CN111942103A - 汽车空调管路及设有汽车空调管路的汽车制冷回路和汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车空调领域，公开了一种汽车空调管路，包括两根铝制圆硬管，还包括多孔稳流器和橡胶软管，两根铝制圆硬管分别于橡胶软管的两端密封连接，多孔稳流器位于橡胶软管内，多孔稳流器为具有弹性的圆柱体，圆柱体的中心线与橡胶软管的中心线重合，多孔稳流器内设有若干个截面为正六边形的通孔，且每个通孔的轴线与圆柱体的中心线平行，其中一根铝制圆硬管设有若干个折弯部位，该铝制圆硬管的折弯部位通过挤压工艺挤压成铝制椭圆硬管。本发明汽车空调管路及设有汽车空调管路的汽车制冷回路和汽车，有效降低液体制冷剂流动噪音，且无需增加额外的发动机舱边界空间，成本低。

Description

汽车空调管路及设有汽车空调管路的汽车制冷回路和汽车
技术领域
本发明涉及汽车空调领域，具体涉及一种汽车空调管路及设有汽车空调管路的汽车制冷回路和汽车。
背景技术
空调管路是连接制冷回路中压缩机、冷凝器和蒸发器的部件，它起到了传输制冷剂的重要作用。但是制冷剂在管路内部流动的同时，由于流动通道截面积的变化，尤其是膨胀阀的节流引起制冷剂状态变化，制冷剂流动噪音问题由此产生。按照制冷剂的状态变化，其流动噪音可分为气体脉动噪音、液体流动噪音以及气液混合的噪音。为了解决制冷回路中制冷剂流动噪音问题，现在的主流技术方案是在空调管路上使用外部消音器和内部消音器。
中国发明专利(公开日：2019年01月08日、公开号：CN109159642A)公开了一种具有扩张空腔体的汽车空调管路，其扩张空腔体通过火焰钎焊的方式固定在压缩机进口附近的空调管路上。制冷剂沿空调管路流向压缩机入口时流经扩张空腔体，由于此时管道截面积突然变化，气体制冷剂传递的脉动在空腔中被部分反射，从而抵消部分脉动噪音。但是，为了获取良好的制冷剂脉动噪音消除效果，往往需要设计足够长的腔体长度以及足够大的腔体直径，如此才能够拓宽有效的目标噪音频率范围。然而往往整车发动机舱内零件较多，没有足够的边界空间用以布置这样的扩张腔体。因此采用此方案会有噪音消除效果受限制的问题。另外，由于声波在气体以及在液体中传递的特性不同，液体制冷剂传递的声波在扩张空腔体的反射抵消效果远远不如声波在气体中的效果。因此，要降低液体制冷剂的流动噪音，需要重新考虑其他方案。
中国发明专利(公开日：2016年04月27日、公开号：CN205186037U)公开了一种安装在空调管路内部的流体缓冲消音器及应用该消音器的汽车空调管路。该流体缓冲消音器安装在热力膨胀阀及连接其入口的管路之间的连接部位。该流体缓冲消音器包括一个圆柱形本体，本体上设有平行于本体轴线方向的若干个贯通孔。当液体制冷剂沿空调管路流经该缓冲消音器时，液体制冷剂的流动得到缓冲，获得相对稳定的流体进入膨胀阀进行节流膨胀，从而一定程度上降低了液体的流动噪音。但是，实际上热力膨胀阀与空调管路的连接部位的内部空间通常只有不到2毫米，实际操作中该流体缓冲器难以布置在此间隙之内。并且贯通孔起主要的缓冲作用，但其长度往往受制于狭窄的内部空间，从而导致实际的缓冲效果和消声效果不明显。要想改善其实际效果，需要增加贯通孔而且需要将其布置在实际湍流发生的位置。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种汽车空调管路及设有汽车空调管路的汽车制冷回路和汽车，有效降低液体制冷剂流动噪音，且无需增加额外的发动机舱边界空间，成本低。
为实现上述目的，本发明所设计的汽车空调管路，包括两根铝制圆硬管，还包括多孔稳流器和橡胶软管，两根所述铝制圆硬管分别于所述橡胶软管的两端密封连接，所述多孔稳流器位于所述橡胶软管内，所述多孔稳流器为具有弹性的圆柱体，圆柱体的中心线与所述橡胶软管的中心线重合，所述多孔稳流器内设有若干个截面为正六边形的通孔，且每个所述通孔的轴线与圆柱体的中心线平行，其中一根所述铝制圆硬管设有若干个折弯部位，该所述铝制圆硬管的折弯部位通过挤压工艺挤压成铝制椭圆硬管。
优选地，所述铝制圆硬管的折弯部位形成的角度为钝角，所述铝制椭圆硬管的截面为椭圆形，所述铝制椭圆硬管内截面的长轴大于等于所述铝制圆硬管内直径的1.05倍，所述铝制椭圆硬管内截面的短轴应大于等于所述铝制圆硬管内直径的85％～90％。
优选地，所述多孔稳流器内的通孔均匀排列呈蜂窝状，当液态制冷剂在流经所述多孔稳流器时，流经同一横截面内的制冷剂状态可以保持一致，正六边形结构可以在所述橡胶软管内部有限的体积中，能用最少的材料去构造一个横截面积最大的多孔稳流器，从而尽可能地减轻所述多孔稳流器的重量以及尽可能减少额外增加的液态制冷剂流动阻力，所述通孔的数量大于等于7，所述多孔稳流器横截面的空心面积不低于所述铝制圆硬管内截面面积的50％，根据此原则，可以基于不同车型的实际情况进一步优化所述多孔稳流器中通孔的数量，所述多孔稳流器的外截面直径等同或略小于所述橡胶软管内截面直径，与所述橡胶软管间隙配合，从而使其固定在所述橡胶软管内部，所述多孔稳流器的外表面与所述橡胶软管内表面之间的配合间隙小于等于0.1毫米，所述多孔稳流器中相邻两个所述通孔之间的间距小于等于0.5毫米，所述多孔稳流器的长度大于等于20毫米。
优选地，所述多孔稳流器的长度为20～40毫米，降噪效果更好。
优选地，所述铝制椭圆硬管的起点与所在所述铝制圆硬管的折弯部位的起点重合，所述铝制椭圆硬管的终点与所在所述铝制圆硬管的折弯部位的终点重合，在液态制冷剂流经所述铝制椭圆硬管的时候，折弯部位中容易产生涡流的分离区被所述铝制椭圆硬管所构造的椭圆截面适当增大，而经过流通横截面积的渐变，制冷剂的急变流程度和流动速度被减弱，从而使它的流动噪音同时被减弱。
优选地，所述铝制椭圆硬管位于所述铝制圆硬管向外延伸的第二个折弯部位上，由于所述铝制椭圆硬管应布置在所述铝制圆硬管中液体制冷剂流动时容易发生湍流的位置，液体制冷剂在制冷回路管路中流通时，流经不同的流通面积或者流经不同的折弯时，它的流动状态会发生不同的变化，因此需要先通过测试的方法确定容易发生湍流的位置，然后在该位置配置所述铝制椭圆硬管，当所述铝制椭圆硬管位于所述铝制圆硬管向外延伸的第二个折弯部位上，降噪效果最好。
优选地，所述铝制圆硬管与所述橡胶软管连接的端部嵌套在所述橡胶软管内，且所述橡胶软管端部的内表面设有突起和凹槽部位，与所述铝制圆硬管端部外表面的凹槽和突起部位分别贴合接触，防止所述铝制圆硬管与所述橡胶软管之间发生松脱，所述铝制圆硬管与所述橡胶软管连接的端部外表面设有倒钩，从而与所述橡胶软管端部内表面接触、压紧，能够达到更高的压紧力。
优选地，所述橡胶软管与所述铝制圆硬管嵌套的部位外表面还套有铝制扣压管箍，所述橡胶软管端部的外表面设有突起和凹槽部位，与所述铝制扣压管箍内表面的凹槽与突起部位分别贴合接触，依靠所述铝制扣压管箍的永久形变保持对所述橡胶软管的压缩，从而使所述铝制圆硬管与所述橡胶软管紧密连接。
一种汽车制冷回路，包括依次连接的压缩机、冷凝器、内部回热器第一通路、膨胀阀和蒸发器，所述蒸发器的出口经由所述内部回热器的第二通路与所述压缩机连接，所述冷凝器上设有冷却风扇，所述内部回热器第一通路与所述膨胀阀之间的连接管路上设有所述汽车空调管路，所述汽车空调管路设有折弯部位的铝制圆硬管与所述膨胀阀的进口连接，另一根所述铝制圆硬管与所述内部回热器第一通路连接。
一种汽车，具有所述汽车空调管路。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、可有效消除液态制冷剂流动的噪音，尤其是制冷回路关闭后由于膨胀阀前后压差导致的流动噪音，适用于所有乘用车及商用车制冷回路；
2、且无需增加额外的发动机舱边界空间，成本低。
附图说明
图1为本发明汽车空调管路的结构示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为图1的立体图；
图4为图3另一个角度的示意图；
图5为图1中橡胶软管和铝制圆硬管的连接示意图；
图6为图2中多孔稳流器在橡胶软管中的安装示意图；
图7为图6的截面图；
图8为图2中多孔稳流器的结构示意图；
图9为图1中铝制椭圆硬管的截面示意图；
图10为本发明一种汽车制冷回路的结构示意图；
图11为不配备本发明所提供的空调管路的制冷回路噪音测试结果；
图12为配备本发明所提供的汽车空调管路的制冷回路噪音测试结果；
图13为制冷剂流动噪音在不同频率段的噪声强度特征。
图中各部件标号如下：
铝制圆硬管1、多孔稳流器2、橡胶软管3、通孔4、铝制椭圆硬管5、铝制扣压管箍6、压缩机7、冷凝器8、内部回热器9、膨胀阀10、蒸发器11、冷却风扇12、汽车空调管路13。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1、图2、图3及图4所示，本发明汽车空调管路，包括两根铝制圆硬管1，还包括多孔稳流器2和橡胶软管3，两根铝制圆硬管1分别于橡胶软管3的两端密封连接，多孔稳流器2位于橡胶软管3内，多孔稳流器2为具有弹性的圆柱体，圆柱体的中心线与橡胶软管3的中心线重合，多孔稳流器2内设有7个截面为正六边形的通孔4，且每个通孔4的轴线与圆柱体的中心线平行，其中一根铝制圆硬管1设有1折弯部位，该铝制圆硬管1的折弯部位通过挤压工艺挤压成铝制椭圆硬管5。
其中，铝制圆硬管1的折弯部位形成的角度为钝角，结合图9所示，铝制椭圆硬管5的截面为椭圆形，铝制椭圆硬管5内截面的长轴大于等于铝制圆硬管1内直径的1.05倍，铝制椭圆硬管5内截面的短轴应大于等于铝制圆硬管1内直径的85％～90％。
另外，本实施例中，结合图6、图7及图8所示，多孔稳流器2内的通孔4均匀排列呈蜂窝状，通孔4的数量大于等于7，多孔稳流器2横截面的空心面积不低于铝制圆硬管1内截面面积的50％，多孔稳流器2的外截面直径等同或略小于橡胶软管3内截面直径，与橡胶软管3间隙配合，多孔稳流器2的外表面与橡胶软管3内表面之间的配合间隙小于等于0.1毫米，多孔稳流器2中相邻两个通孔4之间的间距小于等于0.5毫米，多孔稳流器2的长度大于等于20毫米。
本实施例中，铝制椭圆硬管5的起点与所在铝制圆硬管1的折弯部位的起点重合，铝制椭圆硬管5的终点与所在铝制圆硬管1的折弯部位的终点重合。
本实施例中，结合图5所示，铝制圆硬管1与橡胶软管3连接的端部嵌套在橡胶软管3内，且橡胶软管3端部的内表面设有突起和凹槽部位，与铝制圆硬管1端部外表面的凹槽和突起部位分别贴合接触，铝制圆硬管1与橡胶软管3连接的端部外表面设有倒钩。另外，橡胶软管3与铝制圆硬管1嵌套的部位外表面还套有铝制扣压管箍6，橡胶软管3端部的外表面设有突起和凹槽部位，与铝制扣压管箍6内表面的凹槽与突起部位分别贴合接触。
在其它实施例中，多孔稳流器2的长度可以为20～40毫米，降噪效果更好。同样地，在其它实施例中，铝制椭圆硬管5可以位于铝制圆硬管1向外延伸的第二个折弯部位上，降噪效果更好。
一种汽车制冷回路，如图10所示，包括依次连接的压缩机7、冷凝器8、内部回热器9第一通路、膨胀阀10和蒸发器11，蒸发器11的出口经由内部回热器9的第二通路与压缩机7连接，冷凝器8上设有冷却风扇12，内部回热器9第一通路与膨胀阀10之间的连接管路上设有上述实施例汽车空调管路，汽车空调管路设有折弯部位的铝制圆硬管1与膨胀阀10的进口连接，另一根铝制圆硬管1与内部回热器9第一通路连接，该汽车制冷回路利用R134a或者R1234yf制冷剂作为流通介质运行。
其中，制冷剂的流通方向由箭头标记。该汽车制冷回路利用制冷剂运行，其在回路中改变状态并且在此过程中传输、吸收和输出热量。压缩机7用于压缩上述制冷剂，使其从低温低压的气态压缩成高温高压的气态。经过压缩机7压缩以后，高温高压的气态制冷剂流入冷凝器8，在冷凝器8中，高温高压的气态制冷剂向冷凝器8进口气流输出热量，同时其状态将变为中温高压的液态制冷剂。从冷凝器8出口，液态制冷剂通过内部回热器9以及本发明提供的汽车空调管路13，流入膨胀阀10中。
特别地，液态制冷剂在内部回热器9中会进一步被冷却，其湍流的程度进一步加剧。在流出内部回热器9后，将经过汽车空调管路13中的多孔稳流器2，此时液态制冷剂的湍流程度在多孔稳流器2中被减弱。在此之后液态制冷剂通过橡胶软管3流入铝制椭圆硬管5，其湍流程度被进一步减弱。然后液态制冷剂经过铝制圆硬管1流入膨胀阀10中节流膨胀，其温度和压力急剧降低，转变为低温低压的气液两相制冷剂。
经过在膨胀阀10中节流膨胀的低温制冷剂，在蒸发器11中吸收蒸发器11进口气流的热量，使其温度降低并流入汽车乘员舱，同时低温气态的制冷剂吸收热量以后转变为低温低压的气态制冷剂，并经过内部回热,9重新流入压缩机7的入口。至此，上述的制冷回路完成了一个完整的循环。
一种汽车，具有上述实施例汽车空调管路。
本发明所提供的配备多孔稳流器2以及铝制椭圆硬管5的汽车空调管路13，可有效降低汽车制冷回路中液态制冷剂因局部湍流过大引起的流动噪音。为了定量显示本发明实施的有益效果，在此对比配备本发明所提供的汽车空调管路13的制冷回路以及不配备本发明所提供的空调管路的制冷回路噪音测试结果(空调出风口布置麦克风采集噪音信号)。
如图11所示，为不配备本发明所提供的空调管路的制冷回路噪音测试结果，横坐标为时间，单位是秒，纵坐标是噪音信号的频率，单位为Hz。液态制冷剂的流动噪音的频率特征为200～1000Hz。因此图上黑色区域表示噪音出现的时刻和频率。同时主观上能够听到对应的“咕噜咕噜”声。
如图12所示，为配备本发明所提供的汽车空调管路13的制冷回路噪音测试结果，图11显示的黑色区域已大部分消失。这意味着制冷剂流动噪音已经被消除，同时主观上已经听到不到任何异常声音。
同时，为了进一步量化本发明的有益效果，图13显示了制冷剂流动噪音在不同频率段的噪声强度特征。如图13所示，Loop 1#为不配备本发明所提供的空调管路的制冷回路，Loop 25#为配备本发明所提供的汽车空调管路13的制冷回路，在250-1000Hz段，配备本发明所提供的汽车空调管路13的制冷回路比不配备本发明所提供的空调管路的制冷回路的噪声分贝有效值(RMS)减小了6dBA。
本发明汽车空调管路及设有汽车空调管路的汽车制冷回路和汽车，可有效消除液态制冷剂流动的噪音，尤其是制冷回路关闭后由于膨胀阀前后压差导致的流动噪音，适用于所有乘用车及商用车制冷回路；且无需增加额外的发动机舱边界空间，成本低。

Claims (10)

1.一种汽车空调管路，包括两根铝制圆硬管(1)，其特征在于：还包括多孔稳流器(2)和橡胶软管(3)，两根所述铝制圆硬管(1)分别于所述橡胶软管(3)的两端密封连接，所述多孔稳流器(2)位于所述橡胶软管(3)内，所述多孔稳流器(2)为具有弹性的圆柱体，圆柱体的中心线与所述橡胶软管(3)的中心线重合，所述多孔稳流器(2)内设有若干个截面为正六边形的通孔(4)，且每个所述通孔(4)的轴线与圆柱体的中心线平行，其中一根所述铝制圆硬管(1)设有若干个折弯部位，该所述铝制圆硬管(1)的折弯部位通过挤压工艺挤压成铝制椭圆硬管(5)。
2.根据权利要求1所述汽车空调管路，其特征在于：所述铝制圆硬管(1)的折弯部位形成的角度为钝角，所述铝制椭圆硬管(5)的截面为椭圆形，所述铝制椭圆硬管(5)内截面的长轴大于等于所述铝制圆硬管(1)内直径的1.05倍，所述铝制椭圆硬管(5)内截面的短轴应大于等于所述铝制圆硬管(1)内直径的85％～90％。
3.根据权利要求1所述汽车空调管路，其特征在于：所述多孔稳流器(2)内的通孔(4)均匀排列呈蜂窝状，所述通孔(4)的数量大于等于7，所述多孔稳流器(2)横截面的空心面积不低于所述铝制圆硬管(1)内截面面积的50％，所述多孔稳流器(2)的外截面直径等同或略小于所述橡胶软管(3)内截面直径，与所述橡胶软管(3)间隙配合，所述多孔稳流器(2)的外表面与所述橡胶软管(3)内表面之间的配合间隙小于等于0.1毫米，所述多孔稳流器(2)中相邻两个所述通孔(4)之间的间距小于等于0.5毫米，所述多孔稳流器(2)的长度大于等于20毫米。
4.根据权利要求1所述汽车空调管路，其特征在于：所述多孔稳流器(2)的长度为20～40毫米。
5.根据权利要求1所述汽车空调管路，其特征在于：所述铝制椭圆硬管(5)的起点与所在所述铝制圆硬管(1)的折弯部位的起点重合，所述铝制椭圆硬管(5)的终点与所在所述铝制圆硬管(1)的折弯部位的终点重合。
6.根据权利要求1所述汽车空调管路，其特征在于：所述铝制椭圆硬管(5)位于所述铝制圆硬管(1)向外延伸的第二个折弯部位上。
7.根据权利要求1所述汽车空调管路，其特征在于：所述铝制圆硬管(1)与所述橡胶软管(3)连接的端部嵌套在所述橡胶软管(3)内，且所述橡胶软管(3)端部的内表面设有突起和凹槽部位，与所述铝制圆硬管(1)端部外表面的凹槽和突起部位分别贴合接触，所述铝制圆硬管(1)与所述橡胶软管(3)连接的端部外表面设有倒钩。
8.根据权利要求1所述汽车空调管路，其特征在于：所述橡胶软管(3)与所述铝制圆硬管(1)嵌套的部位外表面还套有铝制扣压管箍(6)，所述橡胶软管(3)端部的外表面设有突起和凹槽部位，与所述铝制扣压管箍(6)内表面的凹槽与突起部位分别贴合接触。
9.一种汽车制冷回路，包括依次连接的压缩机(7)、冷凝器(8)、内部回热器(9)第一通路、膨胀阀(10)和蒸发器(11)，所述蒸发器(11)的出口经由所述内部回热器(9)的第二通路与所述压缩机(7)连接，所述冷凝器(8)上设有冷却风扇(12)，其特征在于：所述内部回热器(9)第一通路与所述膨胀阀(10)之间的连接管路上设有如权利要求1～9任一项所述汽车空调管路(13)，所述汽车空调管路(13)设有折弯部位的铝制圆硬管(1)与所述膨胀阀(10)的进口连接，另一根所述铝制圆硬管(1)与所述内部回热器(9)第一通路连接。
10.一种汽车，具有如权利要求1～8所述汽车空调管路。
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