CN107757303A - 汽车用制冷空调、电子控制单元及汽车 - Google Patents

Abstract

一种汽车用制冷空调、电子控制单元及汽车，其中，汽车用制冷空调包括：储液罐，用于储存冷凝剂；蒸发器，与所述储液罐连通；膨胀阀，位于所述储液罐与所述蒸发器之间；压缩机，与所述蒸发器连通，所述压缩机具有输入轴；冷凝器，分别与所述压缩机、所述储液罐连通；还包括：叶轮，固设于所述输入轴上；气体产生室，与所述叶轮连通，用于产生推动所述叶轮转动的气体。本发明中，当汽车需要制冷空调工作时，气体产生室工作，产生推动叶轮转动的气体，叶轮转动，从而带动压缩机运转。本发明的压缩机的运转不会消耗发动机的动力，不会增大发动机负荷。

Description

汽车用制冷空调、电子控制单元及汽车

技术领域

本发明涉及一种汽车，具体涉及一种汽车用制冷空调、电子控制单元及汽车。

背景技术

汽车空调一般主要由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、储液罐等组成。储液罐中的冷凝剂经蒸发器蒸发为气态并吸收热量，起到制冷作用，气态的制冷剂经泵进入压缩机，压缩机吸入来自蒸发器的低温、低压制冷剂蒸汽，压缩制冷剂蒸汽使其压力和温度升高，并将制冷剂蒸气送往冷凝器，制冷剂蒸汽在冷凝器中凝结为液态后流入储液罐，完成循环。

其中压缩机由发动机带动运转，这就需要消耗发动机10％-15％的动力，增大了发动机负荷，直接影响汽车的加速性能和爬坡能力，并降低了整车的燃油经济性。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术中汽车空调的压缩机由发动机驱动，消耗了发动机的动力，增大了发动机负荷。

为解决上述问题，本发明提供一种汽车用制冷空调，包括：储液罐，用于储存冷凝剂；蒸发器，与所述储液罐连通；膨胀阀，位于所述储液罐与所述蒸发器之间；压缩机，与所述蒸发器连通；冷凝器，分别与所述压缩机、所述储液罐连通；所述压缩机具有输入轴，还包括：叶轮，固设于所述输入轴上；气体产生室，与所述叶轮连通，用于产生推动所述叶轮转动的气体。

可选的，所述气体产生室包括：壳体，所述壳体用于套设在发动机排气管上；

所述壳体的内壁与所述发动机排气管围成液体腔，所述液体腔用于填充液体，所述液体能够被流经所述发动机排气管的废气蒸发为所述气体；

所述液体腔通过第一管道与所述叶轮连通，所述第一管道上设有第一控制阀。

可选的，还包括储液瓶，通过第二管道与所述液体腔连通，用于向所述液体腔填充所述液体，所述第二管道上设有第二控制阀。

可选的，还包括第三管道，与所述液体腔连通；或者，与所述储液瓶连通。

可选的，还包括压力传感器，设于所述液体腔内，用于检测所述液体腔内的压力；所述压力传感器、所述第一控制阀被配置成和电子控制单元连接；

当所述压力传感器检测到所述液体腔内的压力高于设定压力时，所述电子控制单元控制所述第一控制阀开，所述气体推动所述叶轮转动；

当所述压力传感器检测到所述液体腔内的压力低于设定压力时，所述电子控制单元控制所述第一控制阀关。

可选的，还包括液位传感器，设于所述液体腔内，用于检测所述液体腔内液体的液位；所述液位传感器、所述第二控制阀被配置成和所述电子控制单元连接；当汽车需要制冷时，所述电子控制单元控制所述第二控制阀开，所述储液瓶向所述液体腔填充所述液体；

在制冷工况下，当所述液位传感器检测到所述液体腔内液体的液位高于设定液位时，所述电子控制单元控制所述第二控制阀关；当所述液位传感器检测到所述液体腔内液体的液位低于设定液位时，所述电子控制单元控制所述第二控制阀开。

可选的，所述发动机排气管位于所述液体液面之下。

可选的，所述液体为水。

本发明还提供一种电子控制单元，用于控制上述所述的制冷空调，包括：信号获取单元，用于接收所述压力传感器发送的压力信号、所述液位传感器发送的液位信号；

比较单元，用于比较所述压力信号对应的压力与设定压力、所述液位信号对应的液位与设定液位；

指令单元，用于基于所述比较单元的比较结果输出指令；

当所述压力传感器检测到所述液体腔内的压力高于设定压力时，所述指令为控制所述第一控制阀开；

当所述压力传感器检测到所述液体腔内的压力低于设定压力时，所述指令为控制所述第一控制阀关；

当汽车需要制冷时，所述电子控制单元控制所述第二控制阀开，所述储液瓶向所述液体腔填充所述液体；

在制冷工况下，当所述液位传感器检测到所述液体腔内液体的液位高于设定液位时，所述指令为控制所述第二控制阀关；当所述液位传感器检测到所述液体腔内液体的液位低于设定液位时，所述指令为控制所述第二控制阀开。

本发明还提供一种汽车，包括：发动机排气管；上述任一项所述的制冷空调，所述制冷空调中的气体产生室套设于所述发动机排气管上。

可选的，还包括上述所述的电子控制单元。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明制冷空调的压缩机具有输入轴，在输入轴上固设叶轮；并增设了气体产生室，气体产生室与叶轮连通，产生能够推动叶轮转动的气体。当汽车需要制冷空调工作时，气体产生室工作，产生推动叶轮转动的气体，叶轮转动，从而带动压缩机运转。本发明的压缩机的运转不会消耗发动机的动力，不会增大发动机负荷。

附图说明

图1是本发明实施例一制冷空调的结构框图；

图2是本发明实施例一制冷空调中压缩机与气体产生室及叶轮的连接示意图。

具体实施方式

现有技术中汽车空调的压缩机由发动机驱动，消耗了发动机的动力，增大了发动机负荷。本发明中压缩机通过气体产生室产生的气体驱动叶轮转动，继而驱动压缩机工作。即，本发明中气体产生室替代发动机为汽车空调提供动力。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

需说明的是，汽车的制热循环通过发动机缸盖水套内的冷却液流入暖风芯体，实现制热。本发明描述的空调是提供制冷循环的空调。

实施例一

参考图1，本发明实施例提供一种汽车用制冷空调1，完成制冷循环。制冷空调1包括：储液罐11，用于储存冷凝剂；蒸发器13，与储液罐11连通；膨胀阀12，位于储液罐11与蒸发器13之间；压缩机10，与蒸发器13连通；冷凝器15，分别与压缩机10、储液罐11连通，能把气体或蒸汽转变成液体。

其中，储液罐11内的低温的冷凝液体(冷凝剂)通过蒸发器13，与外界的空气进行热交换，汽化吸热，达到制冷的效果；膨胀阀12使中温高压的冷凝剂通过其节流成为低温低压的湿蒸汽，然后冷凝剂在蒸发器13中吸收热量达到制冷效果；压缩机10通过泵14体吸入低温低压的冷凝剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向冷凝器15排出高温高压的冷凝剂气体；冷凝剂气体在冷凝器15中凝结为液态后再流入储液罐11；完成了压缩→冷凝(放热)→膨胀→蒸发(吸热)的制冷循环。

压缩机10为制冷循环提供动力，现有技术中，压缩机由发动机驱动，但这会消耗发动机的动力，增大了发动机负荷。本发明实施例，参考图2，压缩机10具有输入轴10a，还包括：叶轮20，固设于输入轴10a上，即叶轮20和压缩机10的输入轴10a能够同步旋转；气体产生室30，与叶轮20连通，用于产生推动叶轮20转动的气体。

本实施例中叶轮20和气体产生室30连通可以理解为：叶轮20与气体产生室30之间具有气体通道，气体通道的出口正对叶轮20，气体产生室30中产生的气体从气体通道的出口流出并推动叶轮20旋转。

参考图2，叶轮20具有外壳21，外壳21具有内腔22，叶轮20位于外壳21的内腔22中。气体产生室30通过第一管道60与叶轮20的外壳21的内腔22连通。

当汽车需要制冷空调1工作时，气体产生室30工作，气体产生室30产生的气体通过第一管道60流向叶轮20的外壳21的内腔22，推动叶轮20旋转，叶轮20转动，从而带动压缩机10运转。本发明的压缩机10的运转不会消耗发动机的动力，不会增大发动机负荷。即，本发明中气体产生室30替代发动机为制冷空调1提供动力。

具体说来，参考图2，本实施例中，气体产生室30包括：壳体，壳体用于套设在发动机排气管40上；壳体的内壁与发动机排气管40围成液体腔31，液体腔31用于填充液体(图未示出)，液体能够被流经发动机排气管40的高温废气(图2中黑色实线箭头a所示)蒸发为气体；液体腔31通过第一管道60与叶轮20连通，第一管道60上设有第一控制阀61。

由于发动机排气管40中的废气具有高温，发动机排气管40具有进气口41和排气口42。高温废气从进气口41流入发动机排气管40再从排气口42流出的过程，使得发动机排气管40位于液体腔31中的部分也具有高温；从而，发动机排气管40内的高温废气实现了对液体腔31中的液体的加热。

液体腔31中的液体受热后，产生气体，气体为热蒸汽，液体腔31中产生热蒸汽后不会立即流向叶轮20；此时，第一管道60上的第一控制阀61处于关闭状态，待液体腔31内的热蒸汽达到一定压力后，第一控制阀61处于开启状态；具有一定压力的热蒸汽(图2中黑色实线箭头b所示)从第一通道60喷出，并流向叶轮20的外壳21的内腔22，喷出的热蒸汽具有一定压力，可推动叶轮20旋转。

为了使得气体产生室30内的液体腔31中的液体获得较高的温度，气体产生室30应尽量布置的靠近发动机，即更靠近发动机排气管40的进气口41。发动机排气管40的进气口41处的废气温度较高。

若液体腔31中产生热蒸汽后立即流向叶轮20，即，第一控制阀61处于开启状态，很有可能液体腔31内的热蒸汽压力不足，热蒸汽难以推动叶轮20旋转；因此，液体腔31中产生热蒸汽后不会立即流向叶轮20，第一管道60上的第一控制阀61处于关闭状态，待液体腔31内的热蒸汽达到一定压力后，才打开第一控制阀61。

需说明的是，本实施例中，液体腔31内填充的液体以浸没发动机排气管40为宜，即，发动机排气管40位于液体液面之下。这样，液体与发动机排气管40充分接触，可快速产生热蒸汽，继而可快速的推动叶轮20旋转。液体浸没发动机排气管40后不充满整个液体腔31，即液体腔31内的液体的液面与气体产生室30的壳体连接第一管道60的出口具有间隔。该间隔形成容纳热蒸汽的空间。

若液体腔31内的液体充满整个液体腔31，液体腔31内无容纳热蒸汽的空间，难以保证热蒸汽推动叶轮20旋转。

本实施例中，液体腔31内的液体浸没发动机排气管40，在其它实施例中，液体腔31内的液体未浸没发动机排气管40。这样设置后，液体未接触发动机排气管40，虽然液体受热产生热蒸汽的时间变长，但也能产生推动叶轮20旋转的热蒸汽。

由于，液体腔31中的热蒸汽达到一定压力后会流向叶轮20，并驱动叶轮20旋转；因此，液体腔31中填充的液体会减少。为保证气体产生室30能够产生推动叶轮20旋转的热蒸汽，本实施例中，还包括储液瓶50，通过第二管道70与液体腔31连通，用于向液体腔31填充所述液体，第二管道70上设有第二控制阀72。当液体腔31中的液体减少后，第二控制阀72打开，储液瓶50向液体腔31中填充液体；待液体腔31中的液体能够保证气体产生室30产生推动叶轮20旋转的热蒸汽时，第二控制阀72关闭。

需说明的是，第二控制阀72除了在液体腔31中填充的液体减少后打开；还有一种情形下需要打开：需要制冷空调1工作时，液体腔31中之前是没有填充液体的，为了使得气体产生室30产生推动叶轮20旋转的气体，此时，第二控制阀72打开，储液瓶50向液体腔31中填充液体。

此外，当热蒸汽推动叶轮20旋转后，为充分利用热蒸汽，实现对热蒸汽的回收，本实施例中，还包括第三管道71。第三管道71与液体腔31连通，或者，与储液瓶50连通。本实施例中，第三管道71一端与叶轮20的外壳21的内腔22连通，另一端与储液瓶50连通；即，叶轮20的外壳21除了与第一通道和第三管道71连接的开口外，没有其它开口；这样，可以保证流入叶轮20的外壳21的内腔22的热蒸汽充分推动叶轮20旋转，若叶轮20的外壳21上还有其它开口，热蒸汽会从其它开口流出，不足以推动叶轮20旋转。热蒸汽从叶轮20的外壳21的内腔22流出后，在第三管道71内液化呈液体(图2中虚线黑色箭头c所示)，并通过第三管道71流入储液瓶50。

前文所述，液体腔31内产生的热蒸汽需达到一定压力后，第一控制阀61才会开启，热蒸汽才会流向叶轮20，否则，压力不够，热蒸汽难以推动叶轮20旋转。为准确把握第一控制阀61的开启时刻，本实施例中，还包括压力传感器(图未示出)，设于液体腔31内，用于检测液体腔31内的压力。

压力传感器、第一控制阀61被配置成和电子控制单元(图未示出)连接；当压力传感器检测到液体腔31内的压力高于设定压力时，电子控制单元控制第一控制阀61开，气体推动叶轮20转动；当压力传感器检测到液体腔31内的压力低于设定压力时，电子控制单元控制第一控制阀61关，气体不会推动叶轮20转动。本实施例中，设定压力不做限制，根据实际需要做相应设计。

此外，前文描述了第二控制阀72不是随便打开的，只在某些情形下，第二控制阀72才会打开。为了准确控制第二控制阀72开启或关闭。本实施例中，还包括液位传感器(图未示出)，设于液体腔31内，用于检测液体腔31内液体的液位。

液位传感器、第二控制阀72被配置成和电子控制单元连接；当汽车需要制冷时，电子控制单元控制第二控制阀72开，储液瓶50向液体腔31填充液体。

在制冷工况下，当液位传感器检测到液体腔31内液体的液位高于设定液位时，电子控制单元控制第二控制阀72关，储液瓶50停止向液体腔31填充液体；液体腔31内的液体受发动机排气管40内的高温废气加热蒸发成气体，气体达到设定压力后流向叶轮20，并推动叶轮20旋转。当液位传感器检测到液体腔31内液体的液位低于设定液位时，说明液体腔31内的液体减少，此时，电子控制单元控制第二控制阀72开，储液瓶50向液体腔31填充液体，满足气体产生室30产生推动叶轮20旋转的气体。

此外，本实施例中的液体为水，在其它实施例中可以是其它液体，只要能够在高温下蒸发为气体即可。

实施例二

本实施例提供一种电子控制单元，用于控制上述所述的制冷空调1，包括：信号获取单元，用于接收压力传感器发送的压力信号、液位传感器发送的液位信号；比较单元，用于比较压力信号对应的压力与设定压力、液位信号对应的液位与设定液位；指令单元，用于基于比较单元的比较结果输出指令。

当压力传感器检测到液体腔31内的压力高于设定压力时，指令为控制第一控制阀61开；当压力传感器检测到液体腔31内的压力低于设定压力时，指令为控制第一控制阀61关。

当汽车需要制冷时，电子控制单元控制第二控制阀72开，储液瓶50向液体腔31填充液体。在制冷工况下，当液位传感器检测到液体腔31内液体的液位高于设定液位时，指令为控制第二控制阀72关；当液位传感器检测到液体腔31内液体的液位低于设定液位时，指令为控制第二控制阀72开。

本发明实施例还提供一种汽车，包括：发动机排气管40；上述任一所述的制冷空调1，制冷空调1中的气体产生室30套设于发动机排气管40上。发动机排气管40内的高温废气加热气体产生室30内的液体腔31中的液体，液体在高温环境下蒸发为推动叶轮20旋转的气体，叶轮20旋转，并带动压缩机10工作，从而制冷空调1工作。

本实施例的汽车还包括上述所述的电子控制单元。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (11)

1.一种汽车用制冷空调，包括：

储液罐，用于储存冷凝剂；

蒸发器，与所述储液罐连通；

膨胀阀，位于所述储液罐与所述蒸发器之间；

压缩机，与所述蒸发器连通；

冷凝器，分别与所述压缩机、所述储液罐连通；

其特征在于，所述压缩机具有输入轴，还包括：

叶轮，固设于所述输入轴上；

气体产生室，与所述叶轮连通，用于产生推动所述叶轮转动的气体。

2.如权利要求1所述的制冷空调，其特征在于，所述气体产生室包括：

壳体，所述壳体用于套设在发动机排气管上；

所述壳体的内壁与所述发动机排气管围成液体腔，所述液体腔用于填充液体，所述液体能够被流经所述发动机排气管的废气蒸发为所述气体；

所述液体腔通过第一管道与所述叶轮连通，所述第一管道上设有第一控制阀。

3.如权利要求2所述的制冷空调，其特征在于，还包括储液瓶，通过第二管道与所述液体腔连通，用于向所述液体腔填充所述液体，所述第二管道上设有第二控制阀。

4.如权利要求3所述的制冷空调，其特征在于，还包括第三管道，与所述液体腔连通；或者，与所述储液瓶连通。

5.如权利要求3所述的制冷空调，其特征在于，还包括压力传感器，设于所述液体腔内，用于检测所述液体腔内的压力；所述压力传感器、所述第一控制阀被配置成和电子控制单元连接；

当所述压力传感器检测到所述液体腔内的压力高于设定压力时，所述电子控制单元控制所述第一控制阀开，所述气体推动所述叶轮转动；

当所述压力传感器检测到所述液体腔内的压力低于设定压力时，所述电子控制单元控制所述第一控制阀关。

6.如权利要求5所述的制冷空调，其特征在于，还包括液位传感器，设于所述液体腔内，用于检测所述液体腔内液体的液位；所述液位传感器、所述第二控制阀被配置成和所述电子控制单元连接；

当汽车需要制冷时，所述电子控制单元控制所述第二控制阀开，所述储液瓶向所述液体腔填充所述液体；

在制冷工况下，当所述液位传感器检测到所述液体腔内液体的液位高于设定液位时，所述电子控制单元控制所述第二控制阀关；当所述液位传感器检测到所述液体腔内液体的液位低于设定液位时，所述电子控制单元控制所述第二控制阀开。

7.如权利要求2所述的制冷空调，其特征在于，所述发动机排气管位于所述液体液面之下。

8.如权利要求2所述的制冷空调，其特征在于，所述液体为水。

9.一种电子控制单元，用于控制权利要求6所述的制冷空调，其特征在于，

包括：

信号获取单元，用于接收所述压力传感器发送的压力信号、所述液位传感器发送的液位信号；

比较单元，用于比较所述压力信号对应的压力与设定压力、所述液位信号对应的液位与设定液位；

指令单元，用于基于所述比较单元的比较结果输出指令；

当所述压力传感器检测到所述液体腔内的压力高于设定压力时，所述指令为控制所述第一控制阀开；

当所述压力传感器检测到所述液体腔内的压力低于设定压力时，所述指令为控制所述第一控制阀关；

当汽车需要制冷时，所述电子控制单元控制所述第二控制阀开，所述储液瓶向所述液体腔填充所述液体；

在制冷工况下，当所述液位传感器检测到所述液体腔内液体的液位高于设定液位时，所述指令为控制所述第二控制阀关；当所述液位传感器检测到所述液体腔内液体的液位低于设定液位时，所述指令为控制所述第二控制阀开。

10.一种汽车，其特征在于，包括：

发动机排气管；

权利要求1-8任一项所述的制冷空调，所述制冷空调中的气体产生室套设于所述发动机排气管上。

11.如权利要求10所述的汽车，其特征在于，还包括权利要求9所述的电子控制单元。