Устройство управления средством перекрывания воздуха для системы обогрева, вентиляции и/или кондиционирования, в частности, кабины транспортного средства - RU2497693C2
Код документа: RU2497693C2
Чертежи
Описание
Изобретение относится к области систем обогрева, вентиляции и/или кондиционирования и, в частности, к устройствам управления средством перекрывания воздуха, которым оборудована такая система. Объектом изобретения является устройство управления, содержащее приводной вал, шарнирно соединенный с ведомым валом с целью приведения во вращение средства перекрывания воздуха, установленного на ведомом валу.
В области систем обогрева, вентиляции и/или кондиционирования для автотранспортных средств известны системы обогрева, вентиляции и/или кондиционирования, оборудованные, в частности, органом нагнетания воздуха, таким как пульсатор, средством обогрева, таким как радиатор, и/или средством охлаждения, таким как испаритель, и каналами, оборудованными средствами перекрывания, обеспечивающими открывание и закрывание канала и, следовательно, распределение и направление обрабатываемого воздуха к разным зонам кабины транспортного средства, причем этот воздух может быть горячим или холодным, или иметь смешанную температуру, получаемую в результате смешивания горячего воздушного потока и холодного воздушного потока в регулируемой пропорции.
Обычно эти системы обогрева, вентиляции и/или кондиционирования содержат, по меньшей мере, одно шарнирно установленное средство перекрывания, которое направляет воздух в верхнюю часть приборного щитка для выполнения функции вентиляции, и шарнирно установленное средство перекрывания, которое направляет воздух в нижнюю часть кабины, обычно в сторону ног. Эти средства перекрывания работают во взаимодействии согласно правилам распределения для обеспечения комфорта пассажиров кабины автотранспортного средства.
Известно управление вращением этих средств перекрывания, установленных в воздушном канале, с целью управления воздушным потоком. Такое средство перекрывания выполнено, в частности, в виде створки, такой как створка типа «флажка», створка типа «дросселя», створка типа «барабана» или аналогичного органа, установленного на опоре с возможностью вращения. Опорой может быть короб или канал в конструкции системы обогрева, вентиляции и/или кондиционирования. Поворот средства перекрывания или створки в первое крайнее положение обеспечивает циркуляцию и/или выпуск воздушного потока, проходящего по воздушному каналу, и во второе крайнее положение - остановку циркуляции и/или выпуска части воздушного потока, проходящего по воздушному каналу. В промежуточных положениях средство перекрывания или створка обеспечивает циркуляцию и/или выпуск части воздушного потока, проходящего по воздушному каналу, при этом пропорция части воздушного потока, проходящего по воздушному каналу, зависит от степени открывания средства перекрывания или створки в воздушном канале.
Для управления вращением такой створки, как известно, приводной вал соединяют с ведомой осью, служащей опорой для створки, при помощи системы шатунов. Для ограничения габаритов устройства управления, оптимизации его эксплуатации и/или обеспечения одновременного регулирования нескольких воздушных потоков, циркулирующих в соответствующих различных воздушных каналах, как известно, используют приводной вал для управления одной или несколькими створками, связанными с соответствующим воздушным каналом, и при помощи системы шатунов приводной вал соединяют с ведомым валом. Сам ведомый вал выполняют с возможностью установки на нем одной или нескольких створок, связанных с одним или несколькими соответствующими воздушными каналами.
Для таких конструкций необходимо строго соблюдать определенное правило распределения, которое обуславливает относительные положения различных створок, установленных на приводном валу и/или ведомом валу. В частности, управление и относительные положения различных створок зависят от конструкции короба системы обогрева, вентиляции и/или кондиционирования и/или различных каналов, по которым направляются различные воздушные потоки. При этом стремятся выполнить устройство управления не только таким образом, чтобы оптимизировать число створок, управляемых одним и тем же устройством управления, но также, чтобы управлять различными створками в соответствии с условиями кинематики, которые для них характерны или которые зависят друг от друга в соответствии с требуемыми условиями обработки воздуха в кабине транспортного средства.
Кроме того, желательно, чтобы створки, установленные в положение закрывания, то есть в положение полного перекрывания связанного с ними воздушного потока, обеспечивали абсолютную герметичность. Кроме того, следует также учитывать необходимость упрощения конструкции устройств управления путем ограничения числа элементов, входящих в их состав, и их сложности, чтобы снизить стоимость их производства и монтажа в системе обогрева, вентиляции и/или кондиционирования.
В области систем обогрева, вентиляции и/или кондиционирования широко используют устройство управления, включающее, по меньшей мере, один кулачок, связанный с системой шатунов, при этом кулачок входит в зацепление с приводным валом и связан с ведомым валом при помощи системы шатунов. Можно, в частности, указать документ FR 2806041, в котором описано устройство управления, по меньшей мере, одной створкой, использующее кулачок управления и набор шатунов.
Использование кулачков позволяет строго контролировать поворотное движение одной или нескольких створок. Кроме того, ход поворота створки или створок ограничен ходом кулачка, что позволяет устанавливать створку в положение закрывания согласно соответствующим положениям упора в конце хода кулачка, за счет чего достигается абсолютная герметичность в положении закрывания.
Вместе с тем, ход поворота створки, ограниченный ходом кулачка, остается ограниченным и порождает трудности, связанные с эксплуатацией и монтажом устройства управления внутри системы обогрева, вентиляции и/или кондиционирования. Эта трудность проявляется еще больше, когда герметичности створки в закрытом положении достигают за счет упора шатуна, связанного с приводным валом, в частности, в конце пути кулачков. Отсюда возникает необходимость строгого определения хода кулачка, что представляется сложным и приводит к увеличению затрат, а также вызывает эффект гистерезиса, который сказывается на надежности работы и на точности кинематики створки.
Кроме того, интегрирование устройства управления внутри системы обогрева, вентиляции и/или кондиционирования приводит к увеличению ее габаритов и, в частности, конструктивного короба системы обогрева, вентиляции и/или кондиционирования, внутри которого выполнены воздушные каналы, а также смесительной камеры, с которой сообщаются воздушные каналы. Разработка и выполнение такого короба являются сложными и дорогими с учетом необходимости приведения в точное соответствие воздушных каналов и установки устройства или устройств управления в зависимости от места расположения створок и согласно связанным с ними различным условиям кинематики для обеспечения необходимой обработки воздуха внутри кабины транспортного средства.
Настоящее изобретение призвано предложить устройство управления для системы обогрева, вентиляции и/или кондиционирования, в частности, кабины транспортного средства. Устройство управления содержит приводной вал, шарнирно соединенный при помощи, по меньшей мере, одного соединительного шатуна с ведомым валом, на котором установлено, по меньшей мере, одно первое средство перекрывания воздуха, выполненное с возможностью перекрывания циркуляции воздушного потока по первому воздушному каналу системы в положении закрывания и/или обеспечения циркуляции воздушного потока по первому воздушному каналу системы, по меньшей мере, в одном положении открывания.
Согласно настоящему изобретению, приводной вал содержит, по меньшей мере, одно колено, содержащее вынесенный шарнирный палец, соединенный во вращении с соединительным шатуном и образующий выемку, выполненную в приводном валу.
Различные средства перекрывания, которые содержит система обогрева, вентиляции и/или кондиционирования, представляют собой, например, створку с клапаном, створку типа «флажка», створку типа «барабана», створку типа «дросселя» или любой другой аналогичный орган, выполненный с возможностью поочередного перемещения между одним или несколькими положениями открывания и одним или несколькими положениями закрывания.
Настоящее изобретение содержит шатунно-кривошипный механизм, состоящий, по меньшей мере, из трех шатунов, в том числе приводного шатуна, связанного с приводным валом и шарнирно продолженного соединительным шатуном, связанным с ведомым шатуном, соединенным с ведомым валом. Один или несколько соединительных шатунов выполнены с возможностью установки между приводным шатуном и ведомым шатуном.
При такой конструкции выемка, выполненная на приводном валу, способствует прохождению соединительного шатуна во время поворота приводного вала в заданном угловом диапазоне, в частности, на 360°.
Согласно настоящему изобретению, приводной вал выполнен в виде коленчатого вала, содержащего колено и связанного с выемкой, выполненной напротив колена на приводном валу вдоль его общей оси вращения. Выполнение приводного вала в виде коленчатого вала соответствует радиальному смещению колена по отношению к общей оси вращения приводного вала. Ось расширения колена и общая ось расширения приводного вала расположены параллельно друг другу.
Таким образом, приводной вал предпочтительно приводится во вращение только в одном направлении вращения.
Предпочтительно устройство управления содержит, по меньшей мере, одно средство ограничения хода первого средства перекрывания воздуха, определяющее, по меньшей мере, одно положение открывания и/или, по меньшей мере, одно положение закрывания.
Средство ограничения хода может быть, например, связано с подвижностью ведомого шатуна.
Связь средства ограничения хода с ведомым шатуном может конструктивно соответствовать связи средств ограничения хода с первым органом селективного распределения воздуха и/или с ведомым валом и даже с любым другим органом, неподвижно соединенным с возможностью перемещения вместе с ведомым шатуном.
Например, средство ограничения хода содержит, по меньшей мере, один элемент упора, установленный на пути ведомого вала и/или первого средства перекрывания воздуха и/или ведомого шатуна. Такой элемент упора установлен, в частности, на конструктивном элементе системы обогрева, вентиляции и/или кондиционирования, образующем воздушный канал. Конструктивным элементом могут быть, в частности, короб обработки воздуха кабины транспортного средства и распределения этого обработанного воздуха в заранее определенные зоны кабины или воздушный канал, входящий в состав системы.
Кроме того, первое средство перекрывания воздуха содержит уплотнительные средства, выполненные с возможностью обеспечения герметичного закрывания первого воздушного канала системы в положении закрывания.
Герметичное закрывание первого воздушного канала системы обеспечивается тяговым усилием, прикладываемым к соединительному шатуну, или в альтернативном варианте - усилием сжатия, действующим на соединительный шатун.
Уплотнительными средствами предпочтительно является гибкий уплотнительный орган, такой как деформирующаяся прокладка, установленная на периферии первого средства перекрывания воздуха, или аналогичный орган, который сжимается в положении упора.
Согласно варианту выполнения, предпочтительно на ведомом валу устанавливают несколько первых средств перекрывания воздуха, соответственно связанных с воздушным каналом. Эти первые средства перекрывания воздуха могут быть расположены на одной линии и/или могут быть смещены относительно друг друга вдоль общей оси расширения ведомого вала. Эти первые средства перекрывания воздуха выполнены также с возможностью ориентирования относительно друг друга в их общей плоскости вдоль плоскостей, которые могут быть как параллельными, так и сходящимися.
Предпочтительно на приводном валу устанавливают, по меньшей мере, одно второе средство перекрывания воздуха, соответственно связанное со вторым воздушным каналом. Это второе средство перекрывания воздуха может быть как на одной линии, так и радиально смещенным относительно первого средства перекрывания воздуха.
Колено приводного вала образует соединение между двумя участками приводного вала. В частности, колено приводного вала выполнено в виде приводного шатуна, содержащего два рычага, неподвижно соединенные с участками приводного вала. Ось колена приводного вала выполнена в виде шарнирного пальца.
Согласно варианту выполнения, приводной шатун сформирован единственным рычагом, на котором установлен шарнирный палец и который входит в зацепление своим соответствующим концом с одним из участков приводного вала. Согласно настоящему изобретению, колено приводного вала в этом случае содержит, по меньшей мере, один рычаг, на котором выполнен шарнирный палец.
Согласно другому варианту выполнения приводного шатуна, образующего колено приводного вала, рычаги приводного шатуна образованы находящимися друг против друга краями двух вторых смежных средств перекрывания воздуха. Ось приводного шатуна образована шарнирным пальцем, который одновременно установлен на находящихся друг против друга краях, образующих между собой выемку.
Приведения во вращение соединительного шатуна при помощи шарнирного пальца достигают как за счет монтажа с возможностью вращения шарнирного пальца, с которым неподвижно соединен соединительный шатун, так и за счет неподвижного соединения шарнирного пальца с приводным валом и монтажа с возможностью свободного поворота соединительного шатуна вокруг шарнирного пальца.
Оси подвижности различных шатунов, входящих в состав шатунно-кривошипного механизма, предпочтительно ориентированы параллельно таким образом, чтобы общий габарит шатунно-кривошипного механизма по существу входил в одну общую плоскость в соответствии с толщиной шатунов. Шатунно-кривошипный механизм выполнен с возможностью установки как снаружи, так и внутри конструктивного элемента системы обогрева, вентиляции и/или кондиционирования, образующего воздушный канал или воздушные каналы.
Входящие в состав шатунно-кривошипного механизма шатуны можно выполнять путем литья, как из пластического, так и из металлического материала.
Согласно конструкции устройства управления в соответствии с настоящим изобретением, на своем пути соединительный шатун не встречает никакого препятствия, в частности, какого-либо кулачкового устройства и/или, например, приводного вала или даже второго органа селективного распределения воздуха. Соединительный шатун и/или величину радиального смещения колена, входящего в состав конструкции приводного вала, выполненного в виде коленчатого вала, можно легко адаптировать как с точки зрения общего шатунно-кривошипного механизма, так и с точки зрения искомой кинематики для ведомого шатуна.
Возможность управления приводным шатуном в угловом диапазоне, который может достигать 360°, обеспечивает также легкую адаптацию шатунно-кривошипного механизма шатуна в зависимости от потребностей и любую установку относительных положений приводного вала и ведомого вала, предпочтительно при помощи, по меньшей мере, одного соединительного шатуна, установленного между ними. Эти преимущества достигаются также при меньшей стоимости изготовления и монтажа устройства управления и с меньшими габаритами, что отражается в целом на конструкции системы обогрева, вентиляции и/или кондиционирования и позволяет упростить и более легко разработать эту конструкцию, в частности, что касается содержащегося в ней короба регулирования температуры воздуха.
Возможность поворота приводного шатуна в диапазоне 360° позволяет приводить его в движение в одном и том же направлении вращения и, тем не менее, передавать поочередное разнонаправленное вращательное движение для отклонения ведомого шатуна. С учетом движения вращения приводного шатуна шатунно-кривошипный механизм можно легко выполнить с возможностью обеспечения необходимого отклонения ведомого шатуна в ограниченном диапазоне, в частности в угловом диапазоне менее 180°. Это позволяет легко организовать собственную кинематику для первых средств перекрывания воздуха и для вторых средств перекрывания воздуха, соответственно установленных на ведомом валу и на приводном валу, несмотря на их связь через шатунно-кривошипный механизм. Это позволяет также легко обеспечивать герметичное закрывание первого средства перекрывания воздуха за счет использования тягового усилия или усилия сжатия, по меньшей мере, на одном из шатунов, входящих в состав шатунно-кривошипного механизма.
Конструкция колена, являющегося часть приводного вала, может быть любой, и, следовательно, может быть легко адаптирована в зависимости от потребностей и от относительных положений между приводным валом, шатунно-кривошипным механизмом и ведомым валом в соответствии с требуемой для последнего кинематикой и наличием свободного места внутри конструктивного элемента системы. Колено можно легко выполнить путем любого радиального смещения относительно общей оси вращения приводного вала путем интегрирования в этот вал или соединения с ним или с возможным использованием органов селективного распределения воздуха, установленных на приводном валу.
Соединение между соединительным шатуном и приводным шатуном приводного вала можно легко осуществить путем посадки, защелкивания, при помощи устройства с шипом, при помощи штифта или любого аналогичного простого конструктивного средства. Такое шарнирное соединение можно также легко использовать для соединения различных шатунов, входящих в шатунно-кривошипный механизм, на их различных осях вращения и/или соответствующих осях вращения.
Полученная кинематика соединительного шатуна является равномерной и позволяет избежать влияния гистерезиса на передачу движения вращения от приводного вала на ведомый шатун.
Поскольку приводной шатун выполнен с возможностью управления в диапазоне, который может доходить до 360°, средства ограничения хода первого средства перекрывания воздуха можно отделить от движения вращения приводного вала в диапазоне 360°, и шатунно-кривошипный механизм можно использовать для обеспечения герметичности первого органа селективного распределения воздуха в положении закрывания.
В частности, соответствующую кинематику различных шатунов, входящих в состав шатунно-кривошипного механизма, можно предусмотреть любой, то есть с не очень строгими требованиями точности. Ограничение хода всех этих шатунов обеспечивают при помощи средств упора, связанных с приводным валом и/или с первым средством перекрывания воздуха для ограничения хода этого средства в соответствии с различными выбираемыми положениями.
Первым преимуществом такого выполнения является упрощение конструкции устройства управления. Кроме того, вторым преимуществом этого выполнения является достигаемая абсолютная герметичность первого средства перекрывания воздуха в положении закрывания. В частности, умеренные требования точности позволяют слегка увеличить длину, по меньшей мере, одного из шатунов, входящих в состав шатунно-кривошипного механизма. Необходимой герметичности первого средства перекрывания воздуха достигают во время его прижатия к средствам упора, в результате чего, по меньшей мере, на один из шатунов, входящих в состав шатунно-кривошипного механизма, действует напряжение, приводящее к его небольшому растяжению или его небольшому сжатию и, следовательно, к упругому прижатию первого средства перекрывания воздуха в положении закрывания при помощи упруго деформирующегося уплотнительного органа, такого как гибкая периферическая прокладка или аналогичный орган, которым оборудовано это средство.
Настоящее изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
фиг.1 - вид в перспективе устройства управления в соответствии с первым вариантом выполнения;
фиг.2 - вид сверху приводного вала, входящего в состав устройства управления, показанного на фиг.1;
фиг.3 и 4 - схематичный вид в перспективе приводных валов устройств управления в соответствии с настоящим изобретением, согласно второму и третьему вариантам выполнения;
фиг.5-8 - схемы, иллюстрирующие последовательно принцип работы устройства управления в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.1 показан вид в перспективе устройства управления согласно первому варианту выполнения. Устройство управления предназначено для приведения во вращение первого средства 1 перекрывания воздуха. Согласно первому примеру выполнения, первое средство 1 перекрывания воздуха представляет собой створку типа «дросселя». Этот пример выполнения ни в коем случае не является ограничительным, так как первое средство 1 перекрывания воздуха может также быть створкой типа «флажка» или створкой типа «барабана». Первое средство 1 перекрывания воздуха установлено на ведомом валу 2. Ведомый вал 2 образует ось вращения первого средства 1 перекрывания воздуха.
Устройство управления предназначено для оборудования системы обогрева, вентиляции и/или кондиционирования транспортного средства. Устройство управления устанавливают внутри короба обработки воздушного потока, который распределяется в кабине транспортного средства.
Такие средства перекрывания воздуха устанавливают, в частности, на связанном с ними воздушном канале и выполнены с возможностью перемещения между положением закрывания, в котором они препятствуют циркуляции воздуха по каналу, и одним или несколькими положениями открывания, в которых воздушный поток циркулирует по всему или в части воздушного канала. Такие положения открывания могут быть заранее определенными положениями открывания между крайними положениями открывания и закрывания средства перекрывания воздуха или могут быть промежуточными положениями открывания между двумя крайними положениями открывания и закрывания.
В варианте выполнения, показанном на фиг.1, первое средство 1 перекрывания воздуха является единственным. Этот пример не является ограничительным. Можно предусмотреть несколько первых средств 1 перекрывания воздуха, которые могут быть установлены на одном и том же ведомом валу 2 и могут управляться устройством управления.
Ведомый вал 2 выполнен с возможностью шарнирной установки на несущей конструкции системы обогрева, вентиляции и/или кондиционирования, такой как короб тепловой обработки и распределения или воздушный канал, с которым связано первое средство 1 перекрывания воздуха. Направления, положения и размеры различных первых средств 1 перекрывания воздуха могут быть одинаковыми или отличаться от одного средства к другому, по меньшей мере, между двумя первыми средствами 1 перекрывания воздуха.
Устройство управления содержит приводной вал 3 и шатунно-кривошипный механизм 4, установленный между приводным валом 3 и первым средством 1 перекрывания воздуха.
Шатунно-кривошипный механизм 4 образует устройство соединения между приводным валом 3 и первым средством 1 перекрывания воздуха. Этот шатунно-кривошипный механизм 4 может быть выполнен в виде совокупности соединенных между собой шатунов или просто тяг.
Согласно фиг.1, шатунно-кривошипный механизм 4 содержит, по меньшей мере, один соединительный шатун 5, шарнирно установленный с возможностью вращения относительно приводного вала 3 при помощи приводного шатуна 10. Соединительный шатун 5 шарнирно соединен, по меньшей мере, с одним ведомым шатуном 6, входящим в зацепление с первым средством 1 перекрывания воздуха.
Часть этих элементов показана также на фиг.2, на которой показан вид сверху приводного вала 3, входящего в состав устройства управления, показанного на фиг.1.
На приводном валу 3 установлено, по меньшей мере, одно второе средство перекрывания воздуха. Согласно варианту выполнения, показанному на фиг.1, приводной вал 3 содержит два вторых средства 7 и 8 перекрывания воздуха.
Показанный на фиг.1-4 приводной вал 3 выполнен в виде коленчатого вала, содержащего колено 9, смещенное в радиальном направлении по отношению к общей оси А вращения приводного вала 3, и два участка 14 и 15, расположенные по обе стороны от колена 9.
Приводной вал 3 может приводиться во вращение при помощи приводного средства. Таким приводным средством может быть привод, например, микродвигатель или шаговый двигатель или механический орган, например, тросик Боудена, или любое другое приводное средство, выполненное с возможностью приведения во вращение приводного вала 3.
Колено 9 образовано приводным шатуном 10, состоящим из двух рычагов 11 и 12, соединенных между собой шарнирным пальцем 13. Таким образом, шарнирный палец 13 смещен по отношению к общей оси А вращения приводного вала 3.
Рычаги 11 и 12 соответственно неподвижно соединены с двумя участками 14 и 15 приводного вала 3. Оба рычага 11 и 12, соединенные шарнирным пальцем 13, образуют выемку 16, расположенную между двумя участками 14 и 15 приводного вала 3. Выемка 16 образует проход, в котором может перемещаться соединительный шатун 5 во время его приведения во вращение приводным валом 3 в угловом диапазоне, который может достигать 360°.
Соединительный шатун 5 установлен с возможностью поворота вокруг шарнирного пальца 13 и, благодаря наличию выемки 16, может перемещаться согласно кинематики, определяемой шатунно-кривошипным механизмом 4, в результате вращения приводного вала 3.
Наличие выемки 16 обеспечивает перемещение соединительного шатуна 5, соединенного с шарнирным пальцем 13 в диапазоне поворота, который может достигать 360°. При этом, несмотря на шарнирное соединение с приводным валом 3, обеспечивается непрерывное вращение соединительного шатуна 5 за счет наличия прохода в выемке 16.
Вариант выполнения, показанный на фиг.3, представляет собой усовершенствованную версию устройства управления, показанному на фиг.1. Согласно этому варианту выполнения, два вторых средства 7 и 8 перекрывания воздуха содержат соответствующие края 17 и 18, расположенные в плоскостях, перпендикулярных к общей оси А вращения приводного вала 3. Края 17 и 18 обеспечивают лучшее прохождение воздушного потока, соответственно направляемого вторыми средствами 7 и 8 перекрывания воздуха. В этом примере выполнения края 17 и 18 двух вторых средств 7 и 8 перекрывания воздуха отделены от рычагов 11 и 12 приводного шатуна 10.
В варианте выполнения, показанном на фиг.4, рычаги 11 и 12 приводного шатуна 10 установлены на находящихся друг против друга краях 17 и 18 двух вторых органов 7 и 8 селективного распределения воздуха. Согласно этому варианту выполнения, шарнирный палец 13 соединяет между собой края 17 и 18. Края 17 и 18 отделены друг от друга промежутком, соответствующим выемке 16. Этот промежуток является размером, который обеспечивает прохождение соединительного шатуна 5 во время его вращения приводным валом 3.
Показанный на фиг.5-8 шатунно-кривошипный механизм 4 содержит приводной шатун 10, соединительный шатун 5 и ведомый шатун 6. С учетом разнообразия характеристик выполнения шатунно-кривошипного механизма 4 и, в частности, длины и/или относительных взаимных положений шатунов можно легко адаптировать кинематику первого средства 1 перекрывания воздуха. Кроме того, изменение конструктивных характеристик шатунно-кривошипного механизма 4 обеспечивает возможность поворота приводного вала 3 в первом угловом диапазоне, который может достигать вращения на 360°, что приводит к повороту ведомого вала 2 во втором переменном угловом диапазоне, который может доходить до вращения на 360°.
Согласно характеристикам выполнения шатунно-кривошипного механизма 4, первый и второй угловые диапазоны могут быть одинаковыми или разными. В частности, вращение на 360° приводного вала 3 может привести к повороту в определенном угловом диапазоне между двумя крайними положениями, например, отстоящими друг от друга на угол 270°. Кроме того, можно предусмотреть прерывистое перемещение ведомого вала 2 во время непрерывного вращения приводного вала 3.
Кинематика управления первым средством 1 перекрывания воздуха, установленным на ведомом валу 2, отличается от кинематики управления второго или вторых средств 7 и 8 перекрывания воздуха, установленных на приводном валу 3. Поскольку разные оси вращения шатунов направлены параллельно, габариты шатунно-кривошипного механизма 4 и, следовательно, всех элементов, определяющих кинематику управления различными средствами перекрывания, находятся в одной плоскости, соответствующей толщине шатунов. Следовательно, шатунно-кривошипный механизм может быть установлен как внутри, так и предпочтительно снаружи конструктивного элемента, на котором установлено устройство.
Согласно варианту выполнения, показанному на фиг.5-8, устройство управления содержит, по меньшей мере, одно средство 20 ограничения хода первого средства 1 перекрывания воздуха.
Согласно не ограничительному альтернативному варианту, средство 20 ограничения хода может быть выполнено в соответствии с ходом соединительного шатуна 5, который приводится во вращение приводным валом 3 и который определяет заранее определенный ход углового отклонения ведомого шатуна 6 в угловом диапазоне, в частности, менее 180° между положениями открывания и закрывания первого органа 1 селективного распределения воздуха.
В частности, средство 20 ограничения хода определено особыми характеристиками выполнения шатунно-кривошипного механизма 4, соответствующими длине, относительным положениям и кинематике различных шатунов, входящих в состав шатунно-кривошипного механизма 4.
Согласно другому варианту выполнения, который можно рассматривать отдельно или в комбинации с предыдущим, средство 20 ограничения хода образовано, по меньшей мере, одним упорным элементом 21, установленным на пути первого средства 1 перекрывания воздуха. Альтернативно или дополнительно упорный элемент 21 можно устанавливать на пути, который проходит ведомый шатун 6 и/или ведомый вал 2.
Предпочтительно упорный элемент 21 устанавливают на конструктивном элементе системы обогрева, вентиляции и/или кондиционирования, таком как короб тепловой обработки воздуха кабины и/или канал распределения воздуха. Такой монтаж на конструктивном элементе системы обогрева, вентиляции и/или кондиционирования позволяет определять положение конца хода относительно фиксированной точки отсчета. Положение конца хода соответствует положению, в котором упорный элемент 21 входит в контакт с первым средством 1 перекрывания воздуха и/или ведомым шатуном 6 и/или ведомым валом 2.
Предпочтительно средство 20 ограничения хода связано со средствами 22 уплотнения первого средства 1 перекрывания воздуха. Уплотнительные средства 22, в частности, в положении закрывания способствуют герметичному закрыванию воздушного канала, в котором находится первое средство 1 перекрывания воздуха.
Например, упорный элемент 21 может быть связан с упругим деформирующимся органом, установленным на первом средстве 1 перекрывания воздуха и образующим уплотнительные средства 22. Уплотнительные средства 22 выполнены таким образом, чтобы ведомый шатун 6 в своем положении закрывания, опираясь на упорный элемент 21, заставлял прижиматься уплотнительные средства 22, по меньшей мере, к одной стенке канала, связанного с соответствующим первым средством 1 перекрывания воздуха.
Упорный элемент 21 может быть конструктивно деформирующимся. Он может представлять собой гибкий уплотнительный элемент, сжимаемый во время прихода в положение упора первого средства 1 перекрывания воздуха. Альтернативно или дополнительно он может быть выполнен в виде упругих откидных средств. Например, упорный элемент 21 можно комбинировать с деформацией, по меньшей мере, одного из шатунов шатунно-кривошипного механизма 4, например, деформацией прогиба или растяжения под действием усилия ведомого шатуна 6, опирающегося на упорный орган 21.
В варианте выполнения, показанном на фиг.5, шатунно-кривошипный механизм 4 находится в исходном положении. При этом положении ведомый шатун 6 ориентирован, например, таким образом, чтобы первое средство 1 перекрывания воздуха находилось в положении закрывания.
Показанный на фиг.6 приводной вал 3 приводится во вращение в направлении часовой стрелки с соответствующим перемещением соединительного шатуна 5 и передачей движения от соединительного шатуна 5 на ведомый шатун 6, обеспечивающий вращение в направлении часовой стрелки ведомого вала 2. В этой конфигурации первое средство 1 перекрывания воздуха находится в оптимальном положении открывания.
Как показано на фиг.7, вращение приводного вала 3 продолжается по часовой стрелке и, следовательно, приводит к вращению против часовой стрелки ведомого шатуна 6 и к установке закрывания ведомого вала 2 в первоначальное положение.
Как показано на фиг.8, продолжение вращения приводного вала 3 в направлении по часовой стрелке приводит к созданию напряжения, действующего на первое средство 1 перекрывания воздуха. Таким образом, ведомый шатун 6 продолжает свое движение поворота в направлении против часовой стрелки под действием вращения соединительного шатуна 5.
Начиная от положения, в котором первое средство 1 перекрывания воздуха находится в положении закрывания, и, следовательно, упорный элемент 21 находится в контакте с первым средством 1 перекрывания воздуха и/или ведомым шатуном 6 и/или ведомым валом 2, продолжение вращения ведомого шатуна 6 против часовой стрелки под действием вращения соединительного шатуна 5 приводит к сжатию упорного элемента 21.
Сжатие упорного элемента 21 может сопровождаться деформацией уплотнительных средств 22 на воздушном канале, в котором находится первое средство 1 перекрывания воздуха. Таким образом, обеспечивается отличная герметичность в положении закрывания.
В этом варианте выполнения герметичность обеспечивается путем растяжения соединительного шатуна 5, в результате чего происходит сжатие упорного элемента 21. Во время вращения по часовой стрелке приводного вала 3 сжатие упорного элемента 21 является постепенным до достижения максимума. Начиная от этого положения, упорный элемент 21 постепенно разжимается.
В варианте выполнения, не показанном на фигурах, и согласно другому выполнению шатунно-кривошипного механизма 4, герметичность обеспечивается за счет сжатия соединительного шатуна 5, вследствие чего происходит сжатие упорного элемента 21. Согласно этому варианту выполнения, вращение по часовой стрелке приводного вала 3 приводит к сжатию соединительного шатуна 5, что может привести к прогибу соединительного шатуна 5.
В обоих предыдущих случаях растяжение или сжатие соединительного шатуна 5 обеспечивает стопорение первого средства 1 перекрывания воздуха в положении закрывания.
Предпочтительно во время искомого маневра открывания первого средства 1 перекрывания воздуха приводной вал 3 по-прежнему вращается в том же направлении по часовой стрелке соответственно положениям, показанным на фиг.5-8.
Приведение в движение соединительного шатуна 5 в одном направлении вращения является предпочтительным с точки зрения возможности оптимизации использования устройства управления для нескольких средств перекрывания воздуха, в частности, первого средства 1 перекрывания воздуха и двух вторых средств 7 и 8 перекрывания воздуха, соответственно установленных на ведомом валу 2 и на приводном валу 3, с сокращением габаритов и упрощением конструкции устройства управления.
Кроме того, такая конструкция обеспечивает легкое выполнение шатунно-кривошипного механизма 4, позволяющего легко получать требуемую кинематику для первого средства 1 перекрывания воздуха и вторых средств 7 и 8 перекрывания воздуха, управляемых устройством управления, с одновременным ограничением эффектов гистерезиса.
Следует учесть, что приведение в движение приводного вала 3 в одном направлении вращения не является ограничительным при использовании устройства управления. Действительно, его можно использовать в зависимости от потребностей с вращением соединительного шатуна 5 в одном направлении вращения или в поочередно противоположных направлениях вращения для приведения в действие ведомого шатуна 6 согласно требуемой кинематике. Эта разнообразное управление соединительным шатуном 5 предпочтительно достигается при снижении стоимости производства и при уменьшении габаритов и обеспечивает оптимизированную адаптацию устройства управления внутри системы обогрева, вентиляции и/или кондиционирования в зависимости от возникающих специфических потребностей.
Альтернативно можно использовать два средства 20 ограничения хода, чтобы определять два крайних положения первого средства 1 перекрывания воздуха.
Кроме того, на приводном валу 3 можно установить несколько соединительных шатунов 5, соответственно предназначенных для управления одним или несколькими первыми средствами 1 перекрывания воздуха. В этом случае соответствующие шатунно-кривошипные механизмы, содержащие эти различные соединительные шатуны 5, могут быть свободно и независимо выполнены в зависимости от потребностей управления первым или первыми средствами 1 перекрывания воздуха, с которыми они связаны. Таким образом, можно предусмотреть выполнение на приводном валу 3 одного или нескольких колен 9.
В рамках вариантов выполнения, содержащих несколько средств 1 перекрывания воздуха, можно предусмотреть использование разных средств 20 ограничения хода, соответственно для каждого первого средства 1 перекрывания воздуха.
Кроме того, описанные выше примеры выполнения предусматривают шатунно-кривошипный механизм, содержащий приводной шатун, соединительный шатун и ведомый шатун. Настоящее изобретение охватывает также варианты выполнения, предусматривающие несколько соединительных шатунов между приводным шатуном и ведомым шатуном. Такие конструкции предусмотрены, в частности, для выполнения средств перекрывания воздуха, удаленных друг от друга, и/или в рамках сложных кинематических правил, предусматривающих особые движения одного из средств перекрывания воздуха по отношению к другим средствам перекрывания воздуха.
Согласно альтернативным вариантам выполнения, конструктивные характеристики шатунно-кривошипного механизма позволяют, чтобы приводной вал, совершающий вращение в одном направлении, мог при помощи соединительного шатуна передавать поочередно разнонаправленное движение вращения на ведомый шатун при отклонении. Выемка позволяет получать такое вращение в одном направлении приводного шатуна, который может передавать на соединительный шатун движение вращения, который приводит ведомый шатун в движение в разных направлениях вращения.
Кроме того, устройства управления для систем обогрева, вентиляции и/или кондиционирования, в которых приводной вал вращается по часовой стрелке и против часовой стрелки, тоже являются частью настоящего изобретения.
Изобретение не ограничивается описанными выше вариантами выполнения, представленными исключительно в качестве примеров, и охватывает другие варианты, которые может предусмотреть специалист в рамках формулы изобретения, и, в частности, любые комбинации описанных выше вариантов выполнения.
Реферат
Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Устройство управления для системы обогрева, вентиляции и/или кондиционирования кабины транспортного средства содержит один приводной вал, шарнирно соединенный посредством одного соединительного шатуна с ведомым валом. Ha ведомом валу установлено одно первое средство перекрывания воздуха, выполненное с возможностью перекрывания циркуляции воздушного потока но первому воздушному каналу системы. Приводной вал содержит одно колено, содержащее вынесенный шарнирный палец. Шарнирный палец соединен с возможностью вращения с соединительным шатуном и образует выемку, выполненную в приводном валу. Достигается эффективное вентилирование кабины транспортного средства. 14 з.п. ф-лы, 8 ил.
