CN107933708B - 一种隐藏式扰流装置及车辆空调系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种隐藏式扰流装置及车辆空调系统，其中，隐藏式扰流装置包括：安装架，安装架的平行于气流方向的两侧均设置有滑槽；支撑板，支撑板的一侧边转动连接于安装架的背风侧；扰流板，扰流板的一侧边与支撑板靠近安装架的迎风侧的一侧边转动连接，扰流板靠近安装架的迎风侧的一侧边通过滑轮滚动连接于滑槽中；驱动机构，与滑轮驱动连接；控制器，与驱动机构连接，用于根据气流速度控制驱动机构运行和停止。在气流较小或没有气流时，扰流板和支撑板基本保持平整状态，而当气流速度增大时，控制器控制驱动机构运行，驱动滑轮，推动扰流板与支撑板折叠，形成倒V形扰流结构，并根据不同气流速度形成不同高度的扰流结构，调整了扰流效果。

Description

一种隐藏式扰流装置及车辆空调系统

技术领域

本发明涉及车辆空调系统技术领域，特别涉及一种隐藏式扰流装置。还涉及一种包含该隐藏式扰流装置的车辆空调系统。

背景技术

车辆(尤其是轨道车辆)上通常设置有空调系统，空调系统的出风口位于车辆顶部，空调系统运行时需要与外界空气进行热交换，由于车辆运行速度高，受气流流场变化的影响，造成空调系统的出风口的压力变化，影响空调系统的换热效果。

为此需要在出风口的前方(以车辆运行方向为参考方向)设置扰流装置，以消除气流流场影响，改善高速运行时的通风和热交换。但是，现有的绕流装置均凸出设置于出风口的前方，在车辆低速运行时，绕流装置闲置，对气流流场的改善效果不明显。甚至对于双向运行的轨道车辆，如果在出风口的两侧均设置凸出的扰流装置，位于出风口的后方的扰流装置还会对出风口的出风造成不利影响。

综上所述，如何解决现有扰流装置的扰流效果欠佳的问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种隐藏式扰流装置，以根据不同气流速度，调整扰流效果。

本发明的另一个目的在于提供一种包含该隐藏式扰流装置的车辆空调系统，以改善高速运行时的通风和热交换。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种隐藏式扰流装置，包括：

安装架，所述安装架靠近气流的一侧为迎风侧，所述安装架远离气流的一侧为背风侧，所述安装架的平行于气流方向的两侧均设置有滑槽；

支撑板，所述支撑板的一侧边转动连接于所述安装架的背风侧；

扰流板，所述扰流板的一侧边与所述支撑板靠近所述安装架的迎风侧的一侧边转动连接，所述扰流板靠近所述安装架的迎风侧的一侧边通过滑轮滚动连接于所述滑槽中；

驱动机构，与所述滑轮驱动连接；

控制器，与所述驱动机构连接，用于根据气流速度控制所述驱动机构运行和停止。

优选地，在上述的隐藏式扰流装置中，还包括活动板，所述活动板的一侧边与所述扰流板靠近所述安装架的迎风侧的一侧边转动连接，所述滑轮设置于所述活动板靠近所述安装架的迎风侧的一侧边的两端。

优选地，在上述的隐藏式扰流装置中，所述风推结构为设置于所述扰流板的迎风面上的多个凹槽。

优选地，在上述的隐藏式扰流装置中，所述风推结构为设置于所述扰流板的迎风面上的多个翅片。

优选地，在上述的隐藏式扰流装置中，所述支撑板与所述安装架转动连接的位置设置有阻尼部件。

优选地，在上述的隐藏式扰流装置中，所述驱动机构为伺服电机。

本发明还提供了一种车辆空调系统，包括空调出风口，还包括沿车辆前进方向布置于所述空调出风口的前方的如以上任一项所述的隐藏式扰流装置，所述控制器用于获取与气流速度相关联的车辆运行速度，并根据车辆运行速度控制驱动机构运行和停止。

优选地，在上述的车辆空调系统中，所述控制器用于获取车辆运行速度，当车辆速度小于速度设定值时，控制驱动机构停止工作，当车辆速度大于或等于速度设定值时，控制驱动机构运行。

优选地，在上述的车辆空调系统中，当车辆为双向运行车辆时，车辆空调系统还包括分别朝向车辆两端的气流取样口，每个气流取样口上均设置有风压传感器，所述风压传感器与所述控制器连接，所述控制器还用于根据风压传感器检测的风压判断车辆运行方向，并根据车辆运行方向开启位于迎风侧的所述隐藏式扰流装置。

优选地，在上述的车辆空调系统中，还包括用于检测所述车辆空调系统的实际冷凝压力的压力传感器以及设置于所述车辆空调系统的空调进风口处的用于检测环境温度的温度传感器；

所述压力传感器和所述温度传感器均与所述控制器连接，所述控制器还用于根据所述温度传感器检测的环境温度计算出目标冷凝压力，并根据所述目标冷凝压力和所述压力传感器检测的实际冷凝压力控制所述隐藏式扰流装置的驱动机构运行和停止，以调节隐藏式扰流装置的扰流结构的开启高度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的隐藏式扰流装置中，安装架靠近气流的一侧为迎风侧，远离气流的一侧为背风侧，安装架的平行于气流方向的两侧均设置有滑槽，支撑板的一侧边转动连接于安装架的背风侧上，支撑架的另一侧和扰流板转动连接，扰流板靠近迎风侧的一侧边通过滚轮滚动连接于滑槽中，驱动机构与滑轮驱动连接，控制器与驱动机构连接，用于根据气流速度控制驱动机构的运行和停止。在气流较小或没有气流时，该隐藏式扰流装置的控制器控制驱动机构停止动作，扰流板和支撑板基本保持平整状态，而当气流速度增大到设定值时，控制器控制驱动机构运行，驱动滑轮在滑槽中滚动，进而推动扰流板向支撑板一侧移动，由于扰流板远离空调出风口的一侧边与安装架移动连接，支撑板的一侧边与安装架转动连接，另一侧边与扰流板转动连接，因此，滑轮移动，扰流板与支撑板转动连接的一侧升起，扰流板与支撑板折叠，形成倒V形扰流结构。并根据不同气流速度形成不同高度的扰流结构，调整了扰流效果。

本发明提供的车辆空调系统中，沿车辆前进方向在空调出风口的前方设置本申请中的隐藏式扰流装置，能够根据不同车辆运行速度控制驱动机构运行和停止，进而形成不同高度的扰流结构，调整了扰流效果，进而调整了车辆空调系统的出风口的风压，改善了高速运行时的通风和热交换。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种隐藏式扰流装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种隐藏式扰流装置的局部放大示意图；

图3为本发明实施例提供的一种隐藏式扰流装置的背风侧角度的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种隐藏式扰流装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种隐藏式扰流装置的布置结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种车辆空调系统的工作原理图。

其中，1为安装架、2为滑槽、3为滑轮、4为活动板、5为扰流板、6为第一转轴、7为支撑板、8为风推结构、81为翅片、82为凹槽、9为第二转轴、10为阻尼组件、11为空调出风口、12为驱动机构、13为控制器、14为风压传感器、15为温度传感器、16为压力传感器。

具体实施方式

本发明的核心是提供了一种隐藏式扰流装置，能够根据不同气流速度，调整扰流效果。

本发明还提供了一种包含该隐藏式扰流装置的车辆空调系统，改善了高速运行时的通风和热交换。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1-图6，本发明实施例提供了一种隐藏式扰流装置，其包括安装架1、支撑板7、扰流板5、滑轮3、驱动机构12和控制器13，其中，安装架1靠近气流的一侧为迎风侧，远离气流的一侧为背风侧，安装架1的平行于气流方向的两侧均设置有滑槽2；支撑板7的一侧边转动连接于安装架1的背风侧上，具体地，支撑板7通过第二转轴9与安装架1转动连接，支撑板7可相对安装架1进行翻转；扰流板5的一侧边与支撑板7靠近安装架1的迎风侧的一侧边转动连接，具体地，扰流板5与支撑板7通过第一转轴6转动连接，扰流板5和支撑板7可相对折叠翻转；扰流板5靠近安装架1迎风侧的一侧边通过滑轮3滚动连接于滑槽2中，即扰流板5靠近安装架1的迎风侧的一侧边可通过滑轮3在安装架1的滑槽2中往复移动；驱动机构12与滑轮3驱动连接，用于驱动滑轮3在滑槽2中滚动；控制器13与驱动机构12连接，用于根据气流速度控制驱动机构12运行和停止。

该隐藏式扰流装置的工作过程和工作原理为：在气流较小或没有气流时，该隐藏式扰流装置的控制器13控制驱动机构12停止动作，扰流板5和支撑板7基本保持平整状态，扰流板5与支撑板7之间的夹角稍小于180°，即扰流板5与支撑板7转动连接的部位微微向上突起，此时，隐藏式扰流装置处于隐藏状态，不会对气流进行干预。而当气流速度增大到设定值时，控制器13控制驱动机构12运行，驱动滑轮3在滑槽2中向支撑板7一侧滚动，进而推动扰流板5向支撑板7一侧移动，由于扰流板5靠近安装架1迎风侧的一侧边与安装架5移动连接，支撑板7的一侧边与安装架1转动连接，另一侧边与扰流板5转动连接，因此，在滑轮3推动下，扰流板5与支撑板7转动连接的一侧升起，扰流板5与支撑板7折叠，形成倒V形扰流结构，并根据不同气流速度形成不同高度的扰流结构，从而能够调整扰流效果。当气流速度逐渐变小后，控制器13控制驱动机构12反向运行，驱动滑轮3向远离支撑板7的一侧滚动，进而使扰流板5和支撑板7逐渐展平。

进一步地，在本实施例中，隐藏式扰流装置还包括活动板4，活动板4为宽度较小的板，活动板4的一侧边与扰流板5靠近安装架1的迎风侧的一侧边转动连接，具体地，活动板4与扰流板5通过第一转轴6连接，滑轮3设置在活动板4靠近安装架1的迎风侧的一侧边的两端。工作时，驱动机构12驱动滑轮3滚动，进而推动活动板4、扰流板5和支撑板7移动。此过程中，活动板4与扰流板5转动连接的部位稍微抬起，通过设置活动板4能够更加方便顺畅地推动扰流板5和支撑板7翻转折叠。

如图1-图5所示，进一步地，在本实施例中，扰流板5的迎风面上设置有利用风力推动扰流板5向支撑板7一侧移动折叠的风推结构8。当不采用控制器13和驱动机构12的方式驱动扰流板5移动的情况下，气流速度较小或没有气流时，扰流板5和支撑板7基本保持平整状态，当气流速度增大时，气流作用于扰流板5的迎风面上的风推结构8上，对风推结构8产生一种推力，克服扰流板5与安装架1之间的摩擦力，推动扰流板5向支撑板7一侧移动，形成扰流结构，且根据不同气流速度形成不同高度的扰流结构，从而能够调整扰流效果。当气流速度逐渐变小后，扰流板5和支撑板7在自身重力作用下逐渐展平。

该隐藏式扰流装置可以采用风力驱动和自动控制两种方式实现扰流结构高度的调整。

如图1和图2所示，本实施例提供了一种具体的风推结构8，该风推结构8为设置于扰流板5的迎风面上的多个翅片81，翅片81可以单独固定于扰流板5上的片状结构，也可以直接在扰流板5上弯折形成的片状结构，气流作用在翅片81上，对翅片81形成推力。

进一步地，在本实施例中，翅片81呈矩阵均匀布置于扰流板5的迎风面上。翅片81设置多行，每行设置有多个翅片81。图2中给出了两排翅片81的布置形式，当然，翅片81的数量和布置形式还可以为其它形式，根据实际情况具体设置，并不局限于本实施例所描述的结构形式。

如图4所示，本实施例提供了另一种具体的风推结构8，该风推结构8为设置于扰流板5的迎风面上的多个凹槽82。凹槽82通过扰流板5的迎风面向内凹陷形成，由于凹槽82的凹面与气流方向之间存在迎风角，气流可以作用在凹槽82上，对凹槽82产生推力，从而推动扰流板5移动。

进一步地，在本实施例中，凹槽82呈矩阵均匀布置于扰流板5的迎风面上。凹槽82设置多行，每行设置有多个凹槽82。图4中给出了两排凹槽82的布置形式，当然，凹槽82的数量和布置形式还可以为其它形式，根据实际情况具体设置，并不局限于本实施例所描述的结构形式。

如图3所示，在本实施例中，支撑板7与安装架1转动连接的位置还设置有阻尼部件10。即在第二转轴9上设置阻尼部件10，阻尼部件10能够防止支撑板7和扰流板5来回震动，避免噪音产生。

在本实施例中，驱动机构12为伺服电机，伺服电机的输出轴与滑轮3驱动连接，实现滑轮3的正转和反转。

如图5所示，基于以上任一实施例所描述的隐藏式扰流装置，本发明实施例还提供了一种车辆空调系统，包括空调出风口11和扰流装置，其中，扰流装置为如以上任一实施例所描述的隐藏式扰流装置，隐藏式扰流装置沿车辆前进方向设置于空调出风口11的前方，控制器13用于从车辆控制器中获取与气流速度相关联的车辆运行速度，气流速度与车辆运行速度呈正比，并根据车辆运行速度计算出扰流结构的预定开启高度，控制驱动机构12运行和停止，达到预定开启高度。即当车辆只有一个行驶方向时，则只在空调出风口11的前方设置一个隐藏式扰流装置；当车辆为轨道车辆，车辆双向行驶时，则在空调出风口11的前方和后方分别设置一个隐藏式扰流装置。

对于只有一个隐藏式扰流装置的车辆空调系统，在车辆速度较小或停止时，控制器13控制驱动机构12停止驱动，扰流板5和支撑板7基本保持与车顶相平，没有形成扰流结构，不会对气流产生干预。在车辆速度较高时，气流速度较高，控制器13控制驱动机构12运行，驱动滑轮3向支撑板7一侧滚动，进而推动扰流板5和支撑板7折叠，形成扰流结构，且根据车辆速度的不同，调整扰流结构的高度，调整扰流效果，从而改善了高速运行时的通风和热交换。

进一步地，在本实施例中，控制器13获取车辆运行速度后，当车辆速度小于速度设定值时，控制器13控制驱动机构12停止工作，当车辆速度大于或等于速度设定值时，控制器13控制驱动机构12运行，驱动滑轮3在滑槽2中移动，并根据车辆速度自动控制扰流结构的高度。

对于设置有两个隐藏式扰流装置的车辆空调系统，车辆空调系统还包括分别朝向车辆两端的气流取样口，每个气流取样口上均设置有风压传感器14，风压传感器14与控制器13连接。控制器13在获取车辆运行速度后，当车辆运行速度达到速度设定值时，根据两个风压传感器14检测的风压判断车辆运行方向，并根据车辆运行方向开启位于空调出风口11的迎风侧的隐藏式扰流装置。即空调出风口11的迎风侧的隐藏式扰流装置形成扰流结构，而位于后方的隐藏式扰流装置，即空调出风口11的背风侧的隐藏式扰流装置始终处于展平状态，不对气流产生影响。从而，达到更好的改善流场的效果，从而改善了高速运行时的通风和热交换。

进一步地，在本实施例中，车辆空调系统还包括压力传感器16和温度传感器15，其中，压力传感器16用于检测车辆空调系统的实际冷凝压力；温度传感器15设置于车辆空调系统的空调进风口处，用于检测环境温度。压力传感器16和温度传感器15均与控制器13连接，控制器13还用于根据温度传感器15检测的环境温度计算出目标冷凝压力，并根据目标冷凝压力和压力传感器16检测的实际冷凝压力控制隐藏式扰流装置的驱动机构12运行和停止，以调节隐藏式扰流装置的扰流结构的开启高度。

具体地，控制器13根据目标冷凝压力和实际冷凝压力之间的偏差，控制驱动机构12运行，驱动滑轮3移动，调整扰流装置的高度，确保空调实际冷凝压力接近目标冷凝压力。当环境温度较低时，实际冷凝压力低于目标冷凝压力，可关闭隐藏式扰流装置，以较小车辆风阻，减小能耗。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种隐藏式扰流装置，其特征在于，包括：

安装架，所述安装架靠近气流的一侧为迎风侧，所述安装架远离气流的一侧为背风侧，所述安装架的平行于气流方向的两侧均设置有滑槽；

支撑板，所述支撑板的一侧边转动连接于所述安装架的背风侧；

扰流板，所述扰流板的一侧边与所述支撑板靠近所述安装架的迎风侧的一侧边转动连接，所述扰流板靠近所述安装架的迎风侧的一侧边通过滑轮滚动连接于所述滑槽中；

驱动机构，与所述滑轮驱动连接；

控制器，与所述驱动机构连接，用于根据气流速度控制所述驱动机构运行和停止，使所述支撑板和所述扰流板根据不同气流速度形成不同高度的扰流结构。

2.根据权利要求1所述的隐藏式扰流装置，其特征在于，还包括活动板，所述活动板的一侧边与所述扰流板靠近所述安装架的迎风侧的一侧边转动连接，所述滑轮设置于所述活动板靠近所述安装架的迎风侧的一侧边的两端。

3.根据权利要求1或2所述的隐藏式扰流装置，其特征在于，所述扰流板的迎风面上设置有利用风力推动所述扰流板向所述支撑板一侧移动折叠的风推结构，所述风推结构为设置于所述扰流板的迎风面上的多个凹槽。

4.根据权利要求1或2所述的隐藏式扰流装置，其特征在于，所述扰流板的迎风面上设置有利用风力推动所述扰流板向所述支撑板一侧移动折叠的风推结构，所述风推结构为设置于所述扰流板的迎风面上的多个翅片。

5.根据权利要求1或2所述的隐藏式扰流装置，其特征在于，所述支撑板与所述安装架转动连接的位置设置有阻尼部件。

6.根据权利要求1或2所述的隐藏式扰流装置，其特征在于，所述驱动机构为伺服电机。

7.一种车辆空调系统，包括空调出风口，其特征在于，还包括沿车辆前进方向布置于所述空调出风口的前方的如权利要求1-6任一项所述的隐藏式扰流装置，所述控制器用于获取与气流速度相关联的车辆运行速度，并根据车辆运行速度控制驱动机构运行和停止。

8.根据权利要求7所述的车辆空调系统，其特征在于，所述控制器用于获取车辆运行速度，当车辆速度小于速度设定值时，控制驱动机构停止工作，当车辆速度大于或等于速度设定值时，控制驱动机构运行。

9.根据权利要求7所述的车辆空调系统，其特征在于，当车辆为双向运行车辆时，车辆空调系统还包括分别朝向车辆两端的气流取样口，每个气流取样口上均设置有风压传感器，所述风压传感器与所述控制器连接，所述控制器还用于根据风压传感器检测的风压判断车辆运行方向，并根据车辆运行方向开启位于迎风侧的所述隐藏式扰流装置。

10.根据权利要求7所述的车辆空调系统，其特征在于，还包括用于检测所述车辆空调系统的实际冷凝压力的压力传感器以及设置于所述车辆空调系统的空调进风口处的用于检测环境温度的温度传感器；

所述压力传感器和所述温度传感器均与所述控制器连接，所述控制器还用于根据所述温度传感器检测的环境温度计算出目标冷凝压力，并根据所述目标冷凝压力和所述压力传感器检测的实际冷凝压力控制所述隐藏式扰流装置的驱动机构运行和停止，以调节隐藏式扰流装置的扰流结构的开启高度。

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