CN112277567B - 一种车用空气调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车用空气调节装置，属于车用空调技术领域，包括用于车内空气分配的分配箱，分配箱包括进风口和出风口，分配箱的内部设置用于混合冷热空气并进行导流的导流机构，分配箱的进风口位置设置混合风门，所述导流机构安装在混合腔内，所述混合腔位于热风腔体和冷风腔体的下游交汇处，各个出风口与混合腔连通；导流机构两侧分别设置热风通道，在每个热风通道内侧设有冷风通道，热风通道采用双通道设计，下层的热风通道开设有冷风进口；混合风门和导流机构的发明设计，有利于温度线性和风量分配试验的标定，温度控制更加线性、精准，改善出风口温度的均匀性，同时可以依据人体需求实现上冷下热的温度分层，提升舒适度。

Description

一种车用空气调节装置

技术领域

本发明涉及车用空调技术领域，具体涉及一种车用空气调节装置。

背景技术

现有车用空调箱普遍采用两厢式结构，主要工作原理是通过送风段送风，经过板式混合风门或滑动混合风门分配冷热风比例，进入分配箱。冷热风在混合腔内混合，混合后的气流送至各个出风口。现有空调的板式混合风门在0%-30%和70%-100%位置，对于冷热风比例分配问题较为突出，在0%-30%位置和70%-100%位置，各个出风口升温忽快忽慢，在30%-70%位置，温度变化不明显。

现有的混合腔内的导流机构，无法做到对于混合风门在任意位置时的各个风口温差均匀性一致，导致混合风门在不同位置时，各个风口的温差时大时小，主驾、副驾人体的体感温差较大，极不舒适；双吹模式下不能实现上冷下热的温度分层（头冷脚热）或者上下分层温差过大（头过冷，脚过热）；现有的混风机构易造成在全冷时出现漏热现象，导致出风温度偏高，车内降温速度慢。

上述现象的存在，导致无法对车内温度控制器实现准确标定，标定出的控制器对于温度波动过于迟滞或敏感，造成人员极不舒适。

发明内容

技术目的：针对现有技术在车内空气温度调节上的不足，本发明公开了一种各个出风口温度控制精准，同时能够实现各个出风口均匀送风，具有较高人员舒适性的车用空气调节装置。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：

一种车用空气调节装置，包括用于车内空气分配的分配箱，分配箱的内部设置用于混合冷热空气并进行导流的导流机构，所述导流机构中间为冷热风混合区域，两侧分别设置热风通道，在每个热风通道内侧设有冷风通道，导流机构设有用于固定热风通道和冷风通道的导流连接板；所述热风通道包括上层热风通道和下层热风通道，下层热风通道的底部设置冷风进口，冷风进口包括第一冷风进口和第二冷风进口。

优选地，所述分配箱在进口位置设置混合风门，所述混合风门采用截面为扇形的柱状结构，混合风门的弧形面朝向分配箱内部，导流机构安装在混合风门的弧形面一侧，所述冷风通道的进风端以及热风通道底部的形状均与混合风门的扇形曲面形状相匹配，第一冷风进口和第二冷风进口分别设置在下层热风通道的底部的两端。

优选地，所述冷风通道包括第一冷风通道和第二冷风通道，所述冷风通道的顶部固定在导流连接板上，冷风通道的出风端顶板为斜坡形状，从导流连接板至冷风通道出风端的截面面积逐渐减小，冷风通道进口端弧长为混合风门扇形弧长的70%，第一冷风进口和第二冷风进口长度为混合风门扇形弧长的30%。

优选地，所述分配箱包括进风口和出风口，分配箱的进风口前位置设有用于对空气进行冷却、除湿的蒸发器，分配箱内部设有用于安装导流机构的混合腔，出风口与混合腔连通，每个出风口设有独立地用于控制风量的流线型设计的蝶形风门；混合风门将分配箱的内部气体流动腔体分为热风腔体和冷风腔体，所述冷风腔体位于混合风门的上方，与冷风通道的进风端相对应；所述热风腔体内部倾斜的设置有用于加热空气的暖风芯体，所述暖风芯体与蒸发器呈V字形安装，暖风芯体与蒸发器之间角度为12.7°~22.7°。

优选地，所述车用空气调节装置的分配箱内对称设有两个相互独立的导流机构，两个导流机构之间设有中间隔板，中间隔板将分配箱分隔成两个左右对称的腔体；导流机构靠近中间隔板一侧的热风通道以中间隔板的板面作为通道的侧面挡板。

优选地，所述混合风门在中间隔板两侧对称设置，混合风门的一端与分配箱的外壳体转动连接，另一端与中间隔板转动连接，暖风芯体穿过中间隔板，暖风芯体的两端分别固定在分配箱的壳体上。

优选地，所述中间隔板设有用于混合风门转动限位的扇形槽，中间隔板还设置有用于暖风芯体穿过的安装孔，安装孔的形状和开设角度与暖风芯体相匹配，暖风芯体关于中间隔板的板面对称。

优选地，所述冷风通道中靠近中间隔板为第一冷风通道，靠近分配箱壳体一侧的为第二冷风通道。

优选地，所述出风口包括前吹面出风口、后吹面出风口、除霜出风口和吹脚出风口，每个出风口设有对应的风道，风道包括后吹面风道、吹脚风道，后吹面风道和吹脚风道之间的隔板为分隔面，第一冷风通道的位置与分隔面位置相对应。

优选地，所述分配箱具有多种工作模式可调，工作模式包括吹面、吹脚、除霜三种单独的工作模式以及三者之间任意数量的工作模式组合；所述分配箱的工作模式具有通风、降温、升温、除湿、恒温、恒温恒湿和除霜除雾功能。

有益效果：本发明所提供的一种车用空气调节装置具有如下有益效果：

1、本发明分配箱的出风口设置独立的风门进行控制，实现对出风口风量的精准调节。

2、本发明采用截面为扇形的柱状混合风门代替原有的平面式风门，避免大平面直接正对来流气流，降低风压，并且扇形设计自带弧形导流，有利于降低风阻。

3、本发明关于中间隔板对称布置的导流机构，中间为冷热风混合区域，两侧设置的冷、热风通道，用以调节各个风口的温度，将相同功能的出风口温差控制在3℃内。

4、本发明冷风通道进风端和热风通道的底部采用与混合风门形状相匹配的弧形设计，与混合风门贴合更加紧密，在双吹模式下，可以实现上下冷热分层，适应人体舒适性需求。

5、本发明关于中间隔板对称布置的导流机构，同时兼具风量分配调节作用，调节各个模式风口、相同模式不同风口的风量比例，风量分配误差控制2%以内。

6、本发明关于中间隔板对称布置的导流机构的冷、热风通道，可以根据出风口的位置不同，灵活调整冷、热风通道的位置。

7、本发明的导流机构设置独立的冷风通道和热风通道，冷风通道和热风通道的进风口分别正对冷风腔体和热风腔体，降低气流的风阻，使流动混合更加顺畅，提升混合效率。

8、本发明蒸发器和暖风芯体采用V型安装方式，二者间的夹角为12.7°~22.7°，使冷风和热风呈一定角度在导流机构的混合区域内混合，同时，双吹模式，热气流被冷气流挤入吹脚风道，冷气流被热气流挤到吹面或除霜风口，即为上下温度分层；单吹模式，除了在混合区域混合，也在混合腔其他区域、出风口处再次混合。

9、本发明热风通道采用双层通道的设计，上层为第一热风通道，下层为第二热风通道，所述第一热风通道为纯热气通道，第二热风通道底部沿热风进口方向设置长度为30%混合风门扇形弧长的冷气进口，保证混合风门在0~30%和70~100%开度转动时，温度变化更加平缓。

10、本发明混合风门直接通过电机进行驱动，扇形截面设计减小风阻、风压，不会产生失步现象，稳定性好，控制精确。

11、本发明分配箱混合风门密封性好，在全冷0%位置，将漏热温差控制在1℃以内，可实现更快的车内降温速度。

12、本发明的分配箱解决了混合风门在0~100%开度之间，温度变化异常的问题，使车内温度能够线性调节，提升舒适性和可控性；不会产生失步现象，稳定性好，控制精确；扇形设计的混合风门降低温度标定需要的测试时间，节省生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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介绍。

图1为本发明分配箱的立体图；

图2为本发明分配箱侧剖视图；

图3为本发明中间隔板和导流机构装配立体图；

图4为本发明中间隔板的立体图；

图5为本发明导流机构立体图；

图6为本发明出风口位置图；

图7为本发明后吹面、吹脚风道示意图；

图8为本发明空调温度变化趋势图；

图9为改良前空调温度变化趋势图；

其中1-分配箱、2-导流机构、3-热风通道、4-冷风通道、5-导流连接板、6-蒸发器、7-混合风门、8-暖风芯体、9-中间隔板、10-后吹面风道、11-吹脚风道、12-分隔面、101-进风口、102-出风口、103-热风腔体、104-冷风腔体、105-混合腔、201-冷热风混合区域；

301-上层热风通道、302-下层热风通道、303-第一冷风进口、304-第二冷风进口、401-第一冷风通道、402-第二冷风通道、901-扇形槽、902-安装孔、1021-前吹面出风口、1022-后吹面出风口、1023除霜出风口、1024吹脚出风口、1025-蝶形风门。

具体实施方式

下面通过一较佳实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1、图2所示为本发明所提供的一种车用空气调节装置，包括用于车内空气分配的分配箱1，所述分配箱1为一内部腔体以中隔板9左右对称的塑料件结构，内部腔体进行空气流通，分配箱1的壳体上设置进风口101和出风口102，分配箱1的内部设置用于混合冷热空气并进行导流的导流机构2，分配箱1设置用于放置导流机构2的混合腔105；所述导流机构2的两侧分别设置热风通道3，在每个热风通道3内侧设有冷风通道4，导流机构2设有用于固定热风通道3和冷风通道4的导流连接板5，所述热风通道3、热风通道4、导流连接板5围成了混合冷热气流的混合区域201；所述出风口102与混合腔105连通，每个出风口102设有独立地用于控制风量的蝶形风门1025，所述蝶形风门1025采用流线型设计风门，保证每个出风口风量独立可控、风阻最低。

所述分配箱1的进风口101与供风装置连通，如图1所示，分配箱1在进风口前位置设置用于对空气进行冷却、降温的蒸发器6，所述蒸发器6的尺寸与进风口101相匹配。

分配箱1中部位置设有中间隔板9，中间隔板9将分配箱1分隔为左右两个对称的腔体，在中间隔板9两侧对称布置导流机构2，导流机构2的一端与分配箱1的壳体固定连接，另一端与中间隔板9固定连接，中间隔板9的板面作为导流机构2靠近中间隔板9一侧的热风通道3的侧面挡板。

分配箱1在蒸发器6的出风面设有用于控制冷热风量分配的混合风门7，混合风门7关于中间隔板9对称安装，混合风门7一端与分配箱1的外壳体转动连接，另一端与中间隔板9转动连接；如图2、图4所示，所述混合风门7采用截面为扇形的柱状结构，曲面部分朝向导流机构2，中间隔板9设有与混合风门7转动区域相匹配的扇形槽901，混合风门7表面设有锯齿状包胶，保证密封效果，同时可以防止啸叫。

如图2所示，所述导流机构2安装在混合风门7的后方，混合风门7和导流机构2将分配箱1将进风口101来流方向的气流分为两部分，一股气流向上通过冷风腔体104进入混合腔105，另一股气流向下通过热风腔体103进入混合腔105，两股气流被导流机构2的混合区域201混合和被热气通道3和冷气通道4导流输送至各个出风口102。

热风腔体103内部倾斜的设置有用于空气加热的暖风芯体8，暖风芯体8和蒸发器6呈V字型安装，二者之间夹角为12.7°~22.7°间的任一角度，暖风芯体8穿过中间隔板9，中间隔板9设有用于暖风芯体8安装定位的安装槽902，暖风芯体8的两端分别与分配箱1的外壳体固定，导流机构2的热风通道3、冷风通道4的进风口分别正对热风腔体103、冷风腔体104。

如图3、图5所示，所述热风通道3采用双层通道设计，包括两层热风通道，分别为上层热风通道301、下层热风通道302，下层热风通道302的底部形状与混合风门7的曲面形状相匹配，所述冷风通道4的进风口形状也与混合风门7的曲面形状相匹配，下层热风通道302的底部两端设有长度为混合风门7曲面弧长30%的冷风进口，分别为第一冷风进口303和第二冷风进口304，所述冷风通道4的进风口弧长为混合风门弧长的70% ，靠近中间隔板9一侧的冷风通道为第一冷风通道401，靠近分配箱1壳体一侧的冷风通道为第二冷风通道402。

如图6、图7所示，所述出风口包括前吹面出风口1021、后吹面出风口1022、除霜出风口1023和吹脚出风口1024，每个出风口设有对应的风道，风道包括后吹面风道10、吹脚风道11，后吹面风道10和吹脚风道11之间的隔板为分隔面12，第一冷风通道401的位置与分隔面12位置相对应。

本发明所提供的一种车用空气调节装置在使用时，分配箱1接收供风装置输送的空气，空气经过蒸发器6冷却以后进入分配箱1内部，气流被混合风门7分隔成两条流向，一条通过混合风门7上方的冷风腔体104进入混合腔105，另一条通过热风腔体103，经过热风腔体103内的暖风芯体8进入混合腔105，最后气流在导流机构2内被混合输送至各出风口，以空调全冷状态为混合风门7的0%开度位置，全热状态为混合风门7的100%开度位置。在0%到30%旋转时，下层热风通道302底部的第一冷风进口303逐步被混合风门7遮挡，由于导流机构2两端均设置有第一冷风进口303，为快速减少冷气量，以快速提升出风口的温度，可以实现低温状况下快速升温至人体舒适温度；同时第二冷风进口304在0%-70%始终为上部出风口提供冷气，在70%-100%位置防止出风口温度变化太快，通过各出风口的蝶形风门1025控制出风量。

如图8、图9所示，本发明所提供的一种车用空气调节装置，在混合风门7从开度0%~100%变化时，温度近似线性变化，充分解决了原有空调温度变化“快-慢-快”或“慢-快”的现象，有效防止出风口温度突变或迟滞造成的不适，提升舒适度。

模式功能根据需求可以调整为单个模式或者其中几个模式功能组合的模式，所述空气调节装置的模式定义有内外循环切换、冷暖温度调节、吹面模式、吹面吹脚模式、吹脚模式、吹脚除霜模式、除霜模式、吹面除霜模式以及吹面吹脚除霜模式；各个出风口的风门可以通过1电机、1个模式盘、若干曲柄和连杆综合调节控制，根据需要，可在暖风芯体后方增加PTC加热器。

通过混合风门7和导流机构2的设计，进行风量分配和温度调节，实现相同功能的出风口风量和温度均匀分布；实现上下不同功能的出风口温度分层和风量分配不同比例需求；当混合风门7角度线性旋转时，各个出风口的温度变化也成线性变化，可简化控制器标定；气流通过分配箱1内部的导流机构2进行冷热气流混合和导流，再通过混合风门的线性旋转，实现相同功能的出风口温度线性均匀变化，车内温度调节不会过快或过慢，相同功能的各个出风口输送均匀的温度（温差在3℃以内）和风量分配（出风口风量分配比例在2%以内），温度变化不会过于敏感或迟滞，让车内达到一个舒适的温度场。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种车用空气调节装置，其特征在于：包括用于车内空气分配的分配箱（1），分配箱（1）的内部设置用于混合冷热空气并进行导流的导流机构（2），所述导流机构（2）中间为冷热风混合区域（201），两侧分别设置热风通道（3），在每个热风通道（3）内侧设有冷风通道（4），导流机构（2）设有用于固定热风通道（3）和冷风通道（4）的导流连接板（5）；所述热风通道（3）包括上层热风通道（301）和下层热风通道（302），下层热风通道（302）的底部设置冷风进口，冷风进口包括第一冷风进口（303）和第二冷风进口（304）；所述分配箱（1）在进口位置设置混合风门（7），所述混合风门（7）采用截面为扇形的柱状结构，混合风门（7）的弧形面朝向分配箱（1）内部，导流机构（2）安装在混合风门（7）的弧形面一侧，所述冷风通道（4）的进风端以及热风通道（3）底部的形状均与混合风门（7）的扇形曲面形状相匹配，第一冷风进口（303）和第二冷风进口（304）分别设置在下层热风通道（302）的底部的两端；所述冷风通道（4）包括第一冷风通道（401）和第二冷风通道（402），所述冷风通道（4）的顶部固定在导流连接板（5）上，冷风通道（4）的出风端顶板为斜坡形状，从导流连接板（5）至冷风通道（4）出风端的截面面积逐渐减小，冷风通道（4）进口端弧长为混合风门（7）扇形弧长的70%，第一冷风进口（303）和第二冷风进口（304）长度为混合风门（7）扇形弧长的30%。

2.根据权利要求1所述的一种车用空气调节装置，其特征在于：所述分配箱（1）包括进风口（101）和出风口（102），分配箱（1）的进风口（101）前位置设有用于对空气进行冷却、除湿的蒸发器（6），分配箱（1）内部设有用于安装导流机构（2）的混合腔（105），出风口（102）与混合腔（105）连通，每个出风口（102）设有独立地用于控制风量的流线型设计的蝶形风门（1025）；混合风门（7）将分配箱（1）的内部气体流动腔体分为热风腔体（103）和冷风腔体（104），所述冷风腔体（104）位于混合风门（7）的上方，与冷风通道（4）的进风端相对应；所述热风腔体（103）内部倾斜的设置有用于加热空气的暖风芯体（8），所述暖风芯体（8）与蒸发器（6）呈V字形安装，暖风芯体（8）与蒸发器（6）之间角度为12.7°~22.7°。

3.根据权利要求2所述的一种车用空气调节装置，其特征在于：所述车用空气调节装置的分配箱（1）内对称设有两个相互独立的导流机构（2），两个导流机构（2）之间设有中间隔板（9），中间隔板（9）将分配箱（1）分隔成两个左右对称的腔体；导流机构（2）靠近中间隔板（9）一侧的热风通道（3）以中间隔板（9）的板面作为通道的侧面挡板。

4.根据权利要求3所述的一种车用空气调节装置，其特征在于：所述混合风门（7）在中间隔板（9）两侧对称设置，混合风门（7）的一端与分配箱（1）的外壳体转动连接，另一端与中间隔板（9）转动连接，暖风芯体（8）穿过中间隔板（9），暖风芯体（8）的两端分别固定在分配箱（1）的壳体上。

5.根据权利要求4所述的一种车用空气调节装置，其特征在于：所述中间隔板（9）设有用于混合风门（7）转动限位的扇形槽（901），中间隔板（9）还设置有用于暖风芯体（8）穿过的安装孔（902），安装孔（902）的形状和开设角度与暖风芯体（8）相匹配，暖风芯体（8）关于中间隔板（9）的板面对称。

6.根据权利要求3所述的一种车用空气调节装置，其特征在于：所述冷风通道中靠近中间隔板（9）为第一冷风通道（401），靠近分配箱（1）壳体一侧的为第二冷风通道（402）。

7.根据权利要求6所述的一种车用空气调节装置，其特征在于：所述出风口（102）包括前吹面出风口（1021）、后吹面出风口（1022）、除霜出风口（1023）和吹脚出风口（1024），每个出风口设有对应的风道，风道包括后吹面风道（10）、吹脚风道（11），后吹面风道（10）和吹脚风道（11）之间的隔板为分隔面（12），第一冷风通道（401）的位置与分隔面（12）位置相对应。

8.根据权利要求7所述的一种车用空气调节装置，其特征在于：所述分配箱（1）具有多种工作模式可调，工作模式包括吹面、吹脚、除霜三种单独的工作模式以及三者之间任意数量的工作模式组合；所述分配箱（1）的工作模式具有通风、降温、升温、除湿、恒温、恒温恒湿和除霜除雾功能。

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