CN113439164A - 用于机动车辆的机动风扇单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的机动风扇单元，包括马达(2)，配置为由马达(2)控制的用于移动气流(F)的风扇，以及用于控制所述马达(2)的控制模块(4)，该控制模块(4)包括电子卡，机动风扇单元界定主要气流流通管道(5)以及配置为冷却控制模块的所述电子卡的冷却管道(6)，该管道(6)包括入口(7)，其设置有用于将气流的一部分转入管道(6)的偏转器(8)，该偏转器(8)被安装为可以根据主要管道中的气流速率移动，目的在于随着主要管道(5)中的气流速度增加冷却管道(6)中的气流速率。

Description

用于机动车辆的机动风扇单元
技术领域
本发明的主题是用于机动车辆的机动风扇单元。
背景技术
作为优选，这样的机动风扇单元形成机动车辆的加热、通风和/或空调装置的一部分，其调节意图为车辆内部提供的气流的温度。
机动风扇单元，就其本身而言，用来使气流进入加热、通风和/或空调装置并且在其中流通，直到空气进入车辆内部的出口开口为止。
已知方式的机动风扇单元包括电马达和用于控制电马达的装置，电马达例如带有电刷，在电马达上安装有叶轮以引起空气移动，电马达控制装置包括电子板。
总的来说，机动风扇单元装备有用于冷却马达的管道。电子板在主要流中被冷却，从而避免由电子板承载的电子部件的过度受热。
然而，根据机动风扇单元的使用情况，由现有技术的这种构造提供的冷却导致在主要气流中的压降，以及在恒定流动速率时导致噪音强度的增加，这于是可以损害机动风扇单元的性能。
本发明的目的是改进这种情形。
发明内容
为此，本发明的主题是一种用于机动车辆的机动风扇单元，包括马达，用于使气流运动并且配置为由马达控制的风扇，以及用于控制所述马达的控制模块，控制模块包括电子板，机动风扇单元界定通过风扇进行运动的气流的第一流通管道，称为主要管道，并界定次级气流管道，称为冷却管道，该冷却管道配置为冷却控制模块的所述电子板，冷却管道包括入口，该入口装备有偏转器，该偏转器用于将通过风扇进行运动的气流的一部分转入冷却管道，偏转器被安装为能够根据所述主要管道中的空气的流动速度、在使得随着主要管道中的气流的速度而增加冷却管道中的空气的流动速率的方向上移动。
凭借本发明，冷却管道中的空气的流动速率根据机动风扇单元的散热要求被调整，从而在所有情况下保证对机动风扇单元的电子板足够的冷却。
根据本发明的另一特征，冷却管道中的空气的流动速率作为主要管道中气流的速度的函数沿梯度增加，该梯度是严格增加的梯度。
根据本发明的另一特征，偏转器设置在主要管道中、在冷却管道的外部。
根据本发明的另一特征，偏转器安装能够枢转。
根据本发明的另一特征，偏转器的枢转轴在与主要空气管道中的气流在偏转器处的主要方向基本上正交的方向上延伸。
根据本发明的另一特征，偏转器的枢转轴在机动风扇单元的径向方向上延伸。
根据本发明的另一特征，偏转器包括弯曲的偏转表面。
根据本发明的另一特征，偏转表面的曲率半径使得相关的密切圆的中心相对于主要空气管道中的空气流动位于偏转器的上游。
根据本发明的另一特征，偏转器由柔性的材料制成。
根据本发明的另一特征，柔性的材料是HPPE聚合物。
根据本发明的另一特征，偏转器由模制得到。
根据本发明的另一特征，机动风扇单元包括至少一个低壁，该至少一个低壁在主要管道中延伸并且包围通向冷却管道的入口。
根据本发明的另一特征，冷却管道还配置为冷却马达。
本发明的另一个主题是用于机动车辆的加热、通风和/或空调装置，其包括如上文所述的机动风扇单元。
附图说明
本发明的其他特征、细节和优点在阅读以下详细描述以及在分析附图时将会变得显而易见，在附图中：
图1是根据本发明的机动风扇单元的透视图；
图2是图1的机动风扇单元的另一个透视图；
图3是图1的机动风扇单元的部分示意图(风扇被省略)；
图4是图1的机动风扇单元的冷却管道中的气流速率作为机动风扇单元中空气流动的速度的函数的示意性曲线。
具体实施方式
本发明的主题是用于机动车辆的机动风扇单元，在附图中标记为1。
机动风扇单元优选地形成机动车辆的加热、通风和/或空调装置的一部分。
如图1和图2中可以看到的，机动风扇单元1包括马达2、风扇3以及用于控制马达2的控制模块4。
风扇3由马达2控制，并且使气流F移动。在图1和图2中，风扇3采用叶轮的形式。
控制模块4包括装备有电子部件的电子板，电子部件必须被冷却从而避免机动风扇单元的任何故障。
如图1和图2所示出的，机动风扇单元1界定两个空气流通管道：第一管道，称为主要管道，附图标记为5，以及第二管道，称为冷却管道，附图标记为6。
因此，气流F被分成在管道5中流通的主要气流F1，以及在管道6中流通的冷却气流F2。
从图1至图3可以明显看出，冷却管道6配置为冷却控制模块4，以及特别是控制模块4的电子板。注意电子板可以装配有由气流F2冷却的热沉。
从图1至图3还可以明显看出，管道6包括入口7，入口7装备有偏转器8，以将气流F的一部分(气流F2)转入冷却管道6。在所示出的例子中，空气入口7在基本上垂直于电马达2的旋转轴的平面上延伸。
换句话说，冷却管道6构成了主要管道5的分支。用不同的说法说，冷却管道6从主要管道5分支。
因此，气流F2围绕控制模块、电子板和/或热沉流动，然后流通到马达的中心并且经由叶轮3重新出现。注意，管道6还提供对马达2的冷却。
从图2中可以看到的，入口7是由低边界壁9包围的孔，偏转器8插入低边界壁9中或插入其下方。
偏转器8被安装为能够根据冷却管道6中的空气的流动速率D(F2)、在随着主要管道中的气流F(冷却管道6的上游)的速度v(F)而增加冷却管道6中的空气的流动速率D(F2)的方向上移动，如将联系图4详细描述的。
作为优选例，冷却管道中空气的流动速率作为主要管道中气流的速度的函数沿梯度增加，该梯度是严格增加的梯度。在图4中，冷却管道中空气的流动速率作为主要管道中气流的速度的函数的曲线是大致上抛物线形状的，如将在下文详细描述的。
如图1至图3中可以看到的，偏转器8设置在主要管道5中、冷却管道6的外部。该构造提供了将气流F2从管道5排放走的简单方法。
在示出的实施例中，偏转器8被安装为具有枢转的能力，偏转器8的枢转轴P在与主要空气管道5中气流F1在偏转器8处的主要方向基本上正交的方向上延伸。换句话说，枢转轴P在径向方向上延伸。该构造保证了气流F2进入冷却管道6而不产生湍流。枢转轴P穿过点C，点C在图3中示意性地指示电马达2的旋转轴的位置。
如图1和图2中特别能看到的，偏转器8包括偏转表面10，气流F2经由该偏转表面10被转入冷却管道6的入口7。
偏转表面10是弯曲的，并且从枢转轴P延伸进入管道5。
从附图还可以明显看出，表面10的曲率半径使得密切圆的中心相对于空气的流动位于偏转器8的上游。
表面10的尺寸根据控制模块4的功率而选择。
作为优选例，偏转器8，以及特别是偏转表面10，由柔性的材料制成，尤其是HPPE聚合物或SEBS，从而保证管道6中空气的流动速率根据气流F的速度调整。
有利地，偏转器8通过模制或包覆模制得到。
偏转器8的柔性保证管道6中空气F2的流动速率随着空气F的速度增加。申请人运行的模拟已经证明，管道6中空气的流动速率(在图4中以D表示)是管道5中入口7上游的速度(在图4中以v表示)的大致抛物线函数。
在较低速度时，偏转表面10具有靠近入口7倚靠的趋势，并且气流F仅有较少部分被转入管道6。管道6中的流动速率D因此较低。换句话说，偏转表面10仅很小地打开入口7。
此外，因为在较低速度时，表面10在入口7的平面中延伸，偏转器8具有的表观表面面积(即表面10正面对着气流F的部分)较小，从而改善了机动风扇单元的空气动力学和声学。
当速度增加，例如在大约10到15m/s，偏转表面10抬起，这增加了偏转器在气流中的表观表面面积。因此，管道6中气流F2的流动速率D增加。偏转器8的位置随着气流F的速度的增加而逐渐改变。
根据一个未示出的实施例，偏转器8由低壁包围，该低壁在与空气入口7的平面垂直、并且还与图3中可看到的枢转轴P垂直的平面中延伸。该低壁径向地置于入口7的离电马达2最远的侧部上。该低壁能够限制空气在偏转器8的侧向边缘和空气入口7的边缘之间逃逸的程度。根据一个同样未示出的变型例，偏转器8包括包围该偏转器的侧向边缘并且垂直于偏转表面10的竖直部分。该竖直部分执行与低壁类似的功能，并且因此能够限制空气在偏转器8和空气入口7的边缘之间逃逸的程度。
流动速率D的大致上抛物线的表现就此而言是特别有益的，因为控制模块和马达其本身的散热要求同样地以此相同的方式变化。相比之下，从现有技术得知的方案提出流动速率最多作为气流F的速度的线性函数而变化，这在额定速度时增加了压降。在最大速度时，偏转器8提供了与线性方案相同的表观表面面积。在最大速度以下时，偏转器提供了小于已知的形状固定的方案的表面面积。
因此，从前面的描述可以明显看出，偏转器8代表了用于冷却机动风扇单元的控制模块和马达的易于实施且有效的途径。

Claims (10)

1.一种用于机动车辆的机动风扇单元，包括马达(2)，用于使气流(F)移动并且配置为由所述马达(2)控制的风扇(3)，以及用于控制所述马达(2)的控制模块(4)，所述控制模块(4)包括电子板，所述机动风扇单元界定用于通过所述风扇进行运动的气流的第一流通管道，称为主要管道(5)，且界定次级气流管道，称为冷却管道(6)，所述冷却管道(6)配置为冷却所述控制模块的所述电子板，所述冷却管道(6)包括入口(7)，所述入口(7)装备有偏转器(8)，所述偏转器用于将通过所述风扇(3)进行运动的气流的一部分转入所述冷却管道(6)，所述偏转器(8)被安装为能够根据所述主要管道中的空气的流动速率、在使得所述冷却管道(6)中的空气的流动速率随着所述主要管道(5)中的气流的速度增加的方向上移动。
2.根据权利要求1所述的机动风扇单元，其中，所述冷却管道中的空气的流动速率作为所述主要管道中气流的速度的函数沿梯度增加，所述梯度是严格增加的梯度。
3.根据前述权利要求中任一项所述的机动风扇单元，其中，所述偏转器(8)设置在所述主要管道(5)中，在所述冷却管道(6)的外部。
4.根据前述权利要求中任一项所述的机动风扇单元，其中，所述偏转器(8)安装为能够枢转。
5.根据权利要求4所述的机动风扇单元，其中，所述偏转器(8)的枢转轴(P)在所述机动风扇单元的径向方向上延伸。
6.根据前述权利要求中任一项所述的机动风扇单元，其中，所述偏转器(8)包括弯曲的偏转表面(10)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的机动风扇单元，其中，所述偏转器(8)由柔性的材料制成，尤其是HPPE聚合物。
8.根据前述权利要求中任一项所述的机动风扇单元，包括至少一个低壁(9)，所述至少一个低壁(9)在所述主要管道(5)中延伸，并且包围通向所述冷却管道(6)的所述入口(7)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的机动风扇单元，其中，所述冷却管道(6)还配置为冷却所述马达(2)。
10.一种用于机动车辆的加热、通风和/或空调装置，包括根据前述权利要求中任一项所述的机动风扇单元。
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