CN103121427A - 可调式汽车通风格栅系统以及汽车 - Google Patents

Abstract

可调式汽车通风格栅系统，包括通风格栅(5)、控制器(2)、温度传感器(6)、驱动机构(3)以及执行机构(4)，所述通风格栅包括格栅框架(9)和设置在该格栅框架上并能够转动的多个格栅叶片(8)，所述温度传感器(6)感测发动机缸体温度并将发动机缸体温度信号传输给控制器，该控制器电连接于所述驱动机构(3)，并根据所述发动机缸体温度信号控制所述驱动机构驱动所述执行机构。本发明设计合理、结构简单，可替代现有技术的汽车通风格栅，同时弥补现有汽车格栅固定常开，车辆低温启动不顺利、长时间低温行驶时对发动机的磨损大及燃油经济性差等弊端，使得发动机始终工作在比较适宜的工作温度范围之内，显著改善了发动机的工作性能。

Description

可调式汽车通风格栅系统以及汽车

技术领域

本发明涉及一种汽车通风格栅，具体地，涉及到一种可调式汽车通风格栅系统。此外，本发明还涉及一种安装有该可调式汽车通风格栅系统的汽车。

背景技术

发动机一般采用水冷却系统进行散热，通过水泵使得发动机缸体水套内的水在散热器内循环来进行散热，散热器通过冷却风扇的强力抽吸以使得空气流高速通过散热器，从而通过空气带走散热器的热量。但是，发动机舱是一个相对封闭的空间，为了将冷却空气供应到冷却风扇，通常在车身围板上安装通风格栅以使得冷却空气进入。例如，对于发动机前置的汽车而言，车身前围板上一般安装有通风栅格，以使得空气进行。

现有技术的机动车辆的通风格栅的开闭状态是一种不可调结构，车辆无论在驻车还是行驶时通风格栅一直处于固定的常开状态，机舱与外部环境始终有空气流通，当外部环境处于低温时，即使冷却系统进行小循环，但由于冷却风扇仍然强制抽吸外部环境的冷空气，使得冷空气进入到发动机舱内，这常常造成发动机启动困难，启动后发动机的缸体温度需要长时间才能上升适合的工作温度。具体地，发动机低温条件下启动时发动机润滑油粘度增加，从而加大了曲轴的旋转阻力矩，使发动机启动转速降低，对于汽油机而言，汽油燃料的气化质量变差，着火困难。对于柴油机而言也因转速降低，缸内压缩力和温度不足而难以启动，并且柴油在低温下的粘度与密度变化更大，影响雾化，这更造成了启动困难。

同时，汽车在低温环境中行驶，如果通风格栅仍然保持通风状态，汽车底盘的各个部件总成尤其是发动机的机械磨损会加剧。低温时润滑油粘度会增大，流动性变差，如果冷风不断经由通风格栅进入，各个运动部件的润滑会更加恶化，尤其是对于发动机而言，低温情形下燃油气化不良，部分燃油以液态进入气缸，冲刷气缸壁上的润滑油膜并流入曲轴箱，稀释了润滑油，使润滑油油性减退，降低其润滑性能。而且，由于温度过低，发动机工作过程中析出的水蒸气凝附在气缸壁上，引起腐蚀磨损。另外，曲轴与连杆轴承的轴瓦与轴颈等因膨胀系数不同而使得配合间隙变小，而且间隙会变得不均匀，使磨损增加。如果外部环境中的冷空气通过通风格栅不断进入，则温升时间越长，汽车底盘的相应的部件总成、尤其是发动机部件处于干摩擦或半干摩擦状态的时间也就越长，零件磨损就越严重。

此外，该现有技术的不可调式通风格栅还会导致发动机在低温环境下工作的燃油经济性变得更差，具体地，汽车在低温环境中行驶，发动机缸体温度低，升温时间长，摩擦内耗大，其输出功率下降，增大燃料消耗量，如果冷风通过通风格栅不断进入，则会加剧上述状况。一般而言，低温启动时要尽量缩短发动机升温到40℃-50℃的时间，但上述不可调通风格栅显然会显著地延长温升时间。

有鉴于此，需要设计一种新型的通风格栅，以克服或缓解现有技术的通风格栅的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可调式通风格栅系统，该可调式通风格栅系统能够根据发动机温度状况调节通风格栅的通风状态，从而改善发动机的低温启动性能。

在此基础上，本发明进一步所要解决的技术问题是提供一种汽车，该汽车的通风格栅能够根据发动机的温度状况适应性地进行调节，从而改善发动机的低温启动性能。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种可调式汽车通风格栅系统，包括通风格栅，其中，该可调式汽车通风格栅系统还包括控制器、温度传感器、驱动机构以及执行机构，所述通风格栅包括格栅框架和设置在该格栅框架上并能够通过所述执行机构而转动的多个格栅叶片，所述温度传感器感测发动机缸体温度并将发动机缸体温度信号传输给所述控制器，该控制器电连接于所述驱动机构，并根据所述发动机缸体温度信号控制所述驱动机构驱动所述执行机构。

具体地，各个所述格栅叶片分别固定到相应的转轴上，并通过各自的所述转轴可旋转地支承到所述格栅框架上，各个所述转轴相互平行。

可选择地，所述驱动机构为电机；所述执行机构包括平行的多个曲柄以及曲柄连杆，各个所述转轴的一端伸出到所述格栅框架外部并分别连接于对应的所述曲柄，各个所述曲柄的一端分别与所述曲柄连杆铰接，所述转轴中的一根转轴的另一端伸出到所述格栅框架的外部并经由减速装置连接于所述电机的输出轴。

并列选择地，所述驱动机构为电机，所述多个格栅叶片之间通过连动杆连接；所述多个平行转轴中的一个平行转轴的一端安装有从动链轮，所述执行机构包括所述从动链轮、链条以及安装在所述电机输出轴上的主动链轮；或者所述多个平行转轴中的一个平行转轴的一端安装有从动齿轮，所述执行机构包括所述从动齿轮、中间减速齿轮以及安装在所述电机输出轴上的主动齿轮。

并列选择地，所述多个格栅叶片之间通过连动杆连接；所述连动杆连接于电动推杆的伸缩杆，所述执行机构为所述电动推杆的伸缩杆，所述驱动机构为所述电动推杆的电驱动装置；或者所述连动杆连接于液压缸的活塞杆，所述执行机构为所述液压缸，所述驱动机构为所述液压缸工作油路上的电磁换向阀。

优选地，每个所述格栅叶片上还设置有撑杆，该撑杆的一端铰接到所述格栅框架上，另一端能够滑动地连接于对应的所述格栅叶片。

具体选择地，所述控制器为电子控制单元、微处理器、单片机或可编程序控制器。

优选地，所述温度传感器为安装在所述发动机水套内的热敏电阻温度传感器。

具体地，所述控制器在所述发动机缸体温度高于设定温度值范围的上限值时控制所述驱动机构打开所述通风格栅，并在所述发动机缸体温度低于所述设定温度值范围的下限值时控制所述驱动机构关闭所述通风格栅。

在上述技术方案的基础上，本发明还提供一种该汽车上安装有根据上述技术方案任一项所述的可调式汽车通风格栅系统。

通过上述技术方案，本发明设计合理、结构简单，可替代现有技术的固定式汽车通风格栅，同时弥补现有汽车格栅固定常开，车辆低温启动不顺利、长时间低温行驶时对发动机的磨损大及燃油经济性差等弊端。该可调式汽车通风格栅系统能够有效地控制发动机舱的通风状况，汽车在低温环境使用时，通风格栅关闭，缩短温升时间，减轻发动机等零部件的机械磨损程度，提高整车的使用寿命，同时改善燃油经济性，而在发动机缸体温度较高时，又能有效地确保发动机得到充足的冷却风以实现有效的冷却，从而使得发动机始终工作在比较适宜的工作温度范围之内，显著改善了发动机的工作性能。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

下列附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，其与下述的具体实施方式一起用于解释本发明，但本发明的保护范围并不局限于下述附图及具体实施方式。在附图中：

图1是本发明具体实施方式的可调式汽车通风格栅系统的布置结构示意图，其中通风格栅处于打开状态。

图2是图1所示的可调式汽车通风格栅系统在通风格栅处于关闭状态的示意图。

图3为本发明一种具体实施方式的执行机构的示意图。

附图标记说明：

1控制器线束；       2控制器；

3驱动机构；         4执行机构；

5通风格栅；         6温度传感器；

7发动机；           8格栅叶片；

9格栅框架；         10前保险杠；

11车身前围板；      12撑杆；

13转轴；            14曲柄；

15曲柄连杆；        16限位块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

参见图1和图2所示，本发明的可调式汽车通风格栅系统包括通风格栅5、控制器2、温度传感器6、驱动机构3以及执行机构4，所述通风格栅5包括格栅框架9和设置在该格栅框架9上并能够通过所述执行机构4的驱动而旋转的多个格栅叶片8，所述温度传感器6感测发动机缸体温度并将发动机缸体温度信号传输给所述控制器2，该控制器2电连接于所述驱动机构3并根据所述发动机缸体温度信号控制该驱动机构3，该驱动机构3连接于所述执行机构4。

在上述技术方案中，通风格栅5可以采用多种结构形式。通风格栅5、执行机构4以及驱动机构3可以采用多种配合结构形式，其中驱动机构3由于需要受控制器2控制，显然一般为电控式驱动机构，而执行机构4则可以是多种多样的。

具体地，例如，各个格栅叶片8可以分别固定连接于格栅框架9上的能够旋转的多个平行转轴上，所述执行机构4包括分别安装在每个平行转轴的一端的从动齿轮、中间传动齿轮组以及主动齿轮，驱动机构3可以是电机，该电机的输出轴上安装有上述主动齿轮。这样，通过电机带动主动齿轮，经由中间换向减速齿轮组的过渡啮合，从而各个平行转轴一端的从动齿轮均按照相同方向旋转，从而实现格栅叶片8的旋转，这样格栅叶片8就能够在格栅框架9实现打开或闭合，通过控制电机输出轴的转动时间(即转动角度)还能够调整格栅叶片8的开度。

在上述的配合结构形式中，执行机构4还可以是链轮传动机构，即执行机构4包括分别安装在每个平行转轴一端的从动链轮和安装在电机输出轴上的主动链轮，这样同样能够实现格栅叶片8的旋转，并且结构更精简。

此外，在上述链轮传动机构或齿轮传动机构作为执行机构4的技术方案中，也可以仅在其中一个平行转轴上设置从动链轮或从动齿轮，该根平行转轴上的格栅叶片8上设置一根连动杆，其它平行转轴上的格栅叶片分别连接到该连动杆上，所述执行机构4包括所述从动链轮、链条以及安装在所述电机输出轴上的主动链轮，或者所述多个平行转轴中的一个平行转轴的一端安装有从动齿轮，所述执行机构4包括所述从动齿轮、中间减速齿轮以及安装在所述电机输出轴上的主动齿轮。这样通过一个格栅叶片的旋转，即可实现其它格栅叶片8的旋转。

简单而言，上述驱动机构3为电机、执行机构3为齿轮传动机构或链轮传动机构。

再如，格栅框架9上也可以不设置上述能够旋转的平行转轴，而是具有多个平行的固定轴，将格栅叶片8分别铰接到该多个固定轴上，该多个格栅叶片8之间通过连动杆进行连接以能够一起旋转，该连动杆可以连接到电动推杆上即可实现格栅叶片8的打开、关闭，其中所述执行机构4为电动推杆的伸缩杆，驱动机构3为电动推杆的电驱动装置。当然在此方式下，将格栅叶片8铰接到固定平行转轴上或将格栅叶片8连接到能够旋转的平行转轴，均是可行的。

此外，上述连动杆也可以连接到液压缸的活塞杆上，在此情形下，执行机构4为液压缸，驱动机构3可以为设置在液压缸进油管路上的电磁换向阀。

在图1和图2所示的实施方式中，每个格栅叶片8上还可以设置有撑杆12，该撑杆12的一端铰接到格栅框架9上，另一端能够滑动地连接到对应的所述格栅叶片8。这主要能够提高格栅叶片8的支撑强度，防止高速进风时格栅叶片8损坏。

此外，图3显示了另一种形式的执行机构，各个格栅叶片8分别固定到相应的转轴13上并通过各自的所述转轴13可旋转地支承到所述格栅框架9上，这些转轴13彼此平行，每个所述转轴13的一端伸出到所述格栅框架外部并分别连接有曲柄14，例如曲柄14垂直于相应的转轴13进行连接。具体地，各个曲柄14的一端分别与曲柄连杆15铰接，另一端与相应的转轴连接，并且曲柄14相互之间平行。所述转轴13中的一根转轴的另一端伸出到所述格栅框架8的外部并经由减速装置连接于电机的输出轴。此外，参见图3所示，所述格栅框架8上还可以对应于各个所述曲柄14设置有用于相应的所述曲柄14旋转限位的多个限位块16。

以上例举的一些通风格栅5、执行机构4以及驱动机构3可以采用多种配合结构形式，仅是为帮助本领域技术人员理解本发明的技术方案而例举的实施形式，但这并不能穷尽所有的具体结构形式，对于本领域技术人员而言，在本发明技术构思的启示下，其能够想到各种变型形式，只要其属于本发明的技术构思，则均属于本发明的保护范围。

上述控制器2可以采用多种形式的公知控制器，例如电子控制单元(ECU)、微处理器、单片机、可编程序控制器等等。控制器2一般通过控制器线束2连接电源、输入输出设备等，以保证控制器2的正常工作或输入相应的控制程序、控制表等。

温度传感器6一般采用热敏电阻形式的温度传感器，当温度升高时，电阻阻值减小；温度降低时，电阻阻值增大。随着电路中电阻的变化，导致电压发生变化，从而产生不同的电压信号，完成控制系统的自动操作。当然，温度传感器6还可以是公知的其它形式的温度传感器，例如热电偶温度传感器等。温度传感器6一般可以安装于发动机的水套内，当然也可以设置在发动机缸体的表面上，以感应发动机缸体温度，当温度高于例如设定温度值范围的上限值(该设定温度值范围一般根据发动机最佳或适宜工作温度范围确定，高于该设定温度值范围的上限值代表温度过高，需要冷却；低于该设定温度值范围的下限值代表温度过低，需要尽量减少温升时间)时，例如热敏电阻形式的温度传感器6的感应电阻较小，输出电压较小，控制器2可以控制驱动机构3来适当打开通风格栅5或完全打开通风格栅5，当发动机缸体温度逐渐降低时，传感器里的感应电阻值不断增加，产生的输出电压逐渐增大，即发动机缸体温度低于设定温度范围的下限值时，控制器2控制通风格栅5关闭。

本发明的可调式通风格栅能够替代现有技术中固定常开式通风格栅，通过控制器(例如ECU)控制驱动机构2的起动条件，从而控制通风格栅的开启与关闭，温度传感器6感应发动机缸体温度的高低，控制器2根据发动机缸体温度来控制通风格栅的开启与关闭。

例如，在图1中，发动机启动后温度逐渐升高，当发动机缸体温度高于存在在控制器2内的温度设定值时，控制器2即控制驱动机构3工作，格栅叶片8打开通风，给发动机舱提供冷却风。在图2中，当发动机停止运转或外界环境温度很低，发动机缸体温度低于相应的温度设定值时，控制器2控制驱动机构2关闭通风格栅5，例如当发动机停止运转时，若水温高于90℃时(发动机水套内的冷却水代表着发动机缸体温度)，冷却风扇的控制策略一般是延时工作2分钟，此时由于发动机缸体温度较高，控制器一般会保持通风格栅5打开，直至发动机缸体温度低于温度设置值才会关闭通风格栅5。

在上述技术方案的基础上，本发明提供一种汽车，该汽车安装有上述技术方案的可调式汽车通风格栅系统。该可调式汽车通风格栅系统的通风格栅5对应于发动机冷却系统的冷却风扇安装在车身上，驱动机构3一般安装在车架上或相应的支架上，执行机构4则可以根据需要进行安装，保证稳定可靠的传动即可。具体选择地，例如对于发动机前置的汽车而言，该可调式汽车通风格栅系统的通风格栅5可以安装在前保险杠10与车身前围板12之间。

由上描述可以看出，本发明提供了一种可调式汽车通风格栅系统，该通风格栅装置可以对应于冷却系统的冷却风扇安装于汽车车身上，该可调式汽车通风格栅系统能够根据温度传感器感测的发动机缸体温度自动打开或关闭通风格栅，从而为发动机舱提供合适的风量。当发动机缸体温度低于适宜工作温度范围的下限值(即温度设定值范围的下限值)时，通风格栅处于关闭状态。当发动机温度高于适宜工作温度范围的上限值时(即温度设定值范围的上限值)，控制器控制驱动机构开始工作，通风格栅打开，提供冷却空气为机舱内的发动机及其它零部件散热，以保证发动机最大程度地在最佳工作温度范围内运行。

本发明设计合理、结构简单，可替代现有技术的固定式汽车通风格栅，同时弥补现有汽车格栅固定常开，车辆低温启动不顺利、长时间低温行驶时对发动机的磨损大及燃油经济性差等弊端。该可调式汽车通风格栅系统能够有效地控制发动机舱的通风状况，汽车在低温环境使用时，通风格栅关闭，缩短温升时间，减轻发动机等零部件的机械磨损程度，提高整车的使用寿命，同时改善燃油经济性，而在发动机缸体温度较高时，又能有效地确保发动机得到充足的冷却风以实现有效的冷却，从而使得发动机始终工作在比较适宜的工作温度范围之内，显著改善了发动机的工作性能。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。例如，可以将上述例举的实施形式中的电动推杆还可以改变为电机驱动的丝杠伸缩机构等。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.可调式汽车通风格栅系统，包括通风格栅(5)，其中，该可调式汽车通风格栅系统还包括控制器(2)、温度传感器(6)、驱动机构(3)以及执行机构(4)，所述通风格栅(5)包括格栅框架(9)和设置在该格栅框架上并能够通过所述执行机构(4)而转动的多个格栅叶片(8)，所述温度传感器(6)感测发动机缸体温度并将发动机缸体温度信号传输给所述控制器(2)，该控制器电连接于所述驱动机构(3)，并根据所述发动机缸体温度信号控制所述驱动机构驱动所述执行机构(4)。

2.根据权利要求1所述的可调式汽车通风格栅系统，其中，各个所述格栅叶片(8)分别固定到相应的转轴(13)上，并通过各自的所述转轴(13)可旋转地支承到所述格栅框架(9)上，各个所述转轴(13)相互平行。

3.根据权利要求2所述的可调式汽车通风格栅系统，其中，所述驱动机构(3)为电机；

所述执行机构包括平行的多个曲柄(14)以及曲柄连杆(15)，各个所述转轴(13)的一端伸出到所述格栅框架外部并分别连接于对应的所述曲柄(14)，各个所述曲柄(14)的一端分别与所述曲柄连杆(15)铰接，所述转轴(13)中的一根转轴的另一端伸出到所述格栅框架(8)的外部并经由减速装置连接于所述电机的输出轴。

4.根据权利要求2所述的可调式汽车通风格栅系统，其中，所述驱动机构(3)为电机，所述多个格栅叶片(8)之间通过连动杆连接；

所述转轴(13)中的一根转轴的一端安装有从动链轮，所述执行机构(4)包括所述从动链轮、链条以及安装在所述电机输出轴上的主动链轮；或者所述转轴(13)中的一根转轴的一端安装有从动齿轮，所述执行机构(4)包括所述从动齿轮、中间减速齿轮以及安装在所述电机输出轴上的主动齿轮。

5.根据权利要求1所述的可调式汽车通风格栅系统，其中，所述多个格栅叶片(8)之间通过连动杆连接；

所述连动杆连接于电动推杆的伸缩杆，所述执行机构(4)为所述电动推杆的伸缩杆，所述驱动机构(3)为所述电动推杆的电驱动装置；或者所述连动杆连接于液压缸的活塞杆，所述执行机构(4)为所述液压缸，所述驱动机构(3)为所述液压缸工作油路上的电磁换向阀。

6.根据权利要求1所述的可调式汽车通风格栅系统，其中，每个所述格栅叶片(8)上还设置有撑杆(12)，该撑杆(12)的一端铰接到所述格栅框架(9)上，另一端能够滑动地连接于对应的所述格栅叶片(8)。

7.根据权利要求1所述的可调式汽车通风格栅系统，其中，所述控制器(2)为电子控制单元、微处理器、单片机或可编程序控制器。

8.根据权利要求1所述的可调式汽车通风格栅系统，其中，所述温度传感器(6)为安装在所述发动机水套内的热敏电阻温度传感器。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的可调式汽车通风格栅系统，其中，所述控制器在所述发动机缸体温度高于设定温度值范围的上限值时控制所述驱动机构(3)打开所述通风格栅(5)，并在所述发动机缸体温度低于所述设定温度值范围的下限值时控制所述驱动机构(3)关闭所述通风格栅(5)。

10.汽车，其中，该汽车上安装有根据权利要求1至9中任一项所述的可调式汽车通风格栅系统。

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