CN102224028B - 用于车辆驾驶室的自然空气通风系统 - Google Patents

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Abstract

用于车辆驾驶室的自然空气通风系统，该驾驶室具有封闭空间(参照图1)，该系统包括在外侧设于驾驶室(1)前侧的进风口(9)及一个或多个空气管道(8)，空气管道连接于进风口，允许外界空气进入驾驶室；在驾驶室后壁切出出风口(12)；后壁的出风口(12)经由管道部件(5)连接于具有相配的风口(13)的通气管(4)，而形成气密通道；通气管出口经由空气过滤器(6)连接于发动机的进气歧管，使得当发动机运行时，进入歧管的空气包括驾驶室空间内的空气的经过驾驶室的出风口的部分、及经过通气管的开口(10)的部分外界空气。车辆发动机将不会为了车辆驾驶室内的通风而被增加负荷，因此不存在涉及驾驶室内的通风系统的运行成本。

Description

用于车辆驾驶室的自然空气通风系统
技术领域
本发明涉及一种用于车辆驾驶室的乘员的空气通风系统。更具体地，本发明涉及利用发动机的抽吸动力进行新鲜空气通风并从车辆的驾驶室去除停滞空气。
背景技术
诸如卡车驾驶室等车辆驾驶室被制造成取决于车辆的用途而容纳至少两个人—驾驶员和副驾驶员以及他们的财物。由于卡车还在长途运输中以及从湿热到干冷变化的气候条件下使用，所以通过在驾驶室中安装HVAC单元或送风系统来照顾乘员的舒适感。HVAC系统至少由送风机、压缩机、冷凝器、泵和蒸发器构成，并且从发动机或者从类似电池的外部装置获得动力。从而，该系统给卡车制造商并因此给消费者带来了附加的成本。在不使用HVAC的其它情况下，通过利用送风机将空气吹送到驾驶室中而实现通风。但是，这种替代方案也导致了附加的成本，并且这种替代方案利用发动机动力使送风机运转。
在印度，制造商对大多数驾驶室不提供HVAC系统，以降低卡车的成本。甚至连送风机也被去掉，因此没有办法确保适当的气流进入驾驶室。因此，极大地忽略了乘员的舒适感。经由简单的管道系统或者仅仅在驾驶室的前部开口来在驾驶室中提供新鲜空气入口。该方法对进入驾驶室的气流几乎没有提供控制。该系统的最大缺点在于，没有适当的空气循环模式。此外，这种系统不能确保从驾驶室去除停滞空气。
专利No.US 6004202提出了一种卡车驾驶室通风系统，其包括排气通道，该排气通道从邻近驾驶室后部的顶棚的上通道部开始延伸，穿过下通道部，并且延伸到在驾驶室的底板中开口的出口上方邻近该底板安装的排气口。驾驶室的前部中的进气口(inlet vent)在驾驶室内产生正压，该正压在卡车移动时引起从驾驶室的前部到后部的流通型通风气流。结果，空气流入排气通道的上通道部，并且经由通向驾驶室外部的出口从排气口流出。该排气口包括柔性的弹性体百叶窗(louvers)，该百叶窗通过重力保持在关闭位置，并且在空气经由排气系统流出时移动到打开位置。
专利No.CA 2324687、US 6361428和ZA 200006180A公开了一种车辆通风系统，其安装于车辆的乘员驾驶室的外部结构的上部。乘员驾驶室的外部结构的组成部件限定位于乘员驾驶室的上部、穿过乘员驾驶室的外部结构的开口。管道安装于乘员驾驶室的外部结构，并且具有与乘员驾驶室的外部结构中的开口流体连通的第一端。该管道的第二端位于该管道的第一端的下方，并且通向外界大气并与外界大气流体连通。风扇安装于乘员驾驶室的外部结构，并且被定位成使得：在操作中，风扇能够被操作成使空气移动经过乘员驾驶室的外部结构中的开口。风扇是可控的，以改变其产生的气流的速率和方向。第一旋转阻尼器安装在乘员驾驶室的外部结构中的开口上方，并且能够选择性地打开或关闭，以允许或阻止气流经过乘员驾驶室的外部结构中的开口。第二阻尼器安装在使其沿径向包围风扇的叶轮的位置，并且能够用于控制从风扇的叶轮径向向外的气流或朝向风扇的叶轮径向向内的气流。
专利No.US 6361429描述了一种自动通风系统，其包括两个送风机：将外界空气吸入的前部安装的送风机；和从驾驶室空间排出内部空气的后部安装的风扇。通过连续地吸入和送出，每个送风机的速度被降低，并且伴随的送风机噪声显著地减少。此外，关闭的底板管道将再循环空气从后部送风机引导到前部送风机，从而消除了传统的在再循环模式中通向车辆内部的打开的送风机噪声路径。
在该构思下，设置附加的机械部件以吸取驾驶室内部的空气，并将空气从车辆驾驶室排出，这涉及更多数量的组成部件。
专利No.GB 2341676对车辆空气通风系统进行了阐述。用于道路车辆的驾驶室进气系统具有通风-天气控制单元，其位于车辆的挡风玻璃下方，用于经由仪表板将调节后的环境空气供给到车辆的乘客室。驾驶室进气系统包括两个进气口，所述进气口被定位成将环境空气从比车辆的挡风玻璃的中心高的车辆上部吸入。两个进气管道从相应的进气口连接到通风-天气控制单元，并且沿着车辆的相应A柱延伸。
专利No.US 6186886描述了一种车辆驾驶室冷却系统，其用于获取和排出来自太阳能加热的窗的内表面的加热边界层空气。该系统包括：位于车辆的一个或多个车窗的上边缘上方附近的冷却管道，用于排出热空气；以及至少一个风扇，用于将热空气吸入到冷却管道中。在该空气循环系统中，还使用排气风扇以抽吸来自驾驶室的热空气。空气进气口设置在车辆的底部，该空气进气口可能连同空气一起吸取驾驶室内的灰尘。
专利申请Nos.EP 1623860、CN 1733517、FR 2873954、JP2006046899以及US 2006/0026936描述了用于车辆驾驶室的空气通风模块，其包括能够安装在驾驶室中的选定位置的外壳。该外壳具有空气入口和至少一个空气出口，并且容纳空气推进构件，该空气推进构件包括旋转元件和至少一个马达，该旋转元件用于使容纳在外壳的内腔中的空气运动。该模块还可包括过滤元件。
该系统具有用于使空气运动的外部推进构件，并且该系统是车辆驾驶室的附加模块。
如在专利申请No.US 2007/0249278中公开的那样，驾驶室排气装置使设有可伸缩车窗的车辆通风，并且驾驶室排气装置安装于车辆的一部分，优选安装于门框或者安装在窗面板和窗框之间的开口中。
该驾驶室排气装置包括橡胶清洁器(squeegee)和具有气坝(air dam)、第一部分以及第二部分的通风面板(ventilationpanel)，其中第一部分和第二部分设有成角度定向的孔，从而在车辆内侧产生真空。第一部分和第二部分向外凸出，从而便于在车辆的内部和外部之间产生压力差，因此迫使空气和其它污染物离开车辆内部。
专利申请No.WO 2002/083441公开了一种用于挖掘机和工业车辆驾驶室的通气系统，其包括构建到限定驾驶室的透明侧面的边界的水平元件和竖直支撑件中的扩散器，所述扩散器设计成引导所述透明侧面附近的通风气流，从而产生靠近操作人员身体的均匀的通风。
在该系统中，空气被迫使进入驾驶室内部。该系统具有噪声，并且没有公开驾驶室的内部空气的出口。
现有技术的缺陷：
现有技术中的大多数的驾驶室通风系统设有诸如送风机、排气风扇等附加机械部件，用于使驾驶室内部的空气运动。
大多数的当前系统和现有技术构思严重地依赖于来自驾驶室前部的空气的或外部动力源的冲压效应(ram effect)。
当驾驶员在灰尘/雨天/污染条件下摇起车窗时，几乎没有气流进入驾驶室内，从而导致不适/窒息。
当车辆低速运动并且空气的冲压效应可忽略时，这些问题变得严重。
这些系统的最大缺点是，没有适当建立的空气循环模式。
现有技术中使用的方法对驾驶室内的气流提供极少的控制或者没有提供控制，并且不一定确保从驾驶室中去除停滞空气。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种新鲜空气通风系统，其通过具有贯穿驾驶室(从前到后)的空气循环模式而遍及整个车辆驾驶室，特别是甚至在低速/零速下当车窗被摇起时(当卡车在采矿区/雨季/城市条件下运行时)。
本发明的另一个目的是提供一种即使在低车速/零车速下也能够确保从驾驶室去除停滞空气以增强乘员舒适感的机构。
本发明的又一个目的是提供一种对高成本HVAC和/或送风机单元的替代方案。
本发明的再一个目的是提供一种用于车辆驾驶室的低成本且高效的新鲜空气通风系统。
因此，本发明提供一种用于车辆驾驶室的自然空气循环系统，所述车辆驾驶室具有封闭空间(enclosed space)，所述封闭空间具有前壁、后壁以及侧壁，所述自然空气循环系统包括在外侧设于所述前壁的进风口、以及位于所述驾驶室内的一个或多个空气管道，所述空气管道连接于所述进风口，以允许外界空气进入所述驾驶室内；在所述驾驶室的后壁切出出风口；后壁的所述出风口经由管道部件连接于具有相配的风口的通气管，从而形成气密通道；通气管出口经由空气过滤器连接于发动机的进气歧管，使得当发动机运行时，进入所述进气歧管的空气包括驾驶室空间内的空气的经过所述驾驶室的所述出风口的部分、以及经过所述通气管上的开口的部分外界空气。
附图说明
图1示出了用于这里公开的一个实施方式的车辆驾驶室用空气通风系统的示意性侧视图。
图2示出了根据本发明的一个实施方式的空气通风系统的后视图，其中，气流经过通气管(snorkel)。
具体实施方式
通过下面在优选实施方式中描述的本发明，实现了本发明的上述目的，并且克服了与现有技术和方法相关的问题和缺点。
在附图中示出了本发明，在所有的图中，相同的附图标记表示各幅图中的相应的部件。
为了更好地理解本发明的描述，附上了附图，其中示出了用于车辆驾驶室的新鲜空气通风系统的一个实施方式。
参照图1，车辆驾驶室1设有新鲜空气通风系统，该系统包括进风口(air scoop)9、空气管道8、出风口(exit vent)12、通气管道5以及通气管4。进风口9和空气管道8设置在车辆驾驶室1的前部7，以将新鲜空气引入驾驶室内。进风口9和空气管道8的区域根据进入车辆驾驶室1的气流的需要设计。空气管道出口8在车辆驾驶室1内的位置布置成提供穿过驾驶室1的整个容积的空气循环模式。空气管道8设有金属丝网过滤器(图中未示出)，以避免灰尘、污物、其它异物以及类似的不期望的物质进入。车辆驾驶室1的前部的进风口9以如下方式设计：进风口的上边缘伸出到驾驶室主体外(用通俗的语言来说，像遮雨罩一样)，进风口防止水直接进入到管道内。进风口的下边缘呈一定的角度，这使得通过任何方式进入该处的水滴向下滚到外部，因此防止了水进入管道8中。
在车辆驾驶室1的后壁14切出出风口12。另一个切出的风口13与出风口12对应地设置于通气管4。通气管道5连接车辆驾驶室1的后壁14上的出风口12与通气管4上的切出的风口13，以形成气密通道。金属丝网(图中未示出)设置在出风口12处，以防止诸如纸片或其它这种污物(dirt)等不期望的物质的进入，这些不期望的物质能够沿通气管4向下行进并堵塞空气过滤单元6。
当发动机2运行时，在通气管4中产生抽吸压力，该抽吸压力经由通气管4吸入新鲜空气。由此，发动机2经由通气管4上的开口10吸入来自外界大气的空气，并且经由车辆驾驶室1的后壁14上的出风口12吸入来自车辆驾驶室1的空气。该空气沿通气管4向下行进，在空气过滤单元6处被过滤，然后经由软管11到达发动机2的进气歧管。从车辆驾驶室1吸入的空气将成为由进气歧管吸入的总的空气的一部分。从车辆驾驶室吸入的空气的量将取决于通气管道5的横截面积与通气管4上的通气管开口10的面积之比。该操作将在车辆驾驶室1内产生低压区域。车辆驾驶室1内与周围大气的气压差导致新鲜空气经由装配在车辆驾驶室1的前部的进风口9和空气管道8进入车辆驾驶室1中。这将通过车辆运动时的环境空气的冲压效应而被辅助。该系统在车窗摇起来时能够最佳地工作。
设置一种简单的挡板机构/系统切断机构，用于在不需要自然空气通风机构工作时关闭出风口12。还可以利用百叶窗来开发用于调节经由出风口12流出车辆驾驶室1的气流的机构，其中百叶窗将根据发动机抽吸作用而改变出风口12的横截面积。这种类型的系统能够与送风机相联，从而确保更有效的气流模式。
进风口、空气管道、通气管道以及通气管由诸如金属或纤维增强塑料或者其组合等满足功能和技术要求的任何适当的材料制成。进风口、空气管道、通气管道以及通气管具有正方形、长方形、圆形或五边形等满足功能要求的截面形状。
该系统还用于如下的驾驶室：该驾驶室不具有任何类型的入口管道，而是仅在驾驶室主体具有切口，以使空气进入驾驶室。
通过在本实施方式中描述的本发明，实现了本发明的上述目的，并且克服了与现有技术和方法相关的问题和缺点。
这里提供了优选实施方式的详细描述；然而，应当理解，本发明可以以多种形式来实现。因此，这里公开的具体细节不应理解为限制性的，而是作为权利要求书的基础，并且作为用于教导本领域技术人员以实际且适当的具体系统、结构或物质使用本发明的代表性基础。
上面描述的本发明的实施方式和这里公开的方法将示教本领域技术人员进行进一步的变型和改变。这种进一步的变型和改变可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下进行；本发明的范围由所附权利要求书的范围限定。
本发明的优点：
该系统即使在静止/低车速下以及即使在没有冲压空气进入驾驶室内也能够提供通风。
该系统消除了用于车辆驾驶室通风的来自发动机或电池储备的动力的消耗。
该系统将停滞空气从驾驶室中去除，并且提供建立的空气循环模式。
对于车辆驾驶室的通风来说是成本极低的方案。
该系统的更换成本低。
该系统容易保养和维护。

Claims (13)

1.一种用于车辆驾驶室的自然空气通风系统，所述车辆驾驶室具有封闭空间，所述封闭空间具有前壁、后壁（14）以及侧壁，所述自然空气通风系统包括在外侧设于所述前壁的进风口（9）、以及位于所述驾驶室（1）内的一个或多个空气管道（8），所述空气管道（8）连接于所述进风口（9），以允许外界空气进入所述驾驶室（1）内；在所述驾驶室（1）的后壁切出出风口（12）；后壁的所述出风口（12）经由管道部件（5）连接于具有相配的风口（13）的通气管（4），从而形成气密通道；通气管出口经由空气过滤器（6）连接于发动机的进气歧管，使得当发动机运行时，进入所述进气歧管的空气包括驾驶室空间内的空气的经过所述驾驶室（1）的所述出风口（12）的部分、以及经过所述通气管（4）上的开口的部分外界空气。
2.根据权利要求1所述的用于车辆驾驶室的自然空气通风系统，其特征在于，所述进风口（9）的上边缘伸出到驾驶室主体外，以防止水直接进入所述空气管道（8）中，并且所述进风口（9）的下边缘保持一定的角度，用于使水滴向下滚到外部。
3.根据权利要求1所述的用于车辆驾驶室的自然空气通风系统，其特征在于，所述空气管道（8）装配有细金属丝网过滤器，用于避免灰尘进入。
4.根据权利要求1所述的用于车辆驾驶室的自然空气通风系统，其特征在于，所述空气管道（8）装配有细金属丝网过滤器，用于避免异物进入。
5.根据权利要求1或2所述的用于车辆驾驶室的自然空气通风系统，其特征在于，所述空气管道（8）在所述驾驶室（1）内的位置被布置成提供穿过所述驾驶室的整个容积的空气循环模式。
6.根据权利要求1或2所述的用于车辆驾驶室的自然空气通风系统，其特征在于，所述驾驶室内的空气循环取决于所述管道部件（5）的横截面积与所述通气管（4）上的通气管开口面积之比。
7.根据权利要求3或4所述的用于车辆驾驶室的自然空气通风系统，其特征在于，为所述驾驶室的所述出风口（12）设置百叶窗，以改变所述出风口（12）的横截面积，从而控制所述车辆驾驶室（1）内的空气循环。
8.根据权利要求3或4所述的用于车辆驾驶室的自然空气通风系统，其特征在于，设置简单的挡板机构，用于关闭所述出风口以停止自然空气通风。
9.根据权利要求3或4所述的用于车辆驾驶室的自然空气通风系统，其特征在于，设置系统切断机构，用于关闭所述出风口以停止自然空气通风。
10.根据权利要求1或2所述的用于车辆驾驶室的自然空气通风系统，其特征在于，所述出风口设有金属丝网，以防止可能沿所述通气管向下行进并堵塞所述空气过滤器的不期望的物质进入。
11.根据权利要求1或2所述的用于车辆驾驶室的自然空气通风系统，其特征在于，所述进风口、所述空气管道、所述管道部件以及所述通气管由金属或纤维增强塑料或者其组合的材料制成。
12.根据权利要求1或2所述的用于车辆驾驶室的自然空气通风系统，其特征在于，所述进风口（9）、所述空气管道（8）、所述管道部件（5）以及所述通气管（4）的横截面形状为正方形、长方形、圆形或五边形。
13.根据权利要求10所述的用于车辆驾驶室的自然空气通风系统，其特征在于，所述不期望的物质为纸片。
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