CN108725129B - 顶置式双回风客车空调 - Google Patents
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Abstract
本发明顶置式双回风客车空调，采用整体单元式、双回风的结构布局，在空调底壳下通过安装过渡梁与车辆骨架固定安装；在空调底壳前端设置新风装置、后端设置压缩机和电控盒、中间设置左右结构对称的冷凝器芯体总成；采用连接左右空调底壳、其下方为无底壳结构的冷凝器芯体总成，将冷凝器芯体总成平放在下，其上设置冷凝风机；电控盒采用模块化设计、标准化接口和CAN总线技术，控制器采用云控制技术，在高压直流电输入端采用上电自动检测技术，在高低压管路上设有压力及泄压保护装置；本发明利用多根过渡梁和多气孔胶条来连接空调与车辆，统一并简化了多种空调接口，产品标准化、环保化、轻量化，能提高生产效率，有利于客车整车的造型设计。
Description
技术领域
本发明涉及客车空调的设计与制造技术领域，具体的说，是一种应用于大中型(10.5～12米)客车的、轻量化的顶置式双回风客车空调。
背景技术
城市交通、长途运输、旅游用车几乎都要使用大中型客车。在社会发展和汽车工业发展的今天，客车空调几乎成为新生产的大中型客车的标配。现有大中型客车空调系统的安装方式基本为顶置式、后置式、底置式和内置式几种形式。考虑到安装空间、维护的方便性和零件的易换性，顶置式的布置方式已经成为大中型客车安装空调系统的主要选择。
目前市场上的客车空调产品，无论什么类型，大都采用车顶骨架预埋螺栓、减震胶块、橡塑保温层及密封胶的形式进行安装，因不同车型的需求会设计有不同的客车空调产品。这样，就会产生不同的安装孔以及出风回风的风口有不同的开孔尺寸。由于客车空调的底壳大都采用玻璃钢或铝合金制造，也由于受材料的限制以及车辆整体强度较高的情况，现在对客车空调的重量一般要求不高，客车空调的重量基本上在300kg左右。现有的客车空调，在安装方面，比较耗时费力，需要多人多时间才能完成一台客车空调的安装，且会产生一些不同的产品状态。在材料方面，采用的玻璃钢具有体积大、分量重的不足，而铝合金的产品具有零件较多、结构复杂、工艺耗时不足。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种顶置式双回风客车空调，首先，它利用多根过渡梁来连接空调与车辆，再通过在车内进行螺栓固定的方式来减少操作人员的数量与安装工时，能简化安装方式，提高生产效率；其次，它能统一并简化多种空调型号的安装尺寸，有利于空调产品的选型，能提高产品的标准化程度；最后，采用环保轻型材料的顶盖和空调底壳，大幅降低了客车空调的重量，有利于轻量化，有利于客车整车的造型设计。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。
一种顶置式双回风客车空调，其特征在于，采用整体单元式、双回风的结构布局，含有顶盖、过渡梁、空调底壳、压缩机、四通换向阀、干燥器、热力膨胀阀、气液分离器、蒸发器芯体总成、蒸发风机、PTC加热器、新风装置、电控盒、视液镜、冷凝风机和冷凝器芯体总成；在所述空调底壳下安装过渡梁，再通过所述过渡梁与车辆骨架实现固定安装；在空调底壳的前端设置新风装置；在空调底壳的后端设置压缩机和电控盒；在空调底壳的中间设置左右结构对称的冷凝器芯体总成：所述冷凝器芯体总成作为连接左右空调底壳的结构，其下方采用无底壳的结构，所述冷凝器芯体总成平放在下，在其上方设置冷凝风机；
所述压缩机采用减震结构的固定支架，在所述压缩机的底座与固定支架之间设置绝缘垫，在压缩机的吸排气管路上采用橡胶软管以使管路减震和绝缘；所述四通换向阀根据制冷剂的流向设置在压缩机仓内、与压缩机的排气管出口相连并与冷凝器芯体总成的进口连通；所述干燥器与热力膨胀阀相连设置在蒸发器仓内、与蒸发器芯体总成的进口连通；所述蒸发器芯体总成的出口与所述四通换向阀相连，然后与设置在蒸发器仓内的气液分离器连通，最后再与所述压缩机的回气管连通；所述视液镜设置在蒸发器仓外面：其一端与所述冷凝器芯体总成的出口连接，另一端与所述干燥器连接，用于空调开启时的观察；在所述冷凝器芯体总成的外沿设置左右结构对称的冷凝风机进风区域、蒸发风机回风区域、蒸发器芯体总成、PTC加热器以及蒸发风机出风区域；风从冷凝风机进风区域及冷凝器芯体总成前后区域进入，然后从下方通过冷凝器芯体总成并经由冷凝风机吹出；所述蒸发器芯体总成的芯体竖直放置，在出风区域设置蒸发风机，风从蒸发风机回风区域进入、然后从一侧通过蒸发器芯体总成并经由蒸发风机送入车厢；在蒸发风机回风区域与冷凝风机进风区域之间用一壳体隔开；将所述PTC加热器设置在蒸发器芯体总成靠近蒸发风机的一侧并直接与蒸发器芯体总成的端板连接固定；所述电控盒采用模块化设计、标准化接口和CAN总线技术的通讯方式，其控制器采用云控制技术，能实现远程监控，方便客车空调数据的采集及与整车数据的交换；在高压直流电输入端采用上电自动检测技术，在高低压管路上设有高低压力及泄压保护装置。
进一步，所述压缩机采用直流电动涡旋压缩机，能自动变频调速。
进一步，所述顶盖为含有前后导流罩和左右蒸发器的顶盖，采用片状模塑料(SMC)、吸塑或聚双环戊二烯(PDCPD)材料的结构件。
进一步，所述空调底壳为含有蒸发器仓和压缩机仓两个腔体、左右对称型结构，采用预埋螺栓件的方式，通过多个支撑连接板与冷凝器部分和电控盒部分进行连接固定，能通过只变动支撑连接板和少量连接管路达到匹配不同车顶弧度的应用需求。
进一步，所述空调底壳采用环保轻型的长纤维增强热塑性材料(LFT)结构件。
进一步，所述蒸发器芯体总成换热器与冷凝器芯体总成换热器均采用直径7mm的内螺纹铜管及变流程管片式换热器。
进一步，所述蒸发器芯体总成由管系、小弯管和进出管组件构成，其中的进管采用分液头形式。
进一步，所述蒸发风机采用无刷风机，能实现自动调速。
进一步，所述冷凝风机采用抽风型无刷风机，能实现自动调速。
进一步，所述PTC加热器采用两档功率输出、手动温控和自动温控的PTC加热器。
本发明顶置式双回风客车空调的积极效果是：
(1)利用多根过渡梁和多气孔胶条来连接空调与车辆，再通过在车内进行螺栓固定的方式来减少操作人员的数量与安装工时，能提高生产效率。
(2)能统一并简化多种空调型号的安装接口，有利于空调产品的选型，能提高产品的标准化程度。
(3)采用环保轻型材料的顶盖和空调底壳，大幅降低了空调的重量，有利于轻量化，完全适用于10.5～12米大中型客车的性能要求。
(4)解决现有产品产量低、结构复杂、工艺耗时的不足，且安全环保，有利于客车整车的造型设计。
附图说明
图1为本发明顶置式双回风客车空调(去掉顶盖)的结构示意图。
图2为顶盖的结构示意图。
图3为本发明顶置式双回风客车空调的系统循环图。
图中的标号分别为：
1、顶盖； 2、过渡梁；
3、空调底壳； 4、压缩机；
5、四通换向阀； 6、干燥器；
7、热力膨胀阀； 8、气液分离器；
9、蒸发器芯体总成； 10、蒸发风机；
11、PTC加热器； 12、新风装置；
13、电控盒； 14、视液镜；
15、冷凝风机； 16、冷凝器芯体总成。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明顶置式双回风客车空调的具体实施方式，但是应该指出，本发明的实施不限于以下的实施方式。
参见图1。一种顶置式双回风客车空调，采用整体单元式、双回风的结构布局，含有顶盖1、过渡梁2、空调底壳3、压缩机4、四通换向阀5、干燥器6、热力膨胀阀7、气液分离器8、蒸发器芯体总成9、蒸发风机10、PTC加热器11、新风装置12、电控盒13、视液镜14、冷凝风机15和冷凝器芯体总成16。所述顶盖1采用有前后导流罩和左右蒸发器的顶盖，采用片状模塑料、吸塑或聚双环戊二烯材料的结构件。所述空调底壳3采用含有蒸发器仓和压缩机仓两个腔体、左右对称的结构，采用环保轻型的长纤维增强热塑性材料的结构件。所述空调底壳3采用预埋螺栓件的方式，通过多个支撑连接板将左右空调底壳3与冷凝器部分和电控盒部分进行连接固定，能够通过只变动支撑连接板和少量连接管路达到匹配不同车顶弧度的应用需求。所述顶盖1和空调底壳3可采用模压方式成型。在所述空调底壳3下安装过渡梁2，再通过所述过渡梁2与车辆骨架实现固定安装。
本发明的顶置式双回风客车空调采用了全新的空调安装密封方式：采用多根过渡梁2用于空调底壳3与车辆骨架的连接，过渡梁2与空调底壳3之间采用螺栓加铆螺母的形式连接，它们的尺寸和位置可随具体空调内的布置而定，过渡梁2与车辆骨架之间采用螺栓加可滑动螺母的形式连接，它们的尺寸和位置由车辆骨架的结构而定，且安装人员可以从车厢内部进行安装。本发明可视具体的空调结构，适当保留几处现有的(采用车顶预埋螺栓加橡胶块方式的)连接固定点；最后，所有过渡梁2都落于由多气孔胶条形成的空调蒸发器出回风口的密封区域内，所述密封区域可实施免打胶的方式。这样的设计使得本发明的客车空调在制造中不仅能降低人员及工时，而且有利于客车整车的模块化开发。
在空调底壳3的前端(参见图2中的一端)设置新风装置12；所述新风装置12采用左右各一个小新风门的机构，通过电气控制其中的马达转动，实现开启或关闭新风门，以达到给车内输送新风的目的。在新风口处安装有过滤网，能防止异物的进入。
在空调底壳3的后端(参见图2中的另一端)设置压缩机4和电气控制的电控盒13。所述压缩机4采用直流电动涡旋压缩机，能自动变频调速且高效节能。所述压缩机4采用减震结构的固定支架，能有效减少振动和噪音。在所述压缩机4的底座与固定支架之间设置绝缘垫，在压缩机4的吸排气管路上采用橡胶软管以达到管路减震和绝缘的目的。
在空调底壳3的中间设置左右结构对称的冷凝器芯体总成16：所述冷凝器芯体总成16作为连接左右空调底壳3的结构，其下方采用无底壳的结构设计，通过前中后端板与支撑连接板固定，只在冷凝器芯体总成16左右的长度方向上用钣金件进行部分密封——可增加进风面积及风速，提高换热效率。将所述冷凝器芯体总成16平放在下，在其上方设置冷凝风机15。所述冷凝风机15采用抽风型无刷风机，可实现自动调速。在所述冷凝器芯体总成16的外沿设置左右结构对称的冷凝风机15进风区域、蒸发风机10回风区域、蒸发器芯体总成9、PTC加热器11、蒸发风机10出风区域。环境的风从冷凝风机15进风区域及冷凝器芯体总成16前后区域进入、然后从下方通过冷凝器芯体总成16并经由冷凝风机15吹出。
将所述四通换向阀5根据制冷剂的流向设置在压缩机仓内、与压缩机4的排气管出口相连并与冷凝器芯体总成16的进口连通。将所述干燥器6与热力膨胀阀7相连设置在蒸发器仓内、与蒸发器芯体总成9的进口连通。将所述蒸发器芯体总成9的出口与所述四通换向阀5相连，然后与设置在蒸发器仓内的气液分离器8连通，最后再与所述压缩机4的回气管连通。将所述视液镜14设置在蒸发器仓外面：将其一端与所述冷凝器芯体总成16的出口连接，将其另一端与所述干燥器6连接，用于空调开启时的观察。本发明利用部分蒸发器仓内的空间设置干燥器6、热力膨胀阀7和气液分离器8，使得本发明的结构更为紧凑，能降低整个空调的外形尺寸，缩短热力膨胀阀7与蒸发器芯体总成9的距离，能降低冷量的损失和分液不均的现象。
实施中，所述蒸发器芯体总成9换热器与冷凝器芯体总成16换热器均采用直径7mm的内螺纹铜管及变流程管片式换热器，能提高传热效率，降低换热面积，达到更高的能效比。所述蒸发器芯体总成9由管系、小弯管和进出管组件组成，其中的进管采用分液头形式。所述蒸发风机10采用无刷风机，可实现自动调速。所述PTC加热器11采用两档功率输出、手动温控和自动温控的PTC加热器。将所述蒸发器芯体总成9的芯体呈竖直放置，在蒸发器芯体总成9出风区域设置蒸发风机10：车厢内的空气从蒸发风机10回风区域进入、然后从一侧通过蒸发器芯体总成9并经由蒸发风机10再送入客车车厢。将所述PTC加热器11设置在蒸发器芯体总成9靠近蒸发风机10的一侧，直接与蒸发器芯体总成9的端板固定连接。实施中，可视PTC加热器11的实际长度与整体的振动情况，再决定是否在PTC加热器11的中段是否要再增加一处固定点。
本发明设有新风装置12，车外的新风经由新风装置12从车外吸入新鲜空气进入蒸发风机10回风区域并与车内回风混合，经过蒸发器芯体总成9再由蒸发风机10将与蒸发器芯体总成9对流换热后的冷空气一并送入客车车厢内，从而达到更换客车车内空气的目的。
在所述冷凝器芯体总成16的外沿设置左右结构对称的冷凝风机15进风区域、蒸发风机10回风区域、蒸发器芯体总成9、PTC加热器11以及蒸发风机10出风区域；在蒸发风机10回风区域与冷凝风机15进风区域之间设置一个壳体，用壳体隔开蒸发风机10回风区域与冷凝风机15进风区域。风从冷凝风机15进风区域及冷凝器芯体总成16前后区域进入，然后从下方通过冷凝器芯体总成16并经由冷凝风机15吹出。
所述电控盒13采用模块化设计、标准化接口和CAN总线技术的通讯方式，其控制器采用云控制技术，能实现远程监控，方便客车空调数据的采集及与整车数据的交换；在高压直流电输入端采用了上电自动检测技术，能有效防止欠压、过压或电路异常对空调电路的损坏；在高低压管路上设有高低压力及泄压保护装置以提高客车空调使用的安全性。
本发明顶置式双回风客车空调基本的制冷运行方式为(参见图3)：
制冷剂经压缩机4压缩后形成高温高压气体，经排气软管后通过四通换向阀5进入冷凝器芯体总成16，在冷凝风机15强制冷凝器芯体总成16与空气的热交换下，高温高压的制冷剂气体在冷凝器芯体总成16内被冷却成中温高压的液体；中温高压的液体经干燥器6干燥和过滤之后通过视液镜14，再进入热力膨胀阀7，在通过热力膨胀阀7节流后由蒸发器芯体总成9的分液头组件均匀分液后进入蒸发器芯体总成9，在蒸发风机10强制下在蒸发器芯体总成9内的制冷剂与车厢内的循环空气进行热交换实现制冷，低温低压的制冷剂气液两相流体在蒸发器芯体总成9内膨胀吸收热量后变成低温低压气体，再通过四通换向阀5进入气液分离器8，最后通过回气软管回到压缩机4，实现整个制冷循环。
Claims (10)
1.一种顶置式双回风客车空调，其特征在于，采用整体单元式、双回风的结构布局，含有顶盖(1)、过渡梁(2)、空调底壳(3)、压缩机(4)、四通换向阀(5)、干燥器(6)、热力膨胀阀(7)、气液分离器(8)、蒸发器芯体总成(9)、蒸发风机(10)、PTC加热器(11)、新风装置(12)、电控盒(13)、视液镜(14)、冷凝风机(15)和冷凝器芯体总成(16)；在所述空调底壳(3)下安装过渡梁(2)，再通过所述过渡梁(2)与车辆骨架实现固定安装；在空调底壳(3)的前端设置新风装置(12)；在空调底壳(3)的后端设置压缩机(4)和电控盒(13)；在空调底壳(3)的中间设置左右结构对称的冷凝器芯体总成(16)：所述冷凝器芯体总成(16)作为连接左右空调底壳(3)的结构，其下方采用无底壳的结构，所述冷凝器芯体总成(16)平放在下，在其上方设置冷凝风机(15)；
所述压缩机(4)采用减震结构的固定支架，在所述压缩机(4)的底座与固定支架之间设置绝缘垫，在压缩机(4)的吸排气管路上采用橡胶软管以使管路减震和绝缘；所述四通换向阀(5)根据制冷剂的流向设置在压缩机仓内、与压缩机(4)的排气管出口相连并与冷凝器芯体总成(16)的进口连通；所述干燥器(6)与热力膨胀阀(7)相连设置在蒸发器仓内、与蒸发器芯体总成(9)的进口连通；所述蒸发器芯体总成(9)的出口与所述四通换向阀(5)相连，然后与设置在蒸发器仓内的气液分离器(8)连通，最后再与所述压缩机(4)的回气管连通；所述视液镜(14)设置在蒸发器仓外面：其一端与所述冷凝器芯体总成(16)的出口连接，另一端与所述干燥器(6)连接，用于空调开启时的观察；在所述冷凝器芯体总成(16)的外沿设置左右结构对称的冷凝风机(15)进风区域、蒸发风机(10)回风区域、蒸发器芯体总成(9)、PTC加热器(11)以及蒸发风机(10)出风区域；风从冷凝风机(15)进风区域及冷凝器芯体总成(16)前后区域进入，然后从下方通过冷凝器芯体总成(16)并经由冷凝风机(15)吹出；所述蒸发器芯体总成(9)的芯体竖直放置，在出风区域设置蒸发风机(10)，风从蒸发风机(10)回风区域进入、然后从一侧通过蒸发器芯体总成(9)并经由蒸发风机(10)送入车厢；在蒸发风机(10)回风区域与冷凝风机(15)进风区域之间用一壳体隔开；将所述PTC加热器(11)设置在蒸发器芯体总成(9)靠近蒸发风机(10)的一侧并直接与蒸发器芯体总成(9)的端板连接固定；所述电控盒(13)采用模块化设计、标准化接口和CAN总线技术的通讯方式，其控制器采用云控制技术，能实现远程监控，方便客车空调数据的采集及与整车数据的交换；在高压直流电输入端采用上电自动检测技术，在高低压管路上设有高低压力及泄压保护装置。
2.根据权利要求1所述的顶置式双回风客车空调，其特征在于，所述压缩机(4)采用直流电动涡旋压缩机，能自动变频调速。
3.根据权利要求1所述的顶置式双回风客车空调，其特征在于，所述顶盖(1)为含有前后导流罩和左右蒸发器的顶盖，采用片状模塑料(SMC)、吸塑或聚双环戊二烯(PDCPD)材料的结构件。
4.根据权利要求1所述的顶置式双回风客车空调，其特征在于，所述空调底壳(3)为含有蒸发器仓和压缩机仓两个腔体、左右对称型结构，采用预埋螺栓件的方式，通过多个支撑连接板与冷凝器部分和电控盒部分进行连接固定，能通过只变动支撑连接板和少量连接管路达到匹配不同车顶弧度的应用需求。
5.根据权利要求4所述的顶置式双回风客车空调，其特征在于，所述空调底壳(3)采用环保轻型的长纤维增强热塑性材料(LFT)结构件。
6.根据权利要求1所述的顶置式双回风客车空调，其特征在于，所述蒸发器芯体总成(9)换热器与冷凝器芯体总成(16)换热器均采用直径7mm的内螺纹铜管及变流程管片式换热器。
7.根据权利要求6所述的顶置式双回风客车空调，其特征在于，所述蒸发器芯体总成(9)由管系、小弯管和进出管组件构成，其中的进管采用分液头形式。
8.根据权利要求1所述的顶置式双回风客车空调，其特征在于，所述蒸发风机(10)采用无刷风机，能实现自动调速。
9.根据权利要求1所述的顶置式双回风客车空调，其特征在于，所述冷凝风机(15)采用抽风型无刷风机，能实现自动调速。
10.根据权利要求1所述的顶置式双回风客车空调，其特征在于，所述PTC加热器(11)采用两档功率输出、手动温控和自动温控的PTC加热器。
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