CN105383257A - 用于提升车辆通风系统的加热性能的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种车辆通风系统包括在鼓风机、蒸发器芯、加热器芯和气流限制器之间提供流路的气流回路。气流限制器被提供于热或冷的下游，且起到提高空气在加热器芯中的停留时间，以提升车辆通风系统的加热性能的作用。

Description

用于提升车辆通风系统的加热性能的设备和方法

技术领域

本公开主要涉及机动车辆领域，且更特别地涉及一种用于提升车辆通风系统的加热性能的方法和设备。

背景技术

许多因素决定了车辆通风系统的加热效率和性能。这些因素远超越了加热器芯的尺寸和设计，在加热器芯处在流通通过通风系统的空气和流通通过发动机的冷却剂流体之间发生热交换。因素包括但不必限于，发动机的尺寸和影响环境气流进入车辆的车舱或冷却气流至发动机的其他设备的存在或不存在。

例如，花粉过滤器允许更多的冷气流进入车舱中。因此，装备有花粉过滤器的车辆将需要通风系统更有效率且有效地操作，以维持所需的乘员舒适性。作为另一个示例，许多汽车现在已装备有主动格栅百叶窗(activegrillshutters,AGS)。当打开时，这些百叶窗允许空气流动通过散热器进入发动机室以促进冷却。但是，在较冷的冬季条件下，当不需要该冷却空气时，该百叶窗关闭，改变车辆周围的空气路径以减少空气动力阻力且减少燃料消耗。明显地，这些百叶窗还剧烈影响车辆通风系统的加热性能。更具体地，当关闭百叶窗时，发动机在冷天气下更迅速地暖化，且在更高的温度下运转，由此实质上改善了车辆通风系统的加热性能。

为了努力满足消费者需要，许多车辆被提供有两个或更多个发动机选择。为了努力控制生产成本，这些相同的车辆经常被提供有单加热器芯和通风系统。尽管车辆通风系统的加热性能在一个发动机选择时可能是非常有效的，但具有另一个发动机选择时它不一定非常有效。例如，当车辆装备有包括主动格栅百叶窗的较大发动机时，加热和通风系统可提供优选的性能。但是，当该相同的车辆装备有较小的发动机，且没有主动格栅百叶窗和花粉过滤器时，会允许更多的环境气流进入车舱，加热性能可能变差。

本公开公开了在此后者情况下用于提升车辆加热器的性能的设备和方法，使得单个车辆通风系统可迅速、容易和廉价地被改装以当与超过一个发动机相比时提供最佳性能。

发明内容

根据本文中所描述的目的和益处，提供了车辆通风系统。此通风系统包含气流管道，其提供在鼓风机、蒸发器芯、加热器芯和气流限制器之间的流路(flowpathway)。提供该蒸发器芯用于将被空气鼓风机推动通过管道的空气冷却和除湿。相比之下，该加热器芯发挥作用以加热被鼓风机推动通过管道的空气，同时位于加热器芯下游的气流限制器提高了空气在加热器芯中的停留时间，以提升车辆通风系统的加热性能。

在通风系统的一个可行的实施例中，该加热器芯包括限定在加热器芯和覆盖物(cover)之间的空气歧管(airmanifold)的覆盖物。此覆盖物包括槽和安装于覆盖物的槽中的气流限制器。

在一个可行的实施例中，该气流限制器包含板，该板包括多个孔。每一个孔具有1.5mm～3.0mm的直径，且多个孔的总气流面积为通风系统的总气流横截面积的35％～75％。在一个实施例中，该多个孔还是直径全部均匀的。进一步，该气流限制器包括具有表面的安装基座，该表面用于将覆盖物与自该表面伸出的板抵接。

在另一个可行的实施例中，该气流限制器包含形成包括多个开口的格栅的框架。网孔延伸跨过格栅中的这些开口。该网孔由选自包括以下材料的群组的材料制成：聚丙烯纤维、玻璃纤维及其混合物，具有约0.3mm～1.0mm的孔尺寸范围。此气流限制器还包括具有表面的安装基座，该表面用于将覆盖物和自该表面伸出的框架抵接。

根据额外的方面，提供了用于车辆通风系统的气流限制器。进一步，提供了用于改善包括气流回路和加热器芯的车辆通风系统的加热性能的方法。可将此方法宽泛解释为包括在加热器芯的下游的气流回路中提供气流限制器的步骤。这包括将气流限制器安装至加热器芯的覆盖物。

在以下说明书中，显示和描述了车辆通风系统和气流限制器的几个优选的实施例。如应理解的，该车辆通风系统和气流限制器能够用于其他不同的实施例，且其几个细节能够用于所有多种明显的方面，而均不脱离权利要求书中陈述和描述的车辆通风系统和限制器。相应地，应将附图和说明书解释为本质上解释性的而非限制性的。

附图说明

被纳入本文中并形成说明书的一部分的附图解释了车辆通风系统和气流限制器的几个方面，且与说明书一起用于解释其某些原则。在附图中：

图1为车辆通风系统的示意性框图。

图2为加热器芯、加热器芯覆盖物及空气限制器的详细透视图。

图3为气流限制器的第一实施例的详细透视图。

图4为气流限制器的第二实施例的详细透视图。

现在将详细地参考在附图中解释了其示例的车辆通风系统和气流限制器的现有优选实施例。

具体实施方式

现在参考图1，其示意性地解释了车辆通风系统10。为了描述的目的，方框的中间、水平线代表气流回路12，且该水平线中的方框之间的箭头代表气流管道。

如所描述的，气流回路12包括进气道14。鼓风机16将空气从车舱推送通过该进气道14，且随后推动此空气通过蒸发器芯18。在那里通过与车辆空调系统的制冷剂流体的热交换将空气冷却和除湿。此制冷剂流体通过管路22、23、24在压缩机19、冷凝器20及蒸发器芯18之间流动。更具体地，通过管路23将冷却的制冷剂从冷凝器20运送至蒸发器芯18。此冷却的制冷剂吸收来被鼓风机16推动通过蒸发器芯18的空气的热量，且随后通过管路24将其返回压缩机19。在压缩之后，使制冷剂按照路径通过管路22至冷凝器20，在此在被循环返回到蒸发器芯18之前将其再次冷却。

在被冷却和除湿之后，通过鼓风机16推动空气通过位于蒸发器芯18的下游的气流回路12中的加热器芯26。如应理解的，通过管路28和30将加热器芯26连接至发动机和散热器系统32。通过管路28将热的发动机冷却剂自发动机泵送至加热器芯26，在此，在被通过管路30返回发动机/散热器系统之前，其利用热交换而加热被推动通过加热器芯的空气。

如最好图2中所解释的，该加热器芯26包括在热交换器的下游侧上与加热器芯26的热交换器35有效形成空气歧管的覆盖物34(注意如由行动箭头A所解释的空气移动通过加热器芯26的方向)。覆盖物34包括接收并保持气流限制器42的槽38和侧壁40，其细节和功能将在以下更详细地描述。

在蒸发器芯18中除湿并在加热器芯26中加热之后，通过鼓风机16推动气流回路12中的空气通过气流限制器42且从覆盖物34中的排气口44出来，至提供于车辆中的多个排气道46的一个或多个，以从挡风玻璃清理雾和/或加热车舱。

现在参考解释了气流限制器42的第一实施例的图3。如所描述的，此气流限制器42包括安装基座48和包括多个孔52的板50。在一个可行的实施例中，该孔52具有1.5mm～3.0mm的直径。在一个可行的实施例中，板50中的孔52均为均匀尺寸。进一步，在一个可行的实施例中，所有孔52具有通风系统的总气流横截面积的35％～75％的总气流面积，且更具体地，处于将气流限制器42接收并插入覆盖物34中的点处的气流歧管36的总气流横截面积的35％～75％的总气流面积。在此应该理解的是，气流限制器42延伸跨过气流歧管36的整个横截面尺度，使得任何流过歧管的空气必须流过限制器42中的孔52。其会起到将通过歧管的气流有效限制为不存在气流限制器42时的约80％的作用。由此，该气流限制器42提供了气流中约20％的降低，这提高了流动通过加热器芯26的热交换部35中的气流回路12中空气的停留时间。在通过排气道46由鼓风机16将空气重新循环至车舱之前，这提高了空气的加热。以此方式，可提高通风系统10的加热效率以在甚至当此系统与较小的发动机或其他部件——例如将允许增加的环境气流进入车舱的花粉过滤器——相比时在所需的操作参数内发挥作用。

现在参考图4，其解释了气流限制器42的第二实施例。此实施例包括安装基座54和框架56，该框架56形成了包括多个开口58的格栅。网孔60延伸跨过格栅中的开口58。可将网孔60粘附、销插、夹持或以其他方式紧固至框架56的一侧或两侧。在一个可行的实施例中，该网孔包括囊，其具有开口和内部空间，并且被确定尺寸和形状以接收框架56，通过该囊的开口端使框架56滑入囊中。

在任一实施例中，网孔60可由聚丙烯纤维、玻璃纤维及其组合制成，具有约0.3mm～1.0mm的孔尺寸范围。与如图3中所解释的气流限制器42类似，在图4中所解释的气流限制器42提供了气流中约20％的下降以改善车辆通风系统的加热性能。

在任一个实施例中，该气流限制器42可由聚丙烯——例如PP-TD-20——或其他合适的材料模成。进一步，最好如图4中所解释的，在图3和4所解释的气流限制器42的任一个实施例中包括边缘(lip)或表面62，当利用被接收于各自的安装基座48、54上并螺纹接合于加热器芯覆盖物上的突出物68中的紧固体例如螺钉64来将限制器42固定在其位置中时，边缘或表面62抵接覆盖物34。

总之，通风系统10和气流限制器42起到提供大量的益处的作用。更具体地，通过将气流回路12中的气流限制器42定位为恰好加热器芯26的下游，限制回路中的气流以在加热器芯处产生更多的热交换(较低的气流速度)，且改善加热器性能。有利地，因为通过发生空气的冷却之处的蒸发器芯18的气流不明显降低，所以在夏天可对车辆通风系统的冷却性能没有任何负面影响地将其完成。

有利地，该气流限制器42为简单的塑料插件，与可非常廉价地生产的盒(cassette)相似。进一步，可将气流限制器42定位和安装于相同的槽中，该槽已提供于用于功率温度补偿装置的加热器芯覆盖物34中，该装置为有时被用于改善通风系统加热性能的电阻加热装置。本文中所描述的气流限制器42经常是实现此目的的较不昂贵且更有效率的装置，且因此是用于许多应用的较好的选择。进一步，应理解的是，气流限制器42不应产生任何噪声或振动，且不应需要任何超过车辆寿命的保养。同时，当与超过一个尺寸的发动机或包括各种其他特征例如花粉过滤器和/或中的格栅百叶窗的车辆相比时，气流限制器42允许单个车辆通风系统以优选的效率执行。这是因为由限制器42提供的气流限制的量可通过改变(a)孔的尺寸和数目或(b)限制器中的网孔的细度来定制，以优化通风系统性能。

以上出于解释和描述的目的呈现上述内容。其并不意在为穷举的或限制实施例为所公开的精确形式。在以上教导的启示下，可作出明显的修改和变化。当根据其平等、合法且公正的范围来解释时，所有这样的修改和变化均在所附权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种车辆通风系统，其包含：

在以下几项之间提供流路的气流管道；

(a)鼓风机；

(b)蒸发器芯，其用于将被所述鼓风机推动通过所述管道的空气冷却和除湿；

(c)加热器芯，其用于将被所述鼓风机推动通过所述管道的所述空气加热；及

(d)气流限制器，其位于所述加热器芯的下游，且提高了所述空气在所述加热器芯中的停留时间以提升所述车辆通风系统的加热性能。

2.根据权利要求1的系统，其中所述加热器芯包括覆盖物，所述覆盖物限定所述加热器芯和所述覆盖物之间的空气歧管。

3.根据权利要求2的系统，其中所述覆盖物包括槽，且所述气流限制器被安装于所述覆盖物的所述槽中。

4.根据权利要求3的系统，其中所述气流限制器包含板，所述板包括多个孔。

5.根据权利要求4的系统，其中所述多个孔具有1.5mm～3.0mm的直径。

6.根据权利要求5的系统，其中所述多个孔的总气流面积为所述通风系统的总气流横截面积的35％～75％。

7.根据权利要求4的系统，其中所述多个孔为均匀直径的孔。

8.根据权利要求4的系统，其中所述气流限制器包括安装基座，所述安装基座具有用于抵接所述覆盖物的表面，所述板从所述表面伸出。

9.根据权利要求3的系统，其中所述气流限制器包含形成包括多个开口的格栅的框架。

10.根据权利要求9的系统，其中网孔延伸跨过所述网格中的所述开口。

11.根据权利要求10的系统，其中所述网孔由选自由聚丙烯纤维、玻璃纤维及其组合构成的群组的材料制成，具有约0.3mm～1.0mm的孔尺寸范围。

12.根据权利要求11的系统，其中所述气流限制器包括安装基座，所述安装基座具有用于抵接所述覆盖物的表面，所述框架自所述表面伸出。

13.一种用于车辆通风系统的气流限制器，其包含：

本体，其包括安装基座和从所述安装基座伸出的板。

14.根据权利要求13的气流限制器，其中所述板包括多个孔。

15.根据权利要求14的气流限制器，其中所述多个孔具有1.5mm～3.0mm的直径。

16.根据权利要求13的气流限制器，其中所述板形成包括多个开口的格栅。

17.根据权利要求16的气流限制器，其中网孔延伸跨过所述格栅中的所述开口。

18.根据权利要求17的气流限制器，其中所述网孔由选自由聚丙烯纤维、玻璃纤维及其组合构成的群组的材料制成。

19.一种改善包括气流回路和加热器芯的车辆通风系统的加热性能的方法，其包含：

在所述加热器芯的下游的所述气流回路中提供气流限制器。

20.根据权利要求19的方法，包括将所述气流限制器安装至所述加热器芯的覆盖物。