нагнетательный вентилятор 16 вытягивает воздух из впускного канала 14, а затем, прогоняет такой воздух через радиатор 18 испарителя. Там воздух охлаждается и обезвоживается благодаря теплообмену с текучей средой хладагента системы кондиционирования воздуха транспортного средства. Такая текучая среда хладагента течет между компрессором 19, конденсатором 20 и радиатором 18 испарителя через магистрали 22, 23, 24. Конкретнее, холодный хладагент подается из конденсатора 20 в радиатор 18 испарителя через магистраль 23. Такой холодный хладагент поглощает тепло из воздуха, прогоняемого через радиатор 18 испарителя нагнетательным вентилятором 16, а затем, возвращается в компрессор 19 через магистраль 24. После сжатия, хладагент направляется через магистраль 22 в конденсатор 20, где он вновь охлаждается перед рециркуляцией обратно в радиатор 18 испарителя.
После охлаждения и обезвоживания, воздух прогоняется нагнетательным вентилятором 16 через радиатор 26 отопителя, расположенный в контуре 12 воздушного потока ниже по потоку от радиатора 18 испарителя. Следует принимать во внимание, что радиатор 26 отопителя присоединен магистралями 28 и 30 к системе 33 двигателя и радиатора. Зимой, горячий хладагент двигателя прокачивается через магистраль 28 из двигателя в радиатор 26 отопителя, где она нагревает воздух, прогоняемый через радиатор отопителя, посредством теплообмена перед возвратом в систему двигателя/радиатора через магистраль 30.
После осушения в радиаторе 18 испарителя и прогрева в радиаторе 26 отопителя, воздух в контуре 12 воздушного потока прогоняется нагнетательным вентилятором 16 через ограничитель 32 воздушного потока в один или более из некоторого количество выпускных каналов 34, предусмотренных в транспортном средстве, чтобы удалять запотевание с ветрового стекла и/или прогревать кабину транспортного средства. Подводя итог вышесказанному, воздушный поток обходит радиатор 26 отопителя, или горячий хладагент двигателя не подвергается циркуляции через радиатор отопителя из системы 33 двигателя/радиатора.
Далее сделана ссылка на фиг. 3 и 4, которые являются подробными иллюстрациями тарельчатого клапана 15. Как проиллюстрировано, тарельчатый клапан 15 содержит поверхность 40 уплотнения впуска для свежего воздуха, проход 42 для свежего воздуха и поверхность 44 уплотнения впуска для рециркулируемого воздуха. Точнее, поверхность 40 уплотнения впуска для свежего воздуха присоединена к нижней закраине 46 поверхности 44 уплотнения для рециркулируемого воздуха посредством ряда разнесенных стоек 48. Проход 42 для свежего воздуха выполнен полностью вокруг тарельчатого клапана 15 между стойками 48. Таким образом, следует принимать во внимание, что проход 42 для свежего воздуха продолжается концентрически вокруг поверхности 40 уплотнения впуска для свежего воздуха, наряду с тем, что поверхность 44 уплотнения впуска для рециркулируемого воздуха продолжается концентрически вокруг прохода 42 для свежего воздуха.
Далее сделана ссылка на фиг. 5-7, иллюстрирующие тарельчатый клапан 15 во впускном канале 14 в соответствующих первом, втором и третьем рабочих положениях.
Точнее, впускной канал 14 содержит корпус 50, имеющий первую торцевую стенку или верхнюю стенку 52, вторую торцевую стенку или нижнюю стенку 54 и цилиндрическую боковую стенку 56, продолжающуюся между первой и второй торцевыми стенками. Перегородка 58 делит впускной коллектор 60 в корпусе 50 на первую или верхнюю камеру 62 и вторую или нижнюю камеру 64. Перегородка 58 содержит центральный проем 66 для воздушного потока, который обеспечивает сообщение между двумя камерами 62, 64, и через который тарельчатый клапан 15 перемещается между рабочими положениями.
Впуск 68 для свежего воздуха предусмотрен в первой торцевой стенке 52. Впуск 70 для рециркулируемого воздуха предусмотрен в цилиндрической боковой стенке 56. Такой впуск 70 для рециркулируемого воздуха может продолжаться по существу на 360° вокруг цилиндрической боковой стенки 56 между сегментами 71 стенки. Нагнетательный впуск 72 предусмотрен во второй торцевой стенке или нижней стенке 54. Таким образом, следует принимать во внимание, что нагнетательный впуск 72 является противоположным впуску 68 для свежего воздуха. Кроме того, впуск 68 для свежего воздуха открывается в первую или верхнюю камеру 62 наряду с тем, что оба, впуск 70 для рециркулируемого воздуха и нагнетательный впуск 72, открываются во вторую или нижнюю камеру 64.
Далее сделана ссылка на фиг. 5, которая иллюстрирует тарельчатый клапан 15 в первом рабочем положении, в котором верхняя, выступающая наружу закраина 74 поверхности 44 уплотнения для рециркулируемого воздуха посажена вплотную на верхней поверхности перегородки 58, а нижняя, выступающая внутрь закраина 46 посажена вплотную на нижней стенке 54 впускного канала 14 полностью вокруг нагнетательного впуска 72. Это эффективно блокирует воздушный поток из впуска 70 для рециркулируемого воздуха в нагнетательный впуск 72. Как следует принимать во внимание, когда тарельчатый клапан 15 находится в этом положении, поверхность 40 уплотнения впуска для свежего воздуха расположена в стороне от впуска 68 для свежего воздуха, и свежий воздух свободно протекает через впуск 68 в первую или верхнюю камеру 62, а затем, через проход 42 для свежего воздуха в тарельчатом клапане 15 вниз через центральный проем 76 для потока, предусмотренный концентрически в пределах нижней закраины 46 тарельчатого клапана 15, а затем, через нагнетательный впуск 72 в нагнетатель 16. В особенности, обратите внимание на стрелки A действия на фиг. 5. Когда тарельчатый клапан 15 находится в первом положении, следует принимать во внимание, что только свежий воздух направляется через впускной канал 14 в нагнетатель 16. Любой поток рециркулируемого воздуха отсекается тарельчатым клапаном 15.
Далее сделана ссылка на фиг. 6, иллюстрирующую тарельчатый клапан 15 во втором положении. В этом положении, тарельчатый клапан 15 был перемещен в первую или верхнюю камеру 62, так чтобы поверхность 40 уплотнения впуска для свежего воздуха полностью контактировала и запечатывалась вплотную к первой торцевой стенке или верхней стенке 52, полностью закрывая впуск 68 для свежего воздуха. Поскольку тарельчатый клапан 15 находится в первой или верхней камере 62, поверхность 44 уплотнения для рециркулируемого воздуха тарельчатого клапана 15 была перемещена в сторону от впуска 70 для рециркулируемого воздуха, который содержит ряд проемов, которые продолжаются не меньше, чем на этапе 360° вокруг цилиндрической боковой стенки 56 впускного корпуса 50. Соответственно, поток рециркулируемого воздуха свободно проходит через впуск 70 для рециркулируемого воздуха во вторую или нижнюю камеру 64, а затем, через нагнетательный впуск 72 в нагнетатель 16. Тогда как система вентиляции уровня техники, оборудованная поворотной створкой D, как проиллюстрировано на фиг. 1, ограничивает впуск R для рециркулируемого воздуха только одной стороной корпуса H впускного канала, тарельчатый клапан 15 настоящей системы 10 вентиляции транспортного средства предоставляет впуску 70 для рециркулируемого воздуха возможность продолжаться по существу на 360° полностью вокруг корпуса 50, тем самым, обеспечивая проем с большей площадью поверхности для усиленного воздушного потока, который также одновременно устанавливает более низкую силовую нагрузку на электродвигателе нагнетателя.
Далее сделана ссылка на фиг. 7, иллюстрирующую тарельчатый клапан 15 в третьем или промежуточном положении, обеспечивающем возможность протекания смеси свежего воздуха и рециркулируемого воздуха через впускной канал 14 в нагнетатель 16. Обратите внимание на стрелки C действия.
Далее сделана ссылка на фиг. 8a, 8b и 9, иллюстрирующие один из возможных исполнительных механизмов 80, который может использоваться для перемещения тарельчатого клапана 15 между различными рабочими положениями, проиллюстрированными на фиг. 5-7. Как проиллюстрировано, исполнительный механизм 80 может содержать вакуумный двигатель, электродвигатель, двигатель с пневматическим приводом, или тому подобное. Исполнительный механизм 80 присоединен к двум кулачкам 82 посредством приводного вала 84. Каждый кулачок 82 может иметь профиль, как проиллюстрированный на фиг. 8b. Тарельчатый клапан 15 посажен сверху на кулачках 82 (обратите внимание на поверхность 40 уплотнения для свежего воздуха, сидящую верхом на кулачках 82, на фиг. 8a). Тарельчатый клапан 15 направляется в корпусе 50 впускного канала по мере того, как он перемещается между различными рабочими положениями посредством выступающих направляющих штифтов 86, которые ездят в направляющих каналах 88, предусмотренных в боковой стенке 56.
Подводя итог вышесказанному, система 10 вентиляции транспортного средства обеспечивает некоторое количество выгод и преимуществ, в том числе, но не обязательно в качестве ограничения, (a) обеспечение более равномерного воздушного потока в нагнетатель 16, (b) предоставление большего впуска 70 для рециркулируемого воздуха во впускном канале 14, (c) компоновочные выгоды, связанные с впускным каналом более низкого общего веса, (d) улучшенные возможности уплотнения, (e) более низкие шум и вибрация системы HVAC (системы обогрева, вентиляции и кондиционирования воздуха), (f) более низкая потребляемая мощность электродвигателя нагнетателя, (g) улучшенная эффективность нагнетателя, (h) более низкое падение давления на впускном канале и (i) более низкие затраты на инструментальную оснастку. Преимущественно, тарельчатый клапан 15, включенный в систему 10 вентиляции транспортного средства, также связан с полезным способом управления потоком свежего воздуха и рециркулируемого воздуха через систему 10 вентиляции транспортного средства. Такой способ может быть описан в общих чертах в качестве содержащего этап снабжения канала 14 для впуска воздуха, имеющего впуск 68 для свежего воздуха, впуск 70 для рециркулируемого воздуха и нагнетательный впуск 72, тарельчатым клапаном 15. Дополнительно, способ включает в себя перемещение тарельчатого клапана 15 между первым положением, открывающим только впуск 68 для свежего воздуха, вторым положением, открывающим только впуск 70 для рециркулируемого воздуха, и третьим положением, открывающим как впуск для свежего воздуха, так и впуск для рециркулируемого воздуха. Кроме того еще, способ может быть описан в качестве включающего в себя дополнительный этап втягивания воздуха из впускного канала 14 через нагнетательный впуск 72 посредством нагнетателя 16.
Вышеизложенное было представлено в целях иллюстрации и описания. Оно не предназначено для того, чтобы быть полным или чтобы ограничивать варианты осуществления точной раскрытой формой. Очевидные модификации и варианты возможны в свете вышеприведенных доктрин. Например, как проиллюстрировано на фиг. 4, нижняя поверхность, противоположная поверхности 40 уплотнения для свежего воздуха, может включать в себя возможные лопасти 90 для предварительной закрутки воздушного потока через тарельчатый клапан 15 перед тем, как он поступает в нагнетатель 16. Это должно уменьшать турбулентность и повышать эффективность работы. Все такие модификации и варианты находятся в пределах объема прилагаемой формулы изобретения, когда интерпретируются в соответствии с объемом притязаний, на который им дано право объективно, по закону и по справедливости.
Реферат
Изобретение относится к системе вентиляции транспортных средств. Система вентиляции содержит впускной канал, содержащий тарельчатый клапан. Система также содержит радиатор испарителя, радиатор отопителя, воздушный выпускной канал и нагнетатель. Нагнетатель перемещает воздух из впускного канала через по меньшей мере одно из радиатора испарителя и радиатора отопителя, чтобы выпускался для выпуска через воздушный выпускной канал. Достигается улучшение системы вентиляции. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 10 ил.
