CN106218350A - 车用空调及出风结构角度调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车用空调及出风结构角度调整方法，车用空调包括：冷凝器和覆盖结构(1)，所述冷凝器设置在车顶空间内，所述覆盖结构(1)设置在车顶上并位于所述冷凝器上方，在所述覆盖结构(1)上设有进风结构(3)和出风结构；所述进风结构(3)和/或出风结构设置为使流经所述进风结构(3)和/或出风结构的气流方向与车辆行驶时流经所述覆盖结构(1)外侧的气流的角度为锐角。本发明能够增加通过覆盖结构内侧空间的气流量，进而提高冷凝器乃至蒸发器的换热效果，提高车用空调的能效。

Description

车用空调及出风结构角度调整方法

技术领域

本发明涉及空气调节领域，尤其涉及一种车用空调及出风结构角度调整方法。

背景技术

随着技术的不断发展和科技的进步，汽车已经成为人们日常主要交通工具之一。为了提高乘员的舒适感，出现了设置在车辆上的车用空调系统。车用空调系统能够给车内提供温度、湿度、通风性以及清洁度的调控，进而给乘员提供舒适环境。

一般来说，车用空调包括冷凝器、蒸发器、压缩机及电控系统等，考虑到车辆的结构和通风要求，目前有一些车用空调安装于车辆的顶部，例如图1所示。为了实现车用空调的安装，该车用空调还包括底盘、盖板a2和抽风电机a1。冷凝器组装在底板上，盖板a2设置在冷凝器的上方。冷凝器需要从车辆外部引入空气，经过热交换后再通过抽风电机a1上的风扇排出车外。考虑到车顶位置的安装空间较为有限，因此抽风电机a1通常会采用为水平安装，使得抽风方向为竖直方向，进风格栅的空气流向也大多采用竖直方向。

这种车用空调的进出风结构存在的问题是：当车辆处于行驶过程中，前后方向流动的外界气流会对抽风电机的竖直出风形成风阻，影响抽风效果，同样的，也会减少进风格栅的进风量，从而使经过冷凝器的空气量减少，降低冷凝器乃至蒸发器的换热效果，导致车用空调能效降低。

发明内容

本发明的目的是提出一种车用空调及出风结构角度调整方法，能够提高车用空调的通过风量。

为实现上述目的，本发明提供了一种车用空调，包括：冷凝器和覆盖结构1，所述冷凝器设置在车顶空间内，所述覆盖结构1设置在车顶上并位于所述冷凝器上方，在所述覆盖结构1上设有进风结构3和出风结构；其中所述进风结构3和/或出风结构设置为使流经所述进风结构3和/或出风结构的气流方向与车辆行驶时流经所述覆盖结构1外侧的气流的角度为锐角。

进一步的，所述出风结构包括抽风装置2，所述抽风装置2设置在所述覆盖结构1上，能够将所述覆盖结构1下方的空气抽出到车辆外部，所述抽风装置2角度可调。

进一步的，所述出风结构还包括出风角度调整机构，所述出风角度调整机构与所述抽风装置2连接，能够对所述抽风装置2相对于所述覆盖结构1的倾角进行调整，进而调整所述抽风装置2排出气流的方向。

进一步的，所述抽风装置2相对于所述覆盖结构1的倾角为0°～30°。

进一步的，所述抽风装置2包括至少一个抽风电机，所述抽风电机通过转轴安装在所述覆盖结构1上，并能够相对于所述覆盖结构1同步或异步转动。

进一步的，所述出风角度调整机构包括动力输出部件，所述动力输出部件通过啮合传动机构驱动所述抽风装置2改变相对于所述覆盖结构1的倾角。

进一步的，所述动力输出部件为步进电机5。

进一步的，所述啮合传动机构包括齿条4、设置在所述动力输出部件的输出轴上的第一齿轮8和设置在所述抽风装置2上的第二齿轮10，所述齿条4分别与所述第一齿轮8和所述第二齿轮10相互啮合。

进一步的，在所述覆盖结构1上设有导轨6，在所述导轨6上设有能够相对于所述导轨6线性移动的滑块7，所述齿条4固定设置在所述滑块7上。

进一步的，所述进风结构3包括进风格栅，所述进风格栅相对于所述覆盖结构1的倾角为5°～30°。

为实现上述目的，本发明还提供了一种基于前述车用空调的出风结构角度调整方法，包括：

在车辆行驶时，获得能够表征行车风流量的传感信号；

根据所述传感信号，对所述抽风装置2相对于所述覆盖结构1的倾角进行调整。

进一步的，在车辆静止时，将所述抽风装置2相对于所述覆盖结构1的倾角调整为0°。

基于上述技术方案，本发明可以将覆盖结构上的进风结构设置成使流经进风结构的进入气流方向与车辆行驶时的外部气流之间形成0°到90°之间的锐角，进而使流经覆盖结构外侧的气流更容易的经进风结构进入覆盖结构内侧空间，本发明还可以将覆盖结构上的出风结构设置成使流经出风结构的排出气流方向与车辆行驶时的外部气流之间形成0°到90°之间的锐角，进而减少流经覆盖结构外侧的气流对排出气流的风阻，降低外部气流对车用空调冷凝侧的进出风量的不良影响。对进风机构和出风机构的设置可以择一或者全部采用，以增加通过覆盖结构内侧空间的气流量，进而提高冷凝器乃至蒸发器的换热效果，提高车用空调的能效。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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为现有的车用空调的盖板结构及安装部件的组装示意图。

图2为本发明车用空调的一实施例的部分结构示意图。

图3为图2实施例的分解结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图2所示，为本发明车用空调的一实施例的部分结构示意图。结合图3，本实施例的车用空调包括：冷凝器和覆盖结构1，所述冷凝器设置在车顶空间内，所述覆盖结构1设置在车顶上并位于所述冷凝器上方，在所述覆盖结构1上设有进风结构3和出风结构；进风结构3和/或出风结构设置为使流经所述进风结构3和/或出风结构的气流方向与车辆行驶时流经所述覆盖结构1外侧的气流的角度为锐角。

在本实施例中，覆盖结构1设置在车辆的车顶上，会在车顶形成容置冷凝器等器件及管路的车顶空间。覆盖结构1上设置有进风结构3和出风结构，通过进风结构3和出风结构可以实现外界气流进入车顶空间来实现空气交换或者热交换作用，而后再从车顶空间向外排出的气流循环。覆盖结构1本身可以采用盖板或其他能够覆盖车顶位置的结构。

进风结构3提供了覆盖结构外侧的气流进入车顶空间的功能，其实现形式可以为单一通孔或通槽，也可以为多通孔或多通槽的排列结构，也可以采用图2、3所示的进风格栅，这样既能实现进风，同时能够利用进风格栅对外界气流中的异物进行阻挡。

出风结构提供了车顶空间内的气流排出覆盖结构的功能，其实现形式可以为被动方式的排风结构，即设置气流排出口，利用车顶空间内部的气压和流动性来使车顶空间的气体通过气流排出口向外部排出。为了促进车顶空间的气流排出，优选采用包括抽风装置2的出风结构，即将抽风装置2设置在覆盖结构1上，利用抽风装置2的抽吸气体的能力，将所述覆盖结构1下方的空气抽出到车辆外部。

前面提到过现有的车用空调的进出风的气流风向均为竖直方向，这种气流方向与流经覆盖结构表面的外界气流存在干涉冲突，影响进出覆盖结构的气流量。参考图2所示，车辆行进方向V与流经覆盖结构外侧的气流W的方向相反，本发明可以将进风结构3设置为使流经进风结构3的气流方向W1与车辆行驶时流经覆盖结构1外侧的气流W的角度α为锐角，即0°<α<90°。通过将W1和W设置为锐角，可以使流经覆盖结构外侧的气流更容易地经进风结构进入覆盖结构1的内侧空间。本发明还可以将出风结构设置为使流经出风结构的气流方向W2与车辆行驶时流经所述覆盖结构1外侧的气流W的角度β为锐角，即0°<β<90°。通过将W2和W设置为锐角，可以减少流经覆盖结构1外侧的气流对排出气流的风阻，降低外部气流对车用空调冷凝侧的进出风量的不良影响。上述对进风结构和出风结构的设置可以择一采用，也可以全部采用，全部采用时可以实现更为顺畅的气流循环效果。通过对进风结构和/或出风结构的设置，能够增加通过覆盖结构内侧空间的气流量，进而提高冷凝器乃至蒸发器的换热效果，提高车用空调的能效

前面提到了采用进风格栅的进风结构3，为了设置进风方向，可以通过设置进风格栅的角度来实现，该角度可以设为可调或者不可调。而进风格栅相对于所述覆盖结构1的倾角a优选为5°～30°，过小的倾角会影响气流的进入效率，而过大的倾角又会增加车辆整体的风阻，因此该优选范围既能够有效地促进外部气体的进入，也避免造成车辆的风阻过大。

前面提到了出风结构的一种优选实现方式，即包括抽风装置2来实现主动出风，出风角度可以在出厂时固定设置，也可以将抽风装置2设置成角度可调，以方便使用者或者安装维修人员根据实际情况进行调整。在调整抽风装置2相对于覆盖结构1的倾角时需要考虑水平方向的风阻，优选该倾角b为0°～30°。在车辆行驶状态下，该倾角b通常设置为大于0°，并小于或等于30°，当车辆处于静止状态时，可以使该倾角b调整为0°。

在实现形式上，抽风装置2可以包括至少一个抽风电机，将抽风电机通过转轴安装在覆盖结构1上，这样就能够相对于覆盖结构1进行转动，对于单一的抽风电机，可以直接调整其倾角，而对于两个以上的抽风电机，则可以视情况使多个抽风电机相对于所述覆盖结构1同步转动或者异步转动，转动角度可以设置为一致，也可以设置为部分不同或全部不同。在其他实施例中，也可以采用利用其他能量转换方式的抽风装置，例如抽风用的气动或液压马达等。

为了方便抽风装置2的角度调整，可以在出风结构进一步增加出风角度调整机构，该出风角度调整机构与所述抽风装置2连接，能够对所述抽风装置2相对于所述覆盖结构1的倾角进行调整，进而调整所述抽风装置2排出气流的方向。

具体来说，出风角度调整机构可包括动力输出部件，该动力输出部件可以通过啮合传动机构驱动所述抽风装置2改变相对于所述覆盖结构1的倾角。动力输出部件可采用各种能够输出动力的部件，优选控制精确的步进电机5，也可以采用伺服电机，或者气动、液压等形式的动力输出部件。

啮合传动机构能够实现更精确的位移和角度传递，因此能够使出风角度调整的更为精准。在其他实施例中，还可以将动力输出部件设置在抽风装置2的输出轴上直接提供动力，也可以通过其他形式的传动机构，例如皮带传动机构等。

如图3所示，啮合传动机构可以具体包括齿条4、设置在所述动力输出部件的输出轴上的第一齿轮8和设置在所述抽风装置2上的第二齿轮10，所述齿条4分别与所述第一齿轮8和所述第二齿轮10相互啮合。当动力输出部件输出转速时，经过第一齿轮8与齿条4的啮合配合，可以转换成齿条4的直线移动，而齿条4的直线移动可以带动与之啮合的第二齿轮10转动，进而带动抽风装置2转动到预设角度。对于数量为两个以上的抽风装置2，通过齿条4与各个抽风装置2上的第二齿轮10的配合，可以实现抽风装置2的同步调整，并且齿条齿轮啮合结构比较紧凑，能够节约占用空间。

为了使齿条的线性运动更可靠和稳定，可以在覆盖结构1上设置导轨6，并在导轨6上设置能够相对于所述导轨6线性移动的滑块7，将齿条4固定设置在滑块7上。这样齿条4就能够随滑块7在导轨的导向作用下实现线性运动。

在其他实施例中，啮合传动机构还可以采用链传动机构或涡轮蜗杆传动机构等，这里不再一一列举。

除此之外，为了使抽风装置2能够转动的更顺畅，可以通过固定板和轴承13将抽风装置2安装在覆盖结构1上开设的安装空间11，该安装空间11提供了抽风装置2的容置及转动空间。第二齿轮10和齿条4的啮合位置可设置在轴承13的外侧，以免齿轮齿条的运动对抽风装置的运动造成干涉。

在第一齿轮8一侧，还可以通过固定板12和压紧轴承9来支持动力输出部件的输出轴，并通过预紧作用确保第一齿轮8和齿条4之间的啮合关系，以免第一齿轮8和齿条4之间在运动时发生脱离。

在上述实施例中，车用空调设置于车辆的车顶位置，冷凝器等设置于车顶空间内，在图中未予示出。车用空调中除去冷凝器和覆盖结构1的其他部件及管路等均可采用空调领域的现有实现方式，在本文中不做详细说明。

基于前述车用空调的各实施例，本发明还提供了对应的出风结构角度调整方法，包括：

在车辆行驶时，获得能够表征行车风流量的传感信号；

根据所述传感信号，对所述抽风装置2相对于所述覆盖结构1的倾角进行调整。

在本方法实施例中，表征行车风流量的传感信号可以为来自于风速传感器的空气流速，或者来自于流量计的空气流量信号等。基于传感信号，抽风装置2的倾角可以根据实际相对风速来进行调整，例如当相对风速较大时，使抽风装置2的倾角变大，而相对风速较小时，使抽风装置2的倾角减小，具体可根据风速或风流量的数值范围来计算或查表确定对应的倾角。

考虑到车辆静止时，通常无需加强空调系统的通风，因此可以在此时将所述抽风装置2相对于所述覆盖结构1的倾角调整为0°。当然，也可以调整为预设的最小倾角，例如5°等。通过在静止时调小抽风装置2的倾角，可以减小车顶凸起高度，并使整体更协调美观。

下面基于图2、3所示的车用空调实施例，对本发明车用空调的使用过程进行说明。

当车辆尚未启动时，抽风装置2可以均处于倾角为0°的原始位置，当车辆启动时或启动预设时长后，步进电机5收到控制信号开始启动，输出转速后第一齿轮8带动齿条4向右直线运动，而齿条4则带动第二齿轮10逆时针转动，进而使抽风装置2也逆时针转动。旋转后的抽风装置2能够与覆盖结构1形成夹角b。当车辆行进时的相对风速也大，步进电机5的动作圈数越多，重复这一过程，可以使抽风装置2与覆盖结构1之间的夹角越大。

当车辆减速或停止时，步进电机5反向旋转，第一齿轮8带动齿条4向左直线运动，而齿条4则带动第二齿轮10顺时针转动，进而使抽风装置2也顺时针转动，夹角b也随之减小或归为原始位置。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (12)

1.一种车用空调，包括：冷凝器和覆盖结构(1)，所述冷凝器设置在车顶空间内，所述覆盖结构(1)设置在车顶上并位于所述冷凝器上方，在所述覆盖结构(1)上设有进风结构(3)和出风结构；其特征在于，所述进风结构(3)和/或出风结构设置为使流经所述进风结构(3)和/或出风结构的气流方向与车辆行驶时流经所述覆盖结构(1)外侧的气流的角度为锐角。

2.根据权利要求1所述的车用空调，其特征在于，所述出风结构包括抽风装置(2)，所述抽风装置(2)设置在所述覆盖结构(1)上，能够将所述覆盖结构(1)下方的空气抽出到车辆外部，所述抽风装置(2)角度可调。

3.根据权利要求2所述的车用空调，其特征在于，所述出风结构还包括出风角度调整机构，所述出风角度调整机构与所述抽风装置(2)连接，能够对所述抽风装置(2)相对于所述覆盖结构(1)的倾角进行调整，进而调整所述抽风装置(2)排出气流的方向。

4.根据权利要求2所述的车用空调，其特征在于，所述抽风装置(2)相对于所述覆盖结构(1)的倾角为0°～30°。

5.根据权利要求2所述的车用空调，其特征在于，所述抽风装置(2)包括至少一个抽风电机，所述抽风电机通过转轴安装在所述覆盖结构(1)上，并能够相对于所述覆盖结构(1)同步或异步转动。

6.根据权利要求3所述的车用空调，其特征在于，所述出风角度调整机构包括动力输出部件，所述动力输出部件通过啮合传动机构驱动所述抽风装置(2)改变相对于所述覆盖结构(1)的倾角。

7.根据权利要求6所述的车用空调，其特征在于，所述动力输出部件为步进电机(5)。

8.根据权利要求6所述的车用空调，其特征在于，所述啮合传动机构包括齿条(4)、设置在所述动力输出部件的输出轴上的第一齿轮(8)和设置在所述抽风装置(2)上的第二齿轮(10)，所述齿条(4)分别与所述第一齿轮(8)和所述第二齿轮(10)相互啮合。

9.根据权利要求8所述的车用空调，其特征在于，在所述覆盖结构(1)上设有导轨(6)，在所述导轨(6)上设有能够相对于所述导轨(6)线性移动的滑块(7)，所述齿条(4)固定设置在所述滑块(7)上。

10.根据权利要求1所述的车用空调，其特征在于，所述进风结构(3)包括进风格栅，所述进风格栅相对于所述覆盖结构(1)的倾角为5°～30°。

11.一种基于权利要求2～9任一所述的车用空调的出风结构角度调整方法，其特征在于，包括：

在车辆行驶时，获得能够表征行车风流量的传感信号；

根据所述传感信号，对所述抽风装置(2)相对于所述覆盖结构(1)的倾角进行调整。

12.根据权利要求11所述的出风结构角度调整方法，其特征在于，在车辆静止时，将所述抽风装置(2)相对于所述覆盖结构(1)的倾角调整为0°。