CN110831794B - 用于车辆的空气调节装置 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆的空气调节装置(1)具有：热交换器(7)、第一控制瓣片(8)和第二控制瓣片(10)，通过它们能够调节总体积流量的比例及其温度，并且将该比例供应到带有空气排出管道(16)的空气调节混合区(6)。空气排出管道(16)具有带有第一体积控制瓣片(12a)的第一空气出口管道(11a)和带有第二体积控制瓣片(12b)的第二空气出口管道(11b)。空气调节装置(1)还包括具有单个致动器(21)的机构(20)，并且该机构(20)构造成使得第一控制瓣片(8)、第二控制瓣片(10)、第一体积控制瓣片(12a)和第二体积控制瓣片(12b)能够由该机构一起控制。

Description

用于车辆的空气调节装置

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的空气调节装置。

背景技术

在本发明的上下文中，用于车辆的术语“空气调节装置”用于指代车辆的供暖、通风和/或空气调节的装置。优选地，在这种情况下，车辆是机动车辆，比如乘用车或多用途车辆。

空气调节装置意图在完全不同的车辆类型中可靠地提供令人愉悦的周围环境。在车辆的前部区域和后部区域中以及在车辆乘员的相应脚部区域和就座区域中都将是这种情况，以下也称为通风区域。

为此，已知的空气调节装置对于前部区域和后部区域，也就是说对于车辆的前排座椅和后排座椅的区域，以及对于在这些区域中的不同区，具有不同的空气调节混合区。为了在通风区域中提供期望温度的空气流和特定体积流量，空气调节装置包括通过致动器控制的多个混合和分配瓣片。

在这种情况下，不同区域中的空气流彼此依赖是不利的。例如，打开分配瓣片可能导致一个区域中的空气流增加，而与此同时另一区域中的空气流则减少。为了补偿这些影响，所有混合瓣片和分配瓣片都被控制成通过各个致动器相互对应。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种改进的空气调节装置，其允许在不同的通风区域中提供限定的空气流，特别是具有较低的复杂度。

为了实现该目的，提供了一种用于车辆的多区空气调节装置，该装置具有热交换器，能够将空气引导通过该热交换器以控制其温度，其中随后能够将空气引导至机动车辆的第一区域和/或第二区域。空气调节装置具有第一控制瓣片和第二控制瓣片，通过它们能够调节总体积流量的比例及其温度，并且将该比例供应到带有空气排出管道的空气调节混合区。空气排出管道具有带有第一体积控制瓣片的第一空气出口管道和带有第二体积控制瓣片的第二空气出口管道。空气调节装置还包括具有单个致动器的机构，该机构构造成使得第一控制瓣片、第二控制瓣片、第一体积控制瓣片和第二体积控制瓣片能够由该机构一起控制。以这种方式，可以利用单个操作元件例如旋转控制器来调节通过空气排出管道提供给一区域的空气流的体积流量和温度。仅通过用于上述瓣片的单个致动器，可以更简单地构造空气调节装置，并且可以以更具成本效益的方式来制造空气调节装置。

该机构可以包括至少一个凸轮盘和四个控制臂，四个控制臂分别连接到瓣片之一。在这种情况下，至少一个凸轮盘连接到四个控制臂，使得四个瓣片能够通过至少一个凸轮盘来控制。作为凸轮盘的结果，可以以限定的方式并且相互对应地控制瓣片。除了凸轮盘，也可以设置偏心板。在具有多个盘的实施例中，可以用偏心板代替任何数量的凸轮盘。

根据另一实施例，该机构可以正好包括两个凸轮盘。在这种情况下，凸轮盘连接到四个控制臂，使得四个瓣片能够通过两个凸轮盘来控制。通过分布在两个凸轮盘上的四个控制臂，可以更简单地且从而以更具成本效益的方式构造它们。在替代实施例中，一个或两个凸轮盘可以分别用偏心板代替。

该机构可以构造成使得能够在第一体积控制瓣片的45％的开度和第二体积控制瓣片的55％的开度之间提供可变温度下的恒定空气分布。在这种情况下，至少一个凸轮盘特别是在此范围内被调节为50°至90°之间的角度，特别是70°。

此外，该机构可以具有两件式壳体，特别是具有第一壳体半部和第二壳体半部。在这种情况下，第一凸轮盘优选地布置在第一壳体半部中，第二凸轮盘优选地布置在第二壳体半部中。两件式壳体的优点在于，可以更具成本效益地制造壳体并且简化组装。

在另一实施例中，第一控制瓣片能够以受控方式释放旁通管道，空气能够通过该旁通管道被引导越过热交换器至空气调节混合区。在这种情况下，第一控制瓣片特别构造成使得它能够引导高达100％的总体积流量越过热交换器至空气调节混合区。由此，可以在空气调节混合区中提供除了诸如热辐射之类的次要影响之外基本上没有被热交换器加热过的空气流。

可以设置第二控制瓣片，以将加热的空气引导至车辆的第一区域或第二区域，或者在第一区域和第二区域之间的中间位置的情况下能够对加热的空气进行分配。因此，可以借助于第二控制瓣片来控制供应到第一或第二区域的加热空气的比例。

体积控制瓣片中的至少一个可以构造成使得通过其的空气流能够在0％至100％之间调节。因此，相应的空气流可以通过相应的体积控制瓣片自由节流(throttledfreely)。

可以规定，热交换器是用于加热流过空气供应管道的空气的加热装置。

附图说明

从以下结合附图的描述中，将理解其他优点和特征，其中：

-图1是根据本发明的空气调节装置的示意性剖视图，

-图2是图1的空气调节装置的机构的透视图，以及

-图3是图1中的空气调节装置的功能图。

具体实施方式

图1示出了空气调节装置1，其特别地设置用于装配在机动车辆中。空气调节装置1具有空气供应区域19，其在下游汇入冷空气供应区域2。空气调节装置1还包括空气在其中被处理用于机动车辆的前部区域的第一空气调节混合区4和空气在其中被处理用于机动车辆的后部区域的第二空气调节混合区6。可替代地，可以在第一空气调节混合区4和第二空气调节混合区6中处理为机动车辆中的任何区域提供的空气。

以总体积流量形式的空气流经由空气供应区域19流入冷空气供应区域2。

可以在空气调节装置1的内部或外部设置将整个体积流量引入空气供应区域19的鼓风机17。

在空气供应区域19中布置有蒸发器15，其构造成对流过空气供应区域19的空气进行空气调节。根据本发明，“空气调节”特别是指进行空气湿度和/或温度的改变。

在第一空气调节混合区4和冷空气供应区域2之间沿着第一流动管道布置第一瓣片3。此外，在第一空气调节混合区4和冷空气供应区域2之间沿着第二流动管道设置有加热瓣片5，随后是加热装置7。因此，空气可以通过瓣片3或通过瓣片5和加热装置7被引入第一空气调节混合区4。通过控制瓣片3和5的打开，可以因此针对第一空气调节混合区4调节冷空气与在加热装置7中加热的空气的预定混合比。

加热装置7是热交换器，用于加热流过该热交换器的空气。

在图1中，瓣片3的实线表示瓣片3的关闭位置，虚线表示瓣片3的打开状态。在加热瓣片5的情况下，实线表示打开状态，而虚线表示关闭状态。

在冷空气供应区域2和第二空气调节混合区6之间沿着第一空气供应管道8a(以下也称为旁通管道)设置有第一控制瓣片8(以下称为混合瓣片)。混合瓣片8构造成使得旁通管道8a可以在混合瓣片8的第一位置(瓣片8的实线)完全关闭。这意味着，引导至第二空气调节混合区6的空气的总体积流量以100％的比率通过热交换器7。然而，在混合瓣片8的第二位置(瓣片8的虚线)，总体积流量以100％的比率通过旁通管道8a被引导越过热交换器7。然而，混合瓣片8也可以占据它们之间的所有可自由选择的位置。

在冷空气供应区域2和第二空气调节混合区6之间沿着第二空气供应管道8b设置有加热装置，其构成所示实施例中的已经描述的加热装置7的一部分。然而，通往第二空气调节混合区6的空气供应管道8b中的加热装置也可以是分立的加热装置。

在加热装置7的下游布置有第二控制瓣片10(以下称为主瓣片)。主瓣片10构造成使得第二空气供应管道8b与第二空气调节混合区6之间的连接可以关闭。同时，主瓣片10可以打开第二空气供应管道8b与第一空气调节混合区4的连接。因此，可以根据需要将已经通过加热装置的所有空气引导通过第二空气供应管道8b或通过加热瓣片5到达第一空气调节混合区4。例如，在所谓的除冰操作情况下，这对挡风玻璃快速除冰是必要的。

主瓣片10构造为双叶片瓣片，当打开相对于第一空气调节混合区4的连接时，该双叶片瓣片关闭相对于第二空气调节混合区6的连接，反之亦然。在图1中，主瓣片10的立体图示出了这样的位置，其中相对于第一空气调节混合区4的连接最大程度地打开，而相对于第二空气调节混合区6的连接则关闭。然而，主瓣片10也可以占据它们之间的所有可自由选择的位置，从而可以将在第二空气供应管道8b中加热的空气在第一空气调节混合区4和第二空气调节混合区6之间自由地分配。

混合瓣片8构造在空气供应管道8a和8b之间，使得它可以可选地关闭空气供应管道8a、8b之一或占据任何中间位置，使得预定的空气流量比流过空气供应管道8a、8b。从而控制要通过加热装置7中的第二空气供应管道8b加热哪一比例的空气流以及通过旁通管道8a将哪一比例的空气流引导越过加热装置。因此，可以在第二空气调节混合区6中进行期望的空气温度控制。

将空气引导到机动车辆的后部区域的空气排出管道管16从第二空气调节混合区6引出。空气排出管道16具有第一空气出口管道11a和第二空气出口管道11b。空气出口管道11a、11b用于将空气引导到后部区域中的空气调节区的不同区域。例如但非限制性地，第一空气出口管道11a可以将空气引导至车辆后部通风区域，而第二空气出口管道11b可以将空气引导至车辆后部脚部区域。

在第一空气出口管道11a中设置有第一体积控制瓣片12a，在第二空气出口管道11b中设置有第二体积控制瓣片12b。体积控制瓣片12a、12b用于调节通过的空气流和空气分布，以便分配将要沿着第一空气出口管道11a和第二空气出口管道11b流动的空气比例。

在这种情况下，体积控制瓣片12a、12b在没有空气可以通过的关闭位置(实线)和空气流可以完全通过的完全打开位置(虚线)之间可调节。然而，体积控制瓣片12a、12b也可以全部占据所有可自由选择的中间位置，并且因此可以调节或节流通过它们的0％至100％之间的相应空气流。

在图1中，第一体积控制瓣片12a示出为处于打开状态，第二体积控制瓣片12b示出为处于关闭状态，使得最大的空气流流过第一空气出口管道11a。

混合瓣片8、主瓣片10以及第一和第二体积控制瓣片12a、12b(下面的瓣片8、10、12a、12b)可以通过空气调节装置1的公共机构20来控制(参见图2)。

机构20包括致动器21、第一凸轮盘23a和第二凸轮盘23b、四个控制臂25a-25d和壳体27。

壳体27包括第一壳体半部27a和第二壳体半部27b，它们通过多个接合元件29彼此固定。

壳体27在径向方向上围绕凸轮盘23a、23b，其中第一凸轮盘23a容纳在第一壳体半部27a中，第二凸轮盘23b容纳在第二壳体半部27b中。

第一凸轮盘23a和第二凸轮盘23b相对于彼此同轴地布置，并且经由轴23c旋转固定地彼此连接。

此外，凸轮盘23a、23b绕轴23c的旋转轴线R可旋转地支撑并且连接到致动器21，使得可以通过致动器21将凸轮盘23a、23b旋转到特定位置。

设置第一控制臂25a以控制主瓣片10。设置第二控制臂25b以控制混合瓣片8。设置第三控制臂25c以控制第一体积控制瓣片12a，以及设置第四控制臂25d以控制第二体积控制瓣片12b。可替代地，可以以任何方式设置四个控制臂25a-25d以控制瓣片8、10、12a、12b。

第一控制臂25a和第三控制臂25c功能性地连接到第一凸轮盘23a，而第二控制臂25b和第四控制臂25d功能性地连接到第二凸轮盘23b。这意味着，根据由各个凸轮盘23a、23b预先确定的控制功能，经由凸轮盘23a、23b的位置来调节瓣片8、10、12a、12b的位置。因此，所有的瓣片8、10、12a、12b可以根据功能通过一个致动器21来控制。

在替代实施例中，机构20可以具有单个凸轮盘23a、23b，其设置为控制瓣片8、10、12a、12b。可替代地，机构20可以具有两个以上凸轮盘23a、23b，其设置为控制瓣片8、10、12a、12b，特别是可以为每个瓣片8、10、12a、12b设置单独的凸轮盘23a、23b。

图3参照曲线图示出了凸轮盘23a、23b的控制功能，该曲线图表示以百分比(纵坐标)的瓣片8、10、12a、12b的瓣片位置相对于以度(横坐标)的凸轮盘23a、23b的旋转角度。在这种情况下，瓣片位置构成了瓣片8、10、12a、12b的开度，也就是说，相应的瓣片8、10、12a、12b允许通过哪一比例的空气流。凸轮盘23a、23b的旋转角度表示凸轮盘23a、23b相对于限定的起始位置所处的角度。

在0°和5°之间的旋转角度下，混合瓣片8和第一体积控制瓣片12a完全打开，而主瓣片10和第二体积控制瓣片12b完全关闭。

混合瓣片8在5°至140°的范围内随旋转角度线性地关闭，直到开度为0％，并且在140°至210°的范围内保持完全关闭。

主瓣片10在5°至50°的范围内随旋转角度线性地打开，直至开度为100％，并且在50°至150°的范围内保持完全打开。在150°至205°的范围内，主瓣片10随旋转角度线性地关闭，直到开度为0％，并且在205°至210°的范围内保持完全关闭。

第一体积控制瓣片12a以5°至40°的范围内随旋转角度线性地关闭，直到开度为45％，并且在40°至110°的范围内以45％的比率保持打开。在110°至140°的范围内，第一体积控制瓣片12a随旋转角度线性地关闭，直到开度为0％，并且在140°至210°的范围内保持完全关闭。

第二体积控制瓣片12b以5°至40°的范围内随旋转角度线性地打开，直到开度为55％，并且在40°至110°的范围内以55％的比率保持打开状态。在110°至140°的范围内，第二体积控制瓣片12b随旋转角度线性地打开，直到开度为100％，并且在140°至150°的范围内保持完全打开。在150°至205°的范围内，第二体积控制瓣片12b随旋转角度线性地关闭，直到开度为0％，并且在205°至210°的范围内保持完全关闭。

由此产生以下使用范围：

在范围A中，也就是说，在0°和5°之间的旋转角度处，总空气流经由旁通管道8a越过加热装置7被供应到第二空气调节混合区6，也就是说其未被加热装置7加热，而是完全从那里经由第一空气出口管道11a被引导到车辆后部通风区域。因此，在该调节时，在车辆后部通风区域中提供了最大水平的冷空气。

在范围B中，也就是说，在40°和110°之间的旋转角度处，第一体积控制瓣片12a以约45％的比率打开且第二体积控制瓣片12b以约45％的比率打开，由此在该范围内，第二空气调节混合区6中的空气以恒定的比例分布在两个空气出口管道11a、11b之间，并流向相应的车辆区域。同时，混合瓣片8在该区域中关闭，从而随着旋转角度的增大，越来越少的冷空气被供应到第二空气调节混合区6，因此通过空气出口管道11a、11b引导到相应的车辆区域中的空气的合成温度升高。因此，在该区域中可以使用70°的角度，该角度可以用于恒定的空气分布以改变空气温度。

在范围C中，也就是说，在140°和150°之间的旋转角度处，总空气流经由第二空气供应管道8b被引导通过加热装置7，也就是说，其被加热装置7加热，并且随后通过第二空气出口管道11b被完全引导到车辆后部脚部区域中。因此，在该调节时，在车辆后部脚部区域中提供了最大水平的暖空气。

在范围D中，也就是说，在205°和210°之间的旋转角度处，整个空气流经由第二空气供应管道8b被引导通过加热装置7，也就是说，其被加热装置7加热，并且随后被完全引导到第一空气调节混合区4。以此方式，例如可以提供最大水平的热空气，以便在机动车辆的前部区域中对前窗玻璃进行除冰。

如参考图3中的曲线图可以看出，仅0°和210°之间的范围用于控制功能，也就是说，凸轮盘23a、23b被调节210°的角度。在替代实施例中，用于控制功能的范围可以是0°至360°之间的任何范围。

根据替代实施例，控制功能可以在凸轮盘23a、23b的不同旋转角度处提供其他瓣片位置。特别地，第一和第二体积控制瓣片12a、12b的开度可以不同于45％或55％。此外，例如，在温度变化与第一体积控制瓣片12a的开度和第二体积控制瓣片12b的逆开度之间可以存在线性关系。

以这种方式，可以通过单个致动器21调节在车辆后部通风区域中经由第一空气出口管道11a或在车辆后部脚部区域中经由第二空气出口管道11b提供的空气流的体积流量和温度。因此，为了操作，可以提供连接到致动器21的单个操作元件，比如旋转控制器。因此，提供了一种多区空气调节装置，其可以以特别成本有效和简单的方式构造。

Claims (9)

1.一种用于车辆的空气调节装置(1)，具有：

热交换器(7)、第一控制瓣片(8)和第二控制瓣片(10)，通过它们能够调节总体积流量的比例及其温度，并且将该比例供应到带有空气排出管道(16)的空气调节混合区(6)，

其中，所述空气排出管道(16)具有带有第一体积控制瓣片(12a)的第一空气出口管道(11a)和带有第二体积控制瓣片(12b)的第二空气出口管道(11b)，

其特征在于，所述空气调节装置(1)具有带有单个致动器(21)的机构(20)，其中，所述机构(20)构造成使得所述第一控制瓣片(8)、所述第二控制瓣片(10)、所述第一体积控制瓣片(12a)和所述第二体积控制瓣片(12b)能够由所述机构(20)一起控制，

其特征在于，所述机构(20)包括至少一个凸轮盘(23a、23b)和四个控制臂(25a、25b、25c、25d)，所述控制臂分别连接到所述瓣片(8、10、12a、12b)之一，其中，所述至少一个凸轮盘(23a、23b)连接到所述四个控制臂(25a、25b、25c、25d)，使得所述四个瓣片(8、10、12a、12b)能够通过所述至少一个凸轮盘(23a、23b)来控制，

其特征在于，所述机构(20)构造成使得能够在所述第一体积控制瓣片(12a)的45％的开度和所述第二体积控制瓣片(12b)的55％的开度之间提供可变温度下的恒定空气分布，其中，所述至少一个凸轮盘(23a、23b)在此范围内被调节为50°至90°之间的角度。

2.根据权利要求1所述的空气调节装置，其特征在于，所述机构(20)正好包括两个凸轮盘(23a、23b)，其中，所述凸轮盘(23a、23b)连接到所述四个控制臂(25a、25b、25c、25d)，使得所述四个瓣片(8、10、12a、12b)能够通过所述两个凸轮盘(23a、23b)来控制。

3.根据权利要求1所述的空气调节装置，其特征在于，所述至少一个凸轮盘(23a、23b)被调节为70°的角度。

4.根据权利要求2所述的空气调节装置，其特征在于，所述机构(20)具有两件式壳体(27)，具有第一壳体半部(27a)和第二壳体半部(27b)，第一凸轮盘(23a)布置在所述第一壳体半部(27a)中，第二凸轮盘(23b)布置在所述第二壳体半部(27b)中。

5.根据权利要求1所述的空气调节装置，其特征在于，所述第一控制瓣片(8)能够以受控方式释放旁通管道(8a)，空气能够通过该旁通管道(8a)被引导越过所述热交换器(7)至所述空气调节混合区(6)。

6.根据权利要求5所述的空气调节装置，其特征在于，所述第一控制瓣片(8)构造成使得它能够引导高达100％的所述总体积流量越过所述热交换器(7)至所述空气调节混合区(6)。

7.根据权利要求1所述的空气调节装置，其特征在于，所述第二控制瓣片(10)能够将加热的空气引导至车辆的第一区域或第二区域，或者在所述第一区域和所述第二区域之间的中间位置的情况下能够对加热的空气进行分配。

8.根据权利要求1所述的空气调节装置，其特征在于，所述体积控制瓣片(12a、12b)中的至少一个构造成使得通过其的空气流能够在0％至100％之间调节。

9.根据权利要求1所述的空气调节装置，其特征在于，所述热交换器(7)是用于加热流过空气供应管道(8b)的空气的加热装置。