CN108944340A - 汽车空调降噪风道 - Google Patents

Abstract

本发明提供了汽车空调降噪风道，其能解决现有降噪风道存在的结构复杂、制造成本高、不利于加工安装及批量化生产的问题。本发明正是围绕降低风道内气流流速和避免涡流的产生来达到降低气动噪声的目的。其包括降噪风道本体，所述降噪风道本体包括进风口段、过渡管段、直管段以及设有两个转角部的Z形弯管段，Z形弯管段、直管段的底面上设有格栅型出风口，进风口段与汽车空调的出风口对接，Z形弯管段的两端分别与过渡管段、直管段相连，过渡管段呈变截面的扩口状，且过渡管段的小口端与进风口段连接、大口端与Z形弯管段连接。

Description

汽车空调降噪风道

技术领域

本发明涉及汽车空调技术领域，具体为汽车空调降噪风道。

背景技术

近些年，随着汽车密封性的提升和整体振动、噪声的不断降低，车外噪声已经有明显降低，而由于汽车风道往往安装在车室内且与车室相连通，汽车风道管路内湍流导致的空气噪声逐渐成为汽车的主要噪声源。空调风道内的气动噪声的主要受气流流速以及涡流的影响，为了防止气动噪声及风口噪声，风道内气流流速一般采用5～8m/s，出风速度为3～5m/s。由于风道内的截面突变管道、挡板、转角、风口及其它障碍物处的局部阻力较大，往往导致局部气流压力速度梯度较大，并伴随着涡流的产生，而涡流正是气动噪声产生的主要原因。

目前国内针对风道降噪的研究有很多理念和方法，但大多停留在理论研究层面，不注重实际生产可行性和生产成本，不具有实用性，亦或是结构相对复杂冗余，不利于批量生产。如中国实用新型专利“轨道车辆空调系统及其降噪风道”(申请号：CN201720887066.6，公开日：2018.02.27，公开号：CN207045343U)公开了一种轨道车辆降噪风道设计方法，该风道利用安装在风道内的噪声传感器采集噪声信息，并根据采集的信息将控制指令发送给风道内的声源部件，声源部件根据控制指令产生一个与风道噪声相位相反的信号，实现了对噪声的主动控制，但该设计增大了风道的结构复杂性和成本，另外通过产生另一种噪声的方法来降噪不够环保节能，且存在一定风险。又如中国发明专利“一种带有流线型导流模块的烟道弯头”(申请号：CN201510035602.5，公开日：2015.05.06，公开号：CN04595918A)公开了一种均匀内部流场的节能减排降噪的烟道设计，该烟道采用在风道转角处设置倒流模块(非导流板)来均匀流场，倒流模块的内、外表面分别与风道的内、外表面同心，且导流模块的厚度前后不均匀，一是占用较大的体积，其次不利于加工安装及批量化生产，最后没有考虑到风速对噪声的影响。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了汽车空调降噪风道，其能解决现有降噪风道存在的结构复杂、制造成本高、不利于加工安装及批量化生产的问题。本发明正是围绕降低风道内气流流速和避免涡流的产生来达到降低气动噪声的目的。

其技术方案为，汽车空调降噪风道，其特征在于：其包括降噪风道本体，所述降噪风道本体包括进风口段、直管段、过渡管段以及设有两个转角部的Z形弯管段，所述Z形弯管段、直管段的底面上设有格栅型出风口，所述进风口段与汽车空调的出风口对接，所述Z形弯管段的两端分别与所述过渡管段、直管段相连，所述过渡管段呈变截面的扩口状，且所述过渡管段的小口端与所述进风口段连接、大口端与所述Z形弯管段连接。

进一步的，所述Z形管段的两个转角部均呈圆弧形。

进一步的，所述Z形弯管段的两个呈圆弧形的转角部内分别设有圆弧形的导流板，所述圆弧的导流板与对应的呈圆弧形的所述转角部的圆弧面平行设置且圆心角相等，所述导流板竖直布置且所述导流板的顶端、底端分别与所述Z形弯管段的转角部的顶板、底板固接。

进一步的，所述两个均呈圆弧形的转角部及设置于相应的转角部内的导流板的圆心角均为90°。

进一步的，每一个所述转角部内分别设有两块相互平行的所述导流板，所述两块导流板将所述转角部的内部空间分隔成宽度相等的三个导流通道。

进一步的，所述降噪风道本体由上半壳与下半壳相向设置并合拢固接而成，所述上半壳、上半壳均分别设有相应的进风口段、过渡管段、Z形弯管段以及直管段。

进一步的，所述上半壳的Z形弯管段的两个转角部的顶部内侧面上分别开设有两条导流板槽，每条所述导流板槽内分别过盈安装有一块所述导流板。

进一步的，所述下半壳的Z形弯管段的上、以及直管段上分别安装有所述格栅型出风口。

进一步的，所述降噪风道本体为矩形截面管道。

进一步的，所述降噪风道的另一种应用为近似圆形截面管道，其上半壳的截面为半圆弧面，所述下半壳设有底部平面，所述底部平面的两侧一体设有相互对称的圆弧面，且所述下半壳两侧的圆弧面与所述上半壳的半圆弧面接合，所述下半壳的底部平面并位于Z形弯管段、直管段上分别安装有所述格栅型出风口。

本发明的有益效果在于：

(1)其进风口段与Z形弯管段之间通过呈变截面的扩口状的过渡管段连接且过渡管段的小口端与进风口段连接、大口端与Z形弯管段连接，故由汽车空调出风口进入进风口段的冷/暖气流随着过渡管段的截面积的逐渐增大而流速逐渐减小，从而降低气动噪声；

(2)其Z形弯管段的两个转角部均呈圆弧形，能够对气流起到有效的调节作用，避免气流在管道局部淤积、突变而形成涡流，从而进一步有效降低风道的气动噪声；

(3)其在Z形弯管段的两个圆弧形转角部内分别设置有圆弧面平行的圆弧形的导流板，且导流板的圆弧面与转角部的圆弧的圆心角相等，使得导流板能够对在转角部内对气流进行更进一步有效的方向调节，避免气流方向、大小的突变，降低了风道的局部阻力，减少风道的气动噪声；

(4)Z形弯管段的两个圆弧形转角内部均设有两块圆弧形的导流板，且两块圆弧形的导流板将转角部内的空间分隔成宽度相等的三个导流通道，对进入转角部的气流起到了更好的均匀分流导向作用，更进一步避免在转角部气流方向、大小的突变，有效降低风道局部阻力，降低风道的气动噪声；

(5)形成风道的进风口段、过渡管段、Z形弯管段以及直管段均由上半壳、下半壳相向并合拢后固接而成，且在Z形弯管段的两个转角部的上半壳的底面分别开设有用于紧固相应的圆弧形导流板的导流板槽，其整体结构简单、易于安装，能够大大提高装配率。

附图说明

图1为本发明汽车空调降噪风道与导流板的分解结构示意图；

图2为本发明汽车空调降噪风道与格栅型出风口的分解结构示意图；

图3为本发明汽车空调降噪风道的Z形弯管段的剖面结构示意图；

图4为本发明汽车空调降噪风道的仰视向的立体结构示意图；

图5为本发明汽车空调降噪风道的另一种实施方式的立体结构示意图；

图6为图5的本发明另一种实施方式的仰视向结构示意图；

图7为图6中的A-A向放大结构示意图。

附图标记：10-进风口段，20-过渡管段，30-Z形弯管段，31-转角部，32-转角部，33-导流板，34-导流板，35-导流板，36-导流板，37-导流板槽，38-导流板槽，39-导流板槽，310-导流板槽，40-直管段，50-格栅型出风口，60-上半壳，70-下半壳，71-底部平面，72-圆弧面，73-安装孔。

具体实施方式

见图1～图4，本发明汽车空调降噪风道，其包括降噪风道本体，本实施例中降噪风道本体的截面为矩形，其包括进风口段10、直管段40、过渡管段20以及设有两个转角部31、32的Z形弯管段30，Z形弯管段30、直管段40的底面上设有格栅型出风口50，进风口段10与汽车空调的出风口对接，Z形弯管段30的两端分别与过渡管段20、直管段40连接，其中过渡管段20呈变截面的扩口状，且过渡管段20的小口端与进风口段10连接、大口端与Z形弯管段30连接。

Z形管段30的两个转角部31、32均呈圆弧形，两个转角部31、32内分别设有两块圆弧形的导流板；结合附图具体来说，Z形弯管段30的呈圆弧形的转角部31内设有圆弧形的导流板33、34，圆弧形的导流板33、34与对应的呈圆弧形的转角部31的圆弧面平行设置且圆心角相等，并且导流板33、34将转角部31的内部空间分隔成宽度相等的三个导流通道；同样的，呈圆弧形的转角部32内设有圆弧形的导流板35、36，圆弧形的导流板35、36、34与对应的呈圆弧形的转角部32的圆弧面平行设置且圆心角相等，并且导流板35、36将转角部32的内部空间分隔成宽度相等的三个导流通道；导流板33、34、35、36均竖直布置且导流板33、34、35、36的顶端、底端分别与对应Z形弯管段的转角部的顶板、底板固接。

优选的技术方案，两个均呈圆弧形的转角部31、32及设置于相应的转角部内的导流板33、34、35、36的圆心角均为90°；从而能够进一步起有效的改变气流流动方向和调节气流分布的作用，避免因局部气流速度压力梯度大而导致的涡流气动噪声的产生。

降噪风道本体由上半壳60与下半壳70相向设置并合拢固接而成，上半壳60、上半壳70均分别设有相应的进风口段10、过渡管段20、Z形弯管段30以及直管段40；其中，上半壳60、下半壳70的相向接合处的两侧分别设有向外侧水平延伸的凸缘，上半壳60与下半壳70相向合拢后，上半壳60两侧的凸缘与下半壳70两侧的凸缘贴合，然后通过螺栓或者扣件锁紧固定；也可以采用焊接的形式将上半壳60与下半壳70直接焊接成整体，以提高降噪风道本体的整体密封性能。

上半壳60的Z形弯管段30的转角部31顶部内侧面上开设有导流板槽37和导流板槽38，同时转角部32的顶部内侧面上开设有导流板槽39和导流板槽310，导流板槽37、38、39、310内分别对应地过盈安装有导流板33、34、35、36，且导流板33、34、35、36分别与上半壳60、下半壳70焊接连接，以保证各导流板的可靠安装；下半壳70的Z形弯管段30的上、以及直管段40上分别安装有格栅型出风口50；安装时，下半壳70的Z形弯管段30、直管段40的相应位置上分别开设安装孔73，格栅型出风口50安装于相应的安装孔内并通过螺栓与下半壳70紧固连接。

从空调出风口吹出的高速冷/暖气流进入降噪风道的进风口段10，经过进风口段10后到达呈扩口状的变截面的过渡管段20，由于过渡管段20的截面扩张的作用，气流流速下降，气动噪声减小；气流继续向前推进至Z形弯管段30，Z形弯管段30的两个圆弧形转角部31、32和以及相应的导流板33、34、35、36对气流方向进行引导，圆弧形导流板调节风道内气流分布，避免湍流涡流的产生，进一步减小了气动噪声。

本实施例中，降噪风道本体的截面为矩形，这使得整个降噪风道更加易于加工安装，且占用车室内空间较小；而降噪风道本体的截面也可以采用近似圆形的形式，见图5，其降噪风道本体的上半壳60的截面为半圆弧面，下半壳70设有底部平面71，底部平面71的两侧一体设有相互对称的圆弧面72，且下半壳70两侧的圆弧面72与上半壳60的半圆弧面接合，从而整个降噪风道本体形成近似圆形，下半壳70的底部平面71并位于Z形弯管段30、直管段40上分别安装有格栅型出风口50，同样的呈变截面的过渡管段20和Z形弯管段30以及导流板能够减缓气流流速，均匀气流分布，从而降低气动噪声。在流体力学里，流体的流动阻力分为沿程阻力和局部阻力，沿程阻力是沿程阻力系数和流动长度的乘积，相同面积的情况下，圆形截面有着最小沿程阻力系数，采用近似圆形的截面形状能够更加有效降低风道的沿程阻力系数，降低风机的风压损失，同样保持结构的简单性。

以上对本发明的具体实施进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施方案，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.汽车空调降噪风道，其特征在于：其包括降噪风道本体，所述降噪风道本体包括进风口段、直管段、过渡管段以及设有两个转角部的Z形弯管段，所述Z形弯管段、直管段的底面上设有格栅型出风口，所述进风口段与汽车空调的出风口对接，所述Z形弯管段的两端分别与所述过渡管段、直管段相连，所述过渡管段呈变截面的扩口状，且所述过渡管段的小口端与所述进风口段连接、大口端与所述Z形弯管段连接。

2.根据权利要求1所述的汽车空调降噪风道，其特征在于：所述Z形管段的两个转角部均呈圆弧形。

3.根据权利要求2所述的汽车空调降噪风道，其特征在于：所述Z形弯管段的两个呈圆弧形的转角部内分别设有圆弧形的导流板，所述圆弧的导流板与对应的呈圆弧形的所述转角部的圆弧面平行设置且圆心角相等，所述导流板竖直布置且所述导流板的顶端、底端分别与所述Z形弯管段的转角部的顶板、底板固接。

4.根据权利要求3所述的汽车空调降噪风道，其特征在于：所述两个均呈圆弧形的转角部及设置于相应的转角部内的导流板的圆心角均为90°。

5.根据权利要求3或4所述的汽车空调降噪风道，其特征在于：每一个所述转角部内分别设有两块相互平行的所述导流板，所述两块导流板将所述转角部的内部空间分隔成宽度相等的三个导流通道。

6.根据权利要求5所述的汽车空调降噪风道，其特征在于：所述降噪风道本体由上半壳与下半壳相向设置并合拢固接而成，所述上半壳、上半壳均分别设有相应的进风口段、过渡管段、Z形弯管段以及直管段。

7.根据权利要求6所述的汽车空调降噪风道，其特征在于：所述上半壳的Z形弯管段的两个转角部的顶部内侧面上分别开设有两条导流板槽，每条所述导流板槽内分别过盈安装有一块所述导流板。

8.根据权利要求6所述的汽车空调降噪风道，其特征在于：所述下半壳的Z形弯管段的上、以及直管段上分别安装有所述格栅型出风口。

9.根据权利要求6～8所述的汽车空调降噪风道，其特征在于：所述降噪风道本体为矩形截面管道。

10.根据权利要求6～8所述的汽车空调降噪风道，其特征在于：所述上半壳的截面为半圆弧面，所述下半壳设有底部平面，所述底部平面的两侧一体设有相互对称的圆弧面，且所述下半壳两侧的圆弧面与所述上半壳的半圆弧面接合，所述下半壳的底部平面并位于Z形弯管段、直管段上分别安装有所述格栅型出风口。