CN105235650B - 汽车除冰雪系统及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车除冰雪系统及具有其的车辆。该汽车除冰雪系统包括：雨刷器组件，雨刷器组件包括喷射通道；空气通道，空气通道与喷射通道连通；热量收集部，热量收集部与汽车发动机的尾气排气管路连通，热量收集部能够对空气通道内的空气进行加热，加热后的空气从喷射通道中流出以对汽车前挡风玻璃上的冰雪进行加热融化。该汽车除冰雪系统可以解决现有技术中雨刷器被冻结以及解除前挡风玻璃的冰雪的问题。

Description

汽车除冰雪系统及具有其的车辆

技术领域

本发明涉及汽车设计制造领域，具体而言，涉及一种汽车除冰雪系统及具有其的车辆。

背景技术

在高纬度地区的寒冷冬季，汽车在行驶前必须清除前挡风玻璃的冰雪，这是开车前必须进行的工作之一。在寒冷地区，车辆的雨刷器经常被冻结在前挡风玻璃上，导致雨刷器工作困难。但是，现有的车辆设计中还没有较好的解决办法来解决雨刷器被冻结以及解除前挡风玻璃的冰雪的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种汽车除冰雪系统及具有其的车辆，以解决现有技术中雨刷器被冻结以及解除前挡风玻璃的冰雪的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种汽车除冰雪系统，包括：雨刷器组件，雨刷器组件包括喷射通道；空气通道，空气通道与喷射通道连通；热量收集部，热量收集部与汽车发动机的尾气排气管路连通，热量收集部能够对空气通道内的空气进行加热，加热后的空气从喷射通道中流出以对汽车前挡风玻璃上的冰雪进行加热融化。

进一步地，汽车除冰雪系统还包括换热结构，热量收集部所收集的热量通过换热结构传递给空气通道中的空气。

进一步地，换热结构包括循环管路，循环管路内设置有换热介质，循环管路中的换热介质与尾气排气管路中的尾气之间通过第一换热器换热，循环管路中的换热介质与空气通道中的尾气之间通过第二换热器换热。

进一步地，循环管路包括循环主管路和支管路，循环主管路上安装有循环泵，支管路的两端设置在循环主管路上，且支管路的一端与循环泵的的进口连通，支管路的另一端与循环泵的出口连通。

进一步地，支管路上安装有用于控制支管路中的换热介质的流量的第一控制阀。

进一步地，循环主管路上安装有第一温度传感器，第一温度传感器用于检测循环主管路中的换热介质的温度。

进一步地，空气通道包括空气主管路，空气主管路上安装有空气压缩机和第二控制阀，空气主管路与循环管路之间通过第二换热器换热，空气主管路的第一端为开放端，空气主管路的第二端与喷射通道连通。

进一步地，空气通道还包括空气支管路，空气支管路的两端设置在空气主管路上，空气支管路的第一端位于第二换热器的上游，空气支管路的第二端位于第二换热器的下游，空气支管路上设置有用于控制空气支管路的空气流量的空气分流阀。

进一步地，空气主管路上还安装有减压阀，减压阀安装在空气压缩机和第二换热器之间。

进一步地，喷射通道上设置有第二温度传感器，空气通道上设置有辅助加热器，第二温度传感器获取喷射通道中的空气的温度，辅助加热器根据第二温度传感器获取到的温度进行开启或关闭。

进一步地，汽车除冰雪系统还包括洗涤液通道，喷射通道可选择地与洗涤液通道或者空气通道相连通。

进一步地，空气通道上设置有第三控制阀，洗涤液通道上设置有第四控制阀。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，包括除冰雪系统，该除冰雪系统为前述的汽车除冰雪系统。

应用本发明的技术方案，该汽车除冰雪系统包括热量收集部、空气通道和雨刷器组件，其中雨刷器组件包括喷射通道，温度较低的空气经空气通道与热量收集部内的高温尾气进行换热，升温后的空气由喷射通道吹向前挡风玻璃，从而融化前挡风玻璃上的冰雪。该汽车除冰雪系统直接利用尾气排放的余热融化前挡风玻璃上的冰雪，不仅节约了融化前挡风玻璃上的冰雪的时间，而且节省了融化前挡风玻璃上的冰雪所需消耗的能源。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的汽车除冰雪系统的实施例的结构示意图；

图2示出了本发明的汽车除冰雪系统的实施例的雨刷器组件的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、热量收集部； 11、尾气分流阀；

12、第一换热器； 13、循环主管路；

14、支管路； 15、第二换热器；

131、循环泵； 132、第一温度传感器；

141、第一控制阀； 20、空气通道；

21、空气主管路； 23、空气支管路；

100、发动机； 211、空气压缩机；

212、第二控制阀； 213、减压阀；

231、空气分流阀； 30、雨刷器组件；

31、喷射通道； 311、第二温度传感器；

312、第三控制阀； 313、辅助加热器；

32、雨刷器电机； 33、雨刷器刮臂；

34、雨刷器刮片； 40、控制器；

41、洗涤加热开关； 50、洗涤液通道；

51、第四控制阀。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1和图2所示，本申请提供了一种汽车除冰雪系统。该汽车除冰雪系统的实施例包括雨刷器组件30、空气通道20和热量收集部10，其中，雨刷器组件30包括喷射通道31，空气通道20与喷射通道31连通，热量收集部10与汽车发动机100的尾气排气管路连通，热量收集部10能够对空气通道20内的空气进行加热，加热后的空气从喷射通道31中流出以对汽车前挡风玻璃上的冰雪进行加热。在本实施例中，如图2所示，雨刷器组件30还包括雨刷器电机32、雨刷器刮臂33和雨刷器刮片34，雨刷器刮片34与雨刷器刮臂33连接，雨刷器电机32驱动雨刷器刮臂33摆动而带动雨刷器刮片34对前挡风玻璃进行刮刷清理。喷射通道31的管路沿着雨刷器刮臂33安装，并且喷射通道31的出口设置在雨刷器刮片34上(该出口可以是喷射通道31的管路的端口，也可以是雨刷器刮片34上开设的喷口，并且雨刷器刮片34设置有内腔，喷射通道31的管路与该内腔连通，热空气充满该内腔后由喷口喷出)，优选地，喷射通道31的出口阵列分布在雨刷器刮片34上，并且出口朝向前挡风玻璃。

温度较低的空气经空气通道20与热量收集部10内的高温尾气进行换热，升温后的空气由喷射通道31直接吹向前挡风玻璃，从而融化前挡风玻璃上的冰雪。该汽车除冰雪系统直接利用尾气排放的余热对冻结的雨刷器刮片34进行解冻，并且融化前挡风玻璃上的冰雪，不仅节约了融化前挡风玻璃上的冰雪的所需时间，而且节省了融化前挡风玻璃上的冰雪所消耗的能源。

在本发明的汽车除冰雪系统中，其具有对该汽车出冰雪系统进行统一控制的控制器40，该控制器40可以是汽车的CPU控制系统(工作人员只需在原有的CPU系统扩展开发适用于该汽车除冰雪系统的相应的控制程序)，也可以是在原有的CPU控制系统上额外新增的适用于该汽车除冰雪系统的控制器。

如图1所示，汽车除冰雪系统还包括换热结构，热量收集部10所收集的热量通过换热结构传递给空气通道20中的空气。并且，换热结构包括循环管路，循环管路内设置有换热介质，循环管路中的换热介质与尾气排气管路中的尾气之间通过第一换热器12换热，循环管路中的换热介质与空气通道20中的尾气之间通过第二换热器15换热。在本实施例中，汽车的尾气排气管路包括尾气排气主管路和与尾气排气主管路连通的尾气排气支管路，尾气排气支管路专用于为该汽车除冰雪系统提供汽车尾气余热，从而充分利用汽车运行过程中发动机100产生的热能，并减少热能排放的损失以达到节约能源的目的。

在本实施例中，尾气排气支管路上设置有尾气分流阀11，该尾气分流阀11用于控制尾气排气支管路中通入的尾气流量。在汽车运行的过程中，可以通过调节尾气分流阀11的开度来控制尾气排气支管路中的尾气流量；当汽车不需要在对前挡风玻璃进行融化冰雪的工作时，可以将尾气分流阀11关闭，从而切断该汽车除冰雪系统的热量来源。进一步地，该尾气分流阀11与控制器40连接，通过控制器40来自动控制尾气分流阀11的工作状态。

具体地，循环管路包括循环主管路13和支管路14，循环主管路13上安装有循环泵131，支管路14的两端设置在循环主管路13上，且支管路14的一端与循环泵131的的进口连通，支管路14的另一端与循环泵131的出口连通。在本实施例中，循环泵131与控制器40连通，利用控制器40对循环泵131进行自动控制。进一步地，支管路14上安装有用于控制支管路14中的换热介质的流量的第一控制阀141，其中，第一控制阀141与控制器40连接。在该汽车除冰雪系统工作的过程中，控制器40控制循环泵131持续工作，从而使换热介质在循环主管路13中不断循环流动，循环流动的换热介质流经第一换热器12是与高温的尾气进行换热而收集热量。并且，控制器40控制第一控制阀141的开启、关闭或者控制第一控制阀141的开度大小从而控制支管路14中换热介质的流量，以实现对第二换热器15中换热温度的控制(支管路14中的换热介质形成小循环，相应地，循环主管路13中的换热介质形成大循环)。

如图1所示，循环主管路13上安装有第一温度传感器132，第一温度传感器132与控制器40连接，第一温度传感器132用于检测循环主管路13中的换热介质的温度并将检测得到的温度数据传输给控制器40，控制器40根据接受的第一温度传感器132传输过来的换热介质的温度，来对尾气分流阀11和第一控制阀141进行控制，从而实现对大循环中的换热介质的流量控制和对小循环中的换热介质的流量控制。

在本实施例中，空气通道20包括空气主管路21和空气支管路23，其中，空气主管路21上安装有空气压缩机211和第二控制阀212，空气主管路21与循环管路之间通过第二换热器15换热，空气主管路21的第一端为开放端，空气主管路21的第二端与喷射通道31连通。利用空气压缩机211对空气进行压缩，使空气具有压力能，这样空气在空气主管路21中的流速增快，从而提高空气从喷射通道31中喷出的喷射力，避免喷射通道31由于前挡风玻璃上的冰雪堵塞而无法喷射的情况。空气支管路23的两端设置在空气主管路21上，空气支管路23的第一端位于第二换热器15的上游，空气支管路23的第二端位于第二换热器15的下游，空气支管路23上设置有用于控制空气支管路23的空气流量的空气分流阀231。当空气主管路21中的空气通过第二换热器15与换热介质进行换热后，空气的温度可能过高(温度较低的前挡风玻璃突然与温度较高的空气接触，可能引起前挡风玻璃爆裂)，因此，需要对升温后的空气进行降温至适当的温度后，再将空气从喷射通道31中喷射出去对冰雪进行融化。

喷射通道31上设置有第二温度传感器311，空气通道20上设置有辅助加热器313，第二温度传感器311获取喷射通道31中的空气的温度，辅助加热器313根据第二温度传感器311获取到的温度进行开启或关闭。当空气主管路21中的空气经过第二换热器15与换热介质换热升温后，空气的温度可能仍然较低而影响融化冰雪的效果(此时，第二温度传感器311对经过第二换热器15后的空气的温度进行检测)，因此，利用辅助加热器313对空气进行额外加热至适当的温度后，再将空气从喷射通道31中喷射出去对冰雪进行融化。进一步地，第二温度传感器311、辅助加热器313、空气压缩机211、第二控制阀212和空气分流阀231均与控制器40连接，从而实现对压缩空气工作以及空气分配工作的自动控制。这样，控制器40可以根据第二温度传感器311获得的温度数据，自动调节空气分流阀231与辅助加热器313的工作状态。

如图1所示，空气主管路21上还安装有减压阀213，减压阀213安装在空气压缩机211和第二换热器15之间，并且减压阀213与控制器40连接。利用减压阀213对压缩后的空气进行减压，进一步提高空气的流动速度，完善空气的喷射效果。控制器40根据第二温度传感器311的数据结果，自动调节减压阀213、空气分流阀231和辅助加热器313之间的配合工作状态。

在本实施例中，汽车除冰雪系统还包括洗涤液通道50，喷射通道31可选择地与洗涤液通道50或者空气通道20相连通。这样就将对前挡风玻璃进行洗涤的洗涤液通道50与该汽车除冰雪系统相结合，优化汽车的设计效果。具体的，空气通道20上设置有第三控制阀312，洗涤液通道50上设置有第四控制阀51，并且，第三控制阀312和第四控制阀51均与控制器40连接。通过控制器40制动控制第三控制阀312和第四控制阀51之间的配合工作(即当第三控制阀312开启以使用汽车除冰雪系统对前挡风玻璃上的冰雪进行融化时，控制器40控制第四控制阀51关闭，当第四控制阀51开启以使用洗涤液通道50对前挡风玻璃进行清洗时，控制器40控制第三控制阀312关闭，这样防止了洗涤液通道50中的洗涤液倒灌进汽车除冰雪系统中而造成损坏，同时也防止了空气倒流到洗涤液储罐中的情况发生)。当汽车不需要进行除冰雪工作或不需要进行洗涤工作时，控制器40控制第三控制阀312和第四控制阀51同时关闭。

当需要对洗涤液通道50中的洗涤液进行加热后再对前挡风玻璃进行洗涤工作时，可以通过连通洗涤加热开关41，从而实现对洗涤液的加热目的(在本实施例中，对洗涤液进行加热的工作由控制器40控制专用的洗涤液加热器加热洗涤液，或者控制器40控制另外的利用汽车尾气余热对洗涤液进行加热的加热系统进行工作以加热洗涤液)。

在高纬度地区的冬季，当室外温度大于0℃时，对前挡风玻璃进行除冰雪工作：

在启动汽车进行预热的同时，启动雨刷器电机32并且同时开启第四控制阀51，向前挡风玻璃上喷洒洗涤液，然后雨刷器刮片34将冰雪清理掉，完成后使雨刷器刮片34复位。

在高纬度地区的冬季，当室外温度小于0℃时，对前挡风玻璃进行除冰雪工作：

在启动汽车进行预热的同时，启动雨刷器电机32并且同时开启第三控制阀312，通过控制器40控制汽车除冰雪系统进行工作，首先，将空气压缩后加热至20℃至35℃，以对雨刷器刮片34自身进行解冻除冰雪，然后雨刷器刮片34进行小区域移动来除冰雪，直至对前挡风玻璃缓慢地完全融化冰雪一次，然后将雨刷器刮片34复位；接着，通过控制器40控制将空气加热至35℃至45℃，并增加喷射空气的流量，以对前挡风玻璃进行清扫工作扫除残余的冰雪，循环2至3次即可，然后关闭汽车除冰雪系统，并使雨刷器刮片34复位。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆。该车辆包括除冰雪系统，该除冰雪系统为前述的汽车除冰雪系统。

解释说明：

前述的换热结构由循环主管路13、支管路14、循环泵131、第一温度传感器132和第一控制阀141构成。

该汽车除冰雪系统均采用耐热的管道和配件材料。

图1和图2中所示的箭头为管路中流体的流动方向。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种汽车除冰雪系统，其特征在于，包括：

雨刷器组件(30)，所述雨刷器组件(30)包括喷射通道(31)；

空气通道(20)，所述空气通道(20)与所述喷射通道(31)连通；

热量收集部(10)，所述热量收集部(10)与汽车发动机(100)的尾气排气管路连通，所述热量收集部(10)能够对所述空气通道(20)内的空气进行加热，加热后的空气从所述喷射通道(31)中流出以对汽车前挡风玻璃上的冰雪进行加热融化；

所述汽车除冰雪系统还包括换热结构，所述热量收集部(10)所收集的热量通过所述换热结构传递给所述空气通道(20)中的空气；

所述换热结构包括循环管路，所述循环管路内设置有换热介质，所述循环管路中的换热介质与所述尾气排气管路中的尾气之间通过第一换热器(12)换热，所述循环管路中的换热介质与所述空气通道(20)中的尾气之间通过第二换热器(15)换热；

所述空气通道(20)包括：

空气主管路(21)，所述空气主管路(21)上安装有空气压缩机(211)和第二控制阀(212)，所述空气主管路(21)与所述循环管路之间通过所述第二换热器(15)换热，所述空气主管路(21)的第一端为开放端，所述空气主管路(21)的第二端与所述喷射通道(31)连通；

所述空气通道(20)还包括空气支管路(23)，所述空气支管路(23)的两端设置在所述空气主管路(21)上，所述空气支管路(23)的第一端位于所述第二换热器(15)的上游，所述空气支管路(23)的第二端位于所述第二换热器(15)的下游，所述空气支管路(23)上设置有用于控制所述空气支管路(23)的空气流量的空气分流阀(231)。

2.根据权利要求1所述的汽车除冰雪系统，其特征在于，所述循环管路包括循环主管路(13)和支管路(14)，所述循环主管路(13)上安装有循环泵(131)，所述支管路(14)的两端设置在所述循环主管路(13)上，且所述支管路(14)的一端与所述循环泵(131)的的进口连通，所述支管路(14)的另一端与所述循环泵(131)的出口连通。

3.根据权利要求2所述的汽车除冰雪系统，其特征在于，所述支管路(14)上安装有用于控制所述支管路(14)中的换热介质的流量的第一控制阀(141)。

4.根据权利要求2所述的汽车除冰雪系统，其特征在于，所述循环主管路(13)上安装有第一温度传感器(132)，所述第一温度传感器(132)用于检测所述循环主管路(13)中的换热介质的温度。

5.根据权利要求1所述的汽车除冰雪系统，其特征在于，所述空气主管路(21)上还安装有减压阀(213)，所述减压阀(213)安装在所述空气压缩机(211)和所述第二换热器(15)之间。

6.根据权利要求1所述的汽车除冰雪系统，其特征在于，所述喷射通道(31)上设置有第二温度传感器(311)，所述空气通道(20)上设置有辅助加热器(313)，所述第二温度传感器(311)获取所述喷射通道(31)中的空气的温度，所述辅助加热器(313)根据所述第二温度传感器(311)获取到的温度进行开启或关闭。

7.根据权利要求6所述的汽车除冰雪系统，其特征在于，所述汽车除冰雪系统还包括洗涤液通道(50)，所述喷射通道(31)可选择地与所述洗涤液通道(50)或者所述空气通道(20)相连通。

8.根据权利要求7所述的汽车除冰雪系统，其特征在于，所述空气通道(20)上设置有第三控制阀(312)，所述洗涤液通道(50)上设置有第四控制阀(51)。

9.一种车辆，包括除冰雪系统，其特征在于，所述除冰雪系统为权利要求1至8中任一项所述的汽车除冰雪系统。