CN113646195A - 车辆通风组件 - Google Patents

Abstract

公开了一种车辆。该车辆包括客舱；具有毂(301)和轮缘(302)的方向盘；以及通风系统，其具有用于排出第一空气射流的第一空气出口(133a)和用于排出第二空气射流的第二空气出口(133b)，其中第一空气射流投射通过毂(301)和轮缘(302)之间的间隙(305)，第二空气射流与第一空气射流相交并使其偏转。

Description

车辆通风组件

技术领域

本发明涉及包括用于对车辆客舱进行通风的通风系统的车辆以及对车辆客舱进行通风的方法。

背景技术

车辆比如客车通常包括通风系统，用于将空气排放到客舱中，以提高乘员舒适性。通常，这种通风系统包括位于客舱前部的多个通风口，用于将空气射流向后引导到客舱中，朝向客舱座位位置。然而，在将空气向后引向车辆的落座驾驶员时会遇到困难，因为方向盘可能会阻碍空气路径。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种车辆，包括：客舱；具有毂和轮缘的方向盘；以及通风系统，其具有用于排放第一空气射流的第一空气出口和用于排放第二空气射流的第二空气出口，其中第一空气射流投射通过毂和轮缘之间的间隙，第二空气射流与第一空气射流相交并使其偏转。换句话说，通风系统具有第一空气出口和第二空气出口，第一空气出口用于将第一空气射流排放到客舱中，第一空气射流沿着穿过方向盘的毂和轮缘之间的间隙的轨迹被引导，第二空气出口用于将第二空气射流排放到客舱中，第二空气射流被引导成与第一空气射流相交以偏转第一空气射流。

在这种布置中，第一空气射流可以穿过方向盘的毂-轮缘间隙，朝向坐在方向盘后方的驾驶员，以改善驾驶员的通风。第二空气射流可以偏转第一射流以改变第一射流的方向。

因为第一射流投射通过方向盘的毂和轮缘之间的间隙，所以第一射流可以穿过毂-轮缘间隙，即使没有通过第二射流偏转。因此，通过毂-轮缘间隙的相对高的气流速率可以在第一射流偏转最小的情况下实现。

第二空气射流可以在间隙上游的位置处与第一空气射流相交，即在第一空气出口和间隙之间。换句话说，第二空气射流可被引导成在第一空气出口和方向盘的毂-轮缘间隙之间的位置处与第一空气射流相交。

第一射流被第二射流偏转的效率可以预期随着第一射流扩散的增加而降低。

一般来说，第一射流的扩散程度可以预期根据与第一出口的距离而增加。更具体地，当第一射流穿过方向盘的毂和轮缘之间的间隙时，可以预期第一空气射流的扩散的阶跃增加发生，例如，由于射流的边界区域附着和偏转到毂和轮缘的表面。

因此，在间隙上游的位置，即在第一出口和间隙之间，第一射流的扩散程度可以预期相对低于间隙下游的位置，即在第一射流已经穿过毂-轮缘间隙之后。结果，第一射流的给定偏转程度可以通过具有相对较低流速的第二射流获得，其中射流在间隙上游碰撞。使用消耗较少电能的较低功率鼓风机可以有利地产生具有相对较低流速的第二空气射流。此外，当第二射流通过第二空气出口排出并且该射流与第一射流碰撞时，具有较低流速的第二射流可以有利地产生较低的可听噪声水平。

第二空气出口可以位于第一空气出口上方，并且第二空气射流可以向下投射以与第一空气射流相交。因此，第二空气射流可以向下偏转第一空气射流。因为第二射流被向下引导，所以不与第一射流相交的第二射流的任何部分可被期望继续沿着向下的轨迹朝着客舱地板。在向下的轨迹上，第二射流不太可能在客舱的上部区域引起冲击。客舱的乘员可通常在客舱的下部区域比在上部区域更不易受到冲击。作为这种布置的结果，降低了对客舱乘员造成不适的风险。

第一空气射流可投射到毂下方。因此，毂可以保护第一空气射流免受向下气流的影响，使得第一空气射流可能不易受到客舱内环境气流的冲击。结果，第一射流穿过客舱的过程可以变得更加稳定和可预测。此外，在该布置中，毂可以用于保护客舱的上部区域免受第一射流的影响，从而减少第一射流对客舱上部区域的空气的冲击，从而提高客舱乘员舒适性。此外，在该布置中，毂可用于保护客舱的上部区域免受从第一空气射流发出的可听噪声的影响，从而进一步提高客舱乘员舒适性。

车辆可以包括转向柱，并且第一空气出口和第二空气出口可以位于转向柱上。将第一空气出口和第二空气出口定位在转向柱上使得出口更靠近车辆驾驶员。因此，需要第一空气射流从第一空气出口行进较短距离到目标驾驶员。因此，可以预期射流扩散到较小程度，结果是更集中的空气射流可以瞄准驾驶员。将出口定位在转向柱上具有的进一步优点在于，如果转向柱移动，例如通过调节转向柱的“倾斜”或“到达”位置，则出口相应地移动，因此避免例如该柱被调节到一个或两个空气射流被转向柱阻挡或干扰的位置的风险。

通风系统可以包括阀，用于调节第二空气射流相对于第一空气射流的流速，以改变第一空气射流偏转的量。换句话说，通风系统可以包括至少一个阀，用于调节第一空气射流或第二空气射流中的至少一个的流速，以便于控制射流的相对流速。例如，可以提供阀来调节第二空气射流的流速。作为替代方案，可以提供阀来调节第一空气射流。

在该布置中，第一射流偏转的程度以及偏转的第一射流的轨迹因此可以改变，以允许偏转的第一射流瞄准驾驶员的不同区域。

通风系统可以可选地包括一个或多个阀，用于调节第一空气射流和第二空气射流中的每个的流速。通过调节第一和第二射流中的每个的流速，偏转的第一空气射流的轨迹和流速可以独立变化。

通风系统可以包括鼓风机、从鼓风机延伸到阀的上游管道、从阀延伸到第一空气出口的第一下游管道和从阀延伸到第二空气出口的第二下游管道。换句话说，通风系统可以包括用于调节第一和第二空气射流中的每个的流速的公共阀。公共阀有利地降低了通风系统的复杂性，特别是简化了通风系统的操作的控制。

当车辆包括转向柱，并且第一空气出口和第二空气出口位于转向柱上时，用于调节第一和第二空气射流中的至少一个的至少一个阀也可以安装到转向柱。在这种布置中，阀可以有利地位于靠近出口，这可以有利地导致背压特性的改善，特别是减小阀上游的背压波动。可替代地，阀可以位于远离转向柱的位置。尽管将该阀定位远离转向柱可能会增加阀和出口之间的距离，从而不希望地增加背压波动，但阀的封装可能相对更容易脱离转向柱。

第二空气射流可被引导成在与第一空气出口相距不大于第一空气出口的平均直径的距离处与第一空气射流相交。也就是说，第一空气出口和第二射流与第一射流的平均交点之间的距离应该不大于第一空气出口的平均直径。

如上所述，第一射流可被第二射流最有效地偏转，其中第一空气射流没有太大地扩散。第一空气射流的扩散程度是第一射流的流速的函数，其与出口的横截面积有关，而出口的横截面积又与出口的平均直径有关。在这方面，已经发现，在许多应用中，第一射流的相对有效偏转可以通过第二射流来实现，其中射流在小于第一空气出口的平均直径的距离内相交。

第一空气射流可以沿着第一射流轴线从第一出口排出，第二空气射流可以沿着第二射流轴线从第二出口排出，并且第二射流轴线可以相对于第一射流轴线以80和100度之间的角度倾斜。在这种布置中，第二空气射流将预期以相对陡峭的入射角与第一空气射流碰撞，这可以预期有利地导致第二射流相对有效地偏转第一射流。可选地，第二射流轴线可以正交于第一射流轴线。这种布置可以预期导致第一射流被第二射流最有效地偏转。

第一空气射流在间隙处的宽度或高度可以不大于间隙的120％。换句话说，通风系统可适于成形第一空气射流，使得考虑到空气射流的扩散，第一射流在方向盘的毂-轮缘间隙的距离处的宽度和/或高度尺寸不大于毂-轮缘间隙的相应尺寸的120％。在这种布置中，可以预期的是，第一射流的大部分空气将成功地穿过毂-轮缘间隙，而方向盘的毂和/或轮缘的阻挡或偏转最小。在替代方案中，如果第一射流成形为在方向盘的距离处具有明显更大的高度或宽度尺寸，则可以预期较低比例的第一射流将成功地穿过毂-轮缘间隙朝向目标，而较大比例可能被毂或轮缘阻挡或偏转。

第一空气射流可以附着到毂的弯曲表面并沿着弯曲表面，以偏转第一空气射流。换句话说，第一空气射流可被引导，以便当其沿着毂的弯曲表面流动时经历柯恩达效应，从而导致第一空气射流附着到弯曲表面并被偏转以遵循弯曲表面的曲率。例如，第一空气射流可以沿着毂的表面投射，使得第一空气射流在沿着毂的表面流动时遇到毂的表面，并且毂的表面可以远离第一射流弯曲。

因此，在这种布置中，第一射流可以通过与毂的弯曲表面相遇而进一步偏离其原始轨迹。这种额外偏转可以允许将偏转的空气射流瞄准客舱中第一射流不能到达的区域。作为示例，当第一空气射流通过附着到毂的弯曲表面在毂下方投射时，第一射流可以在否则会被毂阻挡的轨迹上朝向客舱的上部区域向上偏转。

第二空气射流可以使第一空气射流在第一方向上偏转，毂的弯曲表面可以使第一空气射流在不同的第二方向上偏转。换句话说，第二空气射流可以定向成使第一射流在第一方向上偏转，毂的弯曲表面可以定向成使第一射流在替代方向上偏转。

在这种布置中，第一空气射流可以因此通过其与第二射流和毂相遇而在两个不同的方向上偏转。偏转的第一射流的轨迹范围因此可以增加。结果，偏转的第一射流可以瞄准更大范围的客舱位置。

作为示例，第一空气射流可被引导成沿着毂的表面投射，第二空气出口可以位于第一射流的与毂的表面相同的一侧，并且第二空气射流可以从第二空气出口沿着远离毂的表面的方向投射以与第一射流相交。

第二射流可以定向成向下偏转第一射流，毂可以定向成向上偏转第一射流。例如，第一空气射流可以投射到方向盘的毂下方，并且毂的弯曲表面可以远离第一空气射流向上弯曲，使得第一空气射流通过其与毂相遇而向上偏转，并且可选地，第二空气射流可以从第二空气出口向下投射以与第一空气射流相交，使得第一空气射流通过其与第二射流相遇而向下偏转。

根据本发明的第二方面，提供了一种给车辆的客舱通风的方法，该车辆包括具有毂和轮缘的方向盘，该方法包括：将第一空气射流排放到客舱中，第一空气射流投射通过毂和轮缘之间的间隙；将第二空气射流排放到客舱中，第二空气射流与第一空气射流相交并使其偏转。换句话说，该方法包括在穿过方向盘的毂和轮缘之间的间隙的轨迹上排放第一空气射流，并且在与第一空气射流的轨迹交叉的轨迹上排放第二空气射流，使得第一射流被第二射流从其原始轨迹偏转到不同的轨迹。

在这种布置中，第一空气射流可以穿过方向盘的毂-轮缘间隙，朝向坐在方向盘后方的驾驶员，以改善驾驶员的通风。第二空气射流可以偏转第一射流以改变第一射流的方向。

因为第一射流投射通过方向盘的毂和轮缘之间的间隙，所以第一射流可以穿过毂-轮缘间隙，即使没有通过第二射流偏转。因此，通过毂-轮缘间隙的相对高的气流速率可以在第一射流偏转最小的情况下实现。

第二空气射流可以在间隙上游的位置处与第一空气射流相交，即在第一空气出口和毂-轮缘间隙之间。换句话说，第二空气射流可被引导成在第一空气出口和方向盘的毂-轮缘间隙之间的位置处与第一空气射流相交。

第一射流被第二射流偏转的效率可以预期随着第一射流扩散的增加而降低。此外，一般来说，第一射流的扩散程度可以预期根据与第一出口的距离而增加。更具体地，当第一射流穿过方向盘的毂和轮缘之间的间隙时，可以预期第一空气射流的扩散的阶跃增加发生，例如，由于射流的边界区域附着和偏转到毂和轮缘的表面。

因此，在间隙上游的位置，即在第一出口和间隙之间，第一射流的扩散程度可以预期相对低于间隙下游的位置，即在第一射流已经穿过毂-轮缘间隙之后。结果，第一射流的给定偏转程度可以通过具有相对较低流速的第二射流获得，其中射流在间隙的上游碰撞。使用消耗较少电能的较低功率鼓风机可以有利地产生具有相对较低流速的第二空气射流。此外，当第二射流通过第二空气出口排出并且该射流与第一射流碰撞时，具有较低流速的第二射流可以有利地产生较低的可听噪声水平。

第二空气射流可以向下投射以与第一空气射流相交。因此，第二空气射流可以向下偏转第一空气射流。因为第二射流被向下引导，所以不与第一射流相交的第二射流的任何部分都可被期望继续沿着向下的轨迹朝着客舱地板。在向下的轨迹上，第二射流不太可能在客舱的上部区域引起冲击。客舱的乘员可通常在客舱的下部区域比在上部区域更不易受到冲击。作为这种布置的结果，降低了对客舱乘员造成不适的风险。

该方法可以包括调节第二空气射流相对于第一空气射流的流速，以改变第一空气射流偏转的量。

换句话说，该方法可以包括调节第一空气射流或第二空气射流中的至少一个的流速，以便于控制射流的相对流速。例如，可以提供阀来调节第二空气射流的流速。作为替代方案，可以提供阀来调节第一空气射流。

在该布置中，第一射流偏转的程度以及偏转的第一射流的轨迹因此可以改变，以允许偏转的第一射流瞄准驾驶员的不同区域。

第一空气射流可以沿着第一射流轴线排出，第二空气射流可以沿着第二射流轴线排出，并且第二射流轴线可以相对于第一射流轴线以80和100度之间的角度倾斜。在这种布置中，第二空气射流将预期以相对陡峭的入射角与第一空气射流碰撞，这可以预期有利地导致第二射流相对有效地偏转第一射流。可选地，第二射流轴线可以正交于第一射流轴线。这种布置可以预期导致第一射流被第二射流最有效地偏转。

第一空气射流在间隙处的宽度或高度可以不大于间隙的120％。换句话说，该方法可以包括成形第一空气射流，使得考虑到空气射流的扩散，第一射流在方向盘的毂-轮缘间隙的距离处的宽度和/或高度尺寸不大于毂-轮缘间隙的相应尺寸的120％。在这种布置中，可以预期的是，第一射流的大部分空气将成功地穿过毂-轮缘间隙，而方向盘的毂和/或轮缘的阻挡或偏转最小。在替代方案中，如果第一射流成形为在方向盘的距离处具有明显更大的高度或宽度尺寸，则可以预期较低比例的第一射流将成功地穿过毂-轮缘间隙朝向目标，而较大比例可能被毂或轮缘阻挡或偏转。

第一空气射流可以附着到毂的弯曲表面并沿着弯曲表面，以偏转第一空气射流。换句话说，第一空气射流可被引导，以便当其沿着毂的弯曲表面流动时经历柯恩达效应，从而导致第一空气射流附着到弯曲表面并被偏转以遵循弯曲表面的曲率。例如，第一空气射流可以沿着毂的表面投射，使得第一空气射流在沿着毂的表面流动时遇到毂的表面，并且毂的表面可以远离第一射流弯曲。

因此，在这种布置中，第一射流可以通过与毂的弯曲表面相遇而进一步偏离其原始轨迹。这种额外偏转可以允许将偏转的空气射流瞄准客舱中第一射流不能到达的区域。作为示例，当第一空气射流通过附着到毂的弯曲表面在毂下方投射时，第一射流可以在否则会被毂阻挡的轨迹上朝向客舱的上部区域向上偏转。

第二空气射流可以使第一空气射流在第一方向上偏转，毂的弯曲表面可以使第一空气射流在不同的第二方向上偏转。换句话说，第二空气射流可以定向成使第一射流在第一方向上偏转，毂的弯曲表面可以定向成使第一射流在替代方向上偏转。

在这种布置中，第一空气射流可以因此通过其与第二射流和毂相遇而在两个不同的方向上偏转。偏转的第一射流的轨迹范围因此可以增加。结果，偏转的第一射流可以瞄准更大范围的客舱位置。

作为示例，第一空气射流可被引导成沿着毂的表面射出，第二空气出口可以位于第一射流的与毂的表面相同的一侧，并且第二空气射流可以从第二空气出口沿着远离毂的表面的方向投射以与第一射流相交。

第二射流可以定向成向下偏转第一射流，毂可以定向成向上偏转第一射流。例如，第一空气射流可以在方向盘的毂下方射出，并且毂的弯曲表面可以远离第一空气射流向上弯曲，使得第一空气射流通过其与毂相遇而向上偏转，并且可选地，第二空气射流可以从第二空气出口向下投射以与第一空气射流相交，使得第一空气射流通过其与第二射流相遇而沿向下方向偏转。

附图说明

为了可以更容易地理解本发明，现在将参考附图，通过示例的方式描述本发明的实施例，其中：

图1是体现本发明的客车的示意性俯视图，包括用于对客车的客舱进行通风的通风系统；

图2是客车的示意性侧视图；

图3是客车仪表板的示意图，示出了安装在车辆的转向柱组件上的通风系统的通风组件；

图4是转向柱组件的示意性侧剖视图，示出了处于原位的通风组件；

图5a、5b和5c分别是单独的通风组件的透视图、侧视图和端视图；

图6a和6b分别是通风组件的分解透视图和侧视图；

图7a、7b和7c是通风组件在三种不同操作模式下的示意性侧剖视图；

图8是转向柱组件的示意性侧剖视图，射出了通风组件的截面；

图9a、9b和9c是先前参照图7a至7c确定的三种操作模式下来自通风组件的气流轨迹的示意图；以及

图10a是体现本发明的通风组件的第二实施例的示意性侧剖视图，图10b以侧剖视图示出了转向柱组件上的处于原位的该第二通风组件。

具体实施方式

图1、2和3示出了根据本发明示例性实施例的客车101形式的车辆。

参考附图，车辆101包括在内部限定用于容纳乘客的客舱103的车身结构102、位于客舱103前端的承载车辆控制器的仪表板104、转向组件105、位于客舱乘坐区域的用于乘客乘坐的多个座位106至111以及用于客舱通风以提高乘员舒适性的通风系统112。

车身结构103包括总体分别以113和114表示的左侧结构和右侧结构以及分别以115和116表示的车顶和地板结构。仪表板104安装在座位106至111前方的客舱103的前端，并且在左侧结构113和右侧结构114之间横向于客舱即在宽度尺寸上延伸。

转向组件105包括转向齿条组件115、转向柱组件116和方向盘组件119。

转向齿条组件115基本是常规的，并且包括带齿齿条，其在外端处连接到支撑车辆前轮的枢轴毂。转向齿条组件115的带齿齿条可在横向方向即车辆的宽度方向上线性移动，以控制车辆前轮的转向。

转向柱组件116包括柱轴117和柱罩118。

柱轴117包括可旋转轴，其在第一端联接到转向齿条组件115的输入，并延伸穿过仪表板104到达客舱103中的第二端。转向柱罩118布置成围绕转向柱117的最靠近第二端的部分周向延伸，该第二端延伸穿过仪表板104进入客舱103，从而使坐在客舱中的乘员看不到转向柱117，并防止物品与柱轴117纠缠。在该示例中，转向柱罩118由刚性塑料形成，并且可旋转地安装到柱轴117，使得柱轴117可以在罩118内旋转。

方向盘组件119包括毂301、轮缘302和辐条303，辐条303跨越毂301和轮缘302之间的间隙304、305并将轮缘刚性地连接到毂。方向盘119的毂301安装到柱轴117的第二端，使得方向盘119可旋转地联接到轴117。因此，由驾驶员施加到方向盘119的轮缘302的扭矩可以由轴117传递到转向齿条组件115，以使车辆的前轮转向。

多个座位106至111布置成三个横向排，每排两个座位。因此，第一排座位由座位106和107形成，第二排座位由座位108和109形成，第三排座位由座位110和111形成。每排座位分别包括位于客舱纵向中心线左侧的左侧座位106、108、110和位于纵向中心线右侧的右侧座位107、109、111。

通风系统112包括空气处理单元124、通风组件125和管道组件126、127。

空气处理单元124包括限定入口129和出口130的外壳128。外壳128包含电驱动风扇组件131和加热元件132。风扇131可由常规控制电路操作，以产生通过入口129进入、经过加热元件132并通过出口130排出的气流。在该示例中，加热元件132是常规的液体-空气热交换器，加热液体通过远程源循环通过该热交换器。空气处理单元124安装在仪表板104前方的客舱103的前端。

通风组件125安装到转向柱罩118内的转向柱组件116上。因此，通过转向柱罩118，从客舱乘员的视线中遮挡了通风组件125。通风组件包括出口对133，其通过转向柱罩118通向客舱103，使得通风组件125可以通过出口133将空气排放到客舱中，通常朝向坐在座位107上的驾驶员。

管道组件126将空气处理单元124的入口129与车辆周围的大气连通，使得风扇131可以将空气从车辆外部吸入空气处理单元。管道组件127连接到空气处理单元124的出口130，并将气流从空气处理单元124运送到通风组件125的入口，使得通风组件125可以经由管道组件127接收来自空气处理单元124的气流。

通风系统112因此可操作成从大气吸入空气，经过加热元件128，并通过通风组件125将空气排放到客舱103中，朝向坐着的驾驶员。

接下来特别参考图4，通风组件125包括限定入口402、第一出口133a和第二出口133b的主体401。通风组件125安装在转向柱罩118上，并在罩118内大致平行于转向柱轴117延伸。通风组件125的入口402联接到管道组件303，用于经由管道组件127接收来自空气处理单元301的气流。通过通风组件125的入口402进入的气流通过主体401被引导至第一空气出口133a和第二空气出口133b。

第一空气出口133a和第二空气出口133b穿过转向柱罩118的向后面向端的下半部通向客舱。第一空气出口133a布置成沿着第一射流轴线403引导第一空气射流，第一射流轴线沿着毂的下端穿过间隙305从出口133a向后投射到客舱中，朝向坐在座位107上的驾驶员，间隙位于毂301的下侧和方向盘119的轮缘302的上侧之间。第二空气出口133b布置成沿着第二射流轴线404引导第二空气射流，第二射流轴线从出口133b向下投射穿过客舱103，大致正交于第一射流轴线403，从而在出口133a和方向盘119的间隙305之间的位置处与第一射流轴线133b相交，以使第一空气射流向下偏离第一射流轴线403。

如将参考图5a、5b、5c、6a和6b描述，通风组件125可操作成相对于沿着第一射流轴线133a引导的第一空气射流的流速改变沿着第二射流轴线133b引导的第二空气射流的流速，从而改变第二空气射流对第一空气射流的偏转程度。

接下来一起参考图5a、5b、5c、6a和6b，通风组件125包括主体401、位于入口402和出口133a、133b之间的气流路径中的主体401中的阀502以及连接到阀502并可操作成使阀502在主体401内旋转的步进电机503。

主体401分别包括第一和第二管道部分504、505以及上壁、下壁和中间壁506、508、507。在该示例中，主体401的管道部分504、505和壁506、507、508由刚性塑料材料形成。

管道部分504、505每个是大致管状的，并且每个限定第一和第二开口端以及在它们之间延伸的贯通通道509，空气可以流过该贯通通道。第一管道部分504的第一开口端限定通向通风组件125的入口402。第一管道部分504的内径略大于第二管道部分505的外径。第二管道部分505的第一开口端通过第一管道部分504的第二开口端被接收，并且第二管道部分505部分地位于第一管道部分504内。第二管道部分505可在第一管道部分504内伸缩移动，使得第一和第二管道部分的总长度可以增加或减小，以适应转向柱组件116的“到达”调节运动。

上壁506和下壁508结合在一起以封闭室510，该室510在第一端向第二管道部分505的第二开口端开放，并在第二端向客舱开放以形成出口133a、133b。中间壁507位于上壁506和下壁508之间的室510中，位于通过室的气流的路径中在室的高度的约一半处。

阀502位于限定在上壁506和下壁508之间的室510内部，在中间壁507的上游。阀502包括筒状阀体511，该阀体511通常为圆柱形并且基本遮挡室510的整个宽度和高度，使得流过通风组件125的主体401的基本所有气流都遇到阀体511。阀体511限定通孔512，该通孔512基本在空气可以流过的阀体511的整个宽度上延伸。

阀体511可围绕在室的宽度尺寸上延伸的旋转轴线513旋转。阀体511的旋转因此改变了室510内阀体511的通孔512的角度。步进电机503位于室510的外部并且包括在室510内部延伸的可旋转轴。阀体511安装在步进电机503的轴上，并可随轴旋转，使得轴限定阀体511的旋转轴线513。步进电机503因此可由合适的电子控制装置操作，以围绕旋转轴线513旋转室510内的阀体511。

接下来参考图7a至7c，流过通风组件的空气顺序地从入口402流过由管道部分504、505限定的通道509，并穿过阀502进入限定在上壁506和下壁508之间的室510，到达出口133a、133b。

中间壁507从阀502延伸到出口133a、133b，并将室510的容积分成两部分。上通道701限定在中间壁507的上表面和上壁506的下表面之间。下通道702限定在中间壁507的下表面和下壁508的上表面之间。第一空气出口133a形成通向下通道702的出口，使得流过下通道702的所有空气通过出口133a排出。第二空气出口133b形成通向上通道701的出口，使得流过上通道701的所有空气通过出口133b排出。第一空气出口133a的面积大于第二空气出口133b。因此，第一空气出口133a对沿下通道702的气流的限制小于第二空气出口133b对沿上通道701的气流的限制。

阀502的功能是控制上通道701和下通道702之间的气流分流，从而改变通过第一空气出口133a的第一空气射流和通过第二空气出口133b的第二空气射流的相对流速。

首先参考图7a，阀502示出为处于第一角度位置，其中阀体511的通孔512向下倾斜，使得阀将气流基本完全引导至室510的下通道702。相反，阀体511基本完全关闭上通道701。结果，当阀511处于第一位置时，基本所有通过通风组件的气流都流过下通道702。因此，基本所有气流通过出口133a作为沿着第一射流轴线403引导的空气射流排出。

其次参考图7b，阀502示出为已经围绕旋转轴线513旋转到第二角度位置。在第二角度位置，阀体511的通孔512大致水平倾斜，使得阀以大致相等的比例将气流引导到室510中，越过中间壁507即进入上通道701并且在中间壁507下方即进入下通道702。阀502和中间壁507因此将流入气流分成两个不同的气流。沿着下通道702的气流通过出口133a排出，作为沿着第一射流轴线403引导的第一空气射流。沿着上通道701的气流被转向成在大致垂直于第一气流流动方向的方向上流动，并且作为沿着第二射流轴线404引导的第二空气射流通过第二出口133b排出。

因为第二射流轴线404与第一射流轴线403相交，所以第二空气射流在射流轴线的交点处与第一空气射流碰撞。在碰撞点处，第二空气射流使第一空气射流偏离射流轴线403的程度是两个空气射流的相对流速的函数，并且两个空气射流聚结以形成偏转的空气射流，该偏转的空气射流沿着在从第一射流轴线403向下倾斜约40°的角度的方向上在第一射流轴线403和第二射流轴线404中间延伸的轨迹704被引导。

再次参考图7c，阀502示出已经围绕旋转轴线513进一步旋转到第三角度位置。在第三角度位置，阀体511的通孔512向上倾斜。在图7c所示的第三位置，阀502引导大部分气流向上越过中间壁507进入上通道701，只有小部分气流在中间壁507下方进入下通道702。因此，第一空气射流沿着第一射流轴线403通过出口133a排出，其流速基本小于沿着第二射流轴线404通过出口133b排出的第二空气射流。第二空气射流随后与第一空气射流碰撞并与其聚结以形成偏转的空气射流，该偏转的空气射流沿着相对于第一射流轴线403向下倾斜约70°的角度的在第一射流轴线403和第二射流轴线404中间的轨迹705被引导。

接下来特别参考图8，在该示例中，方向盘119的毂301具有表面801，该表面从下端到上端逐渐弯曲到客舱的上方和后方。通风组件125布置成使得第一射流轴线403通过毂301和轮缘302之间的间隙沿着方向盘的毂的下端大致以与毂301的弯曲表面801相切地向后投射到客舱中，使得沿着第一射流轴线403流动的空气遇到毂301的弯曲表面801。由于柯恩达效应，毂表面的曲率导致第一空气射流的气流至少部分地附着到弯曲表面801，使得空气射流大致远离第一射流轴线403向上弯曲，以遵循柯恩达轴线802。由于空气射流附着到毂表面，空气射流可以从出口129沿着向上路径被引导，否则该路径将被方向盘119的毂301遮挡。在该示例中，如将参考图9a所述，空气射流附着到毂的弯曲表面具有将第一空气射流向上导向就座驾驶员的面部和颈部区域的效果。

接下来转到图9a至9c，如前所述，通风系统布置成将气流沿朝向坐在座位107上的驾驶员的方向排入客舱。

首先参考图9a，通风系统112示出为在通风组件125处于第一配置的情况下操作，该第一配置通常对应于图7a所示的配置。在该配置中，如前所述，通风组件125沿着第一射流轴线403穿过方向盘119的毂301和轮缘302之间的间隙305引导单个空气射流通过出口133a。沿着第一射流轴线403流动的空气射流遇到方向盘119的毂301的弯曲表面801，部分地附着到弯曲表面801，结果气流向上转向远离第一射流轴线403。因此，空气射流沿着轨迹802被引导到客舱的上方，通常朝向坐在座位107上的驾驶员的面部和颈部区域。

其次参考图9b，通风系统示出为在通风组件处于第二配置的情况下操作，该第二配置通常对应于图7b所示的配置。在该配置中，如前所述，通风组件引导第一空气射流沿着第一射流轴线403通过出口133a，并且引导第二空气射流沿着第二射流轴线404通过出口133b。第二空气射流在出口133a和方向盘119的间隙305之间的位置与第一空气射流碰撞，并使第一空气射流向下偏离第一射流轴线403。结果，第一空气射流不会碰到毂301的弯曲表面801，因此不会向上弯曲。确切地，两个空气射流聚结并形成沿着轨迹704向下引导的单个空气射流，穿过方向盘119的毂301和轮缘302之间的间隙，通常朝向坐着的驾驶员身体的躯干/腹部区域。

再次参考图9c，通风组件示出为在通风组件处于第三配置的情况下操作，该第三配置大致对应于图7c所示的配置。在该配置中，如前所述，通风组件125引导第一空气射流沿着第一射流轴线403通过出口133a，并且引导第二空气射流沿着第二射流轴线404通过出口133b。类似于图9b所示的操作模式，第二空气射流在出口133a和方向盘119的间隙305之间的位置与第一空气射流碰撞，并使第一空气射流向下偏离第一射流轴线403。然而，在该配置中，如参考图7c所述，沿着第二射流轴线404引导的第二空气射流比沿着第一射流轴线403引导的第一空气射流相对更强。结果，第一空气射流更加急剧地向下偏离第一射流轴线403，使得当组成射流碰撞时，偏转的空气射流沿着轨迹705被引导，穿过毂301和方向盘119的轮缘302之间的间隙305，朝向坐着的驾驶员的膝盖。

最后参考图10和10b，示出了先前参考图1至9描述的通风系统112的替代实施例。

通风系统112’基本类似于图1至9的通风系统112，并且相同的附图标记将用于表示等同的特征。图10a和10b中所示的通风系统112’与参照图1至9描述的前述通风系统之间的唯一显著区别在于管道组件127’和通风组件125’。

首先特别转向图10a，通风组件125’基本类似于通风组件125，因为它分别包括管道部分504’、505’以及上壁、下壁和中间壁506’、508’、507’，并且它适于引导第一空气射流沿着第一射流轴线403’通过出口133a’，并且引导第二空气射流沿着第二射流轴线404’通过出口133b’，其中第二射流轴线与第一射流轴线相交。然而，通风组件125’不同于通风组件125，因为通风组件125’不包括用于在上通道701’和下通道702’之间分割气流的内部阀。

替代地，通风组件125’包括另一壁1001，其位于由管道部分504’和505’限定的通道509’中，并且从管道部分504’的入口402’延伸到中间壁507’的上游端。因此，通风组件125’包括延伸通过管道部分504’、505’并与室510’的上通道701’相接的上通道1002，以及延伸通过管道部分504’、505’并与室510’的下通道702’相接的下通道1003。因此，通过通风组件125的入口402’进入管道部分504’、505’的下通道1003的所有气流作为沿着第一射流轴线403引导的第一空气射流通过下通道702’的出口133a排出，并且通过入口402’进入管道组件504’、505’的上通道1002的所有气流作为沿着第二射流轴线404引导的第二空气射流通过出口133b排出。

管道组件127’被进一步修改为包括阀1004，其基本与图1至9的通风组件125的阀502相同，并且在管道组件127’的从阀1004的出口到通风组件125’的入口40021的部分中包括上通道1005和下通道1006。因此，在该第二实施例中，阀1004位于通风组件125’上游的管道127’中，在离开转向柱组件116的位置处，并且阀1004用于控制管道部分504’、505’的上通道1002和下通道1003以及控制室510’的上通道701’、下通道702’之间的气流分流。该配置可能是有利的，因为当省略阀时，通风组件125’在尺寸上更紧凑。因此，将通风组件125’封装在转向柱罩118内可能比封装通风组件125相对容易。此外，通常可能更容易将阀1004封装在离开转向柱组件116的位置，在该位置可用容积可能不受限制。

在本说明书中，空气射流的高度和/或宽度尺寸分别是指空气射流在竖直和水平平面中的直径，其是在穿过空气射流的横截面的直径相对的点之间取得的，描绘了射流的(时间平均)速度已经降低到局部最大速度的10％的点。

因此，例如参考图9b和沿着轴线704引导的偏转空气射流，射流包络线对A和B图绘了射流速度已经降低到局部最大速度的约10％的点的轨迹。因此，根据该测量的射流高度由线A-B之间的距离表示。

参考射流速度已经降低到局部最大速度的10％的点来限定空气射流的尺寸在本发明的上下文中被认为是合适的，因为通常可以预期，小于局部最大速度的10％的速度不太可能被气流路径中的乘员感知到，或者相反地，不会导致乘员不舒服。

评估空气射流速度场的各种方法在本领域中是已知的，例如使用面向背景的纹影(BOS)成像技术。众所周知，使用BOS技术，空气射流的密度场可以基于光穿过替角射流(understudy jet)期间产生的光偏转来计算。速度场随后可以使用已知的关系和方法从密度场导出。替代的已知速度场测量技术包括热线风速计。

此外，本说明书中提到的“射流轴线”是指从通风组件的出口沿空气射流从出口排出的平均方向延伸的轴线。虽然应当理解，例如由于射流的浮力和作用在射流上的重力，当空气射流穿过客舱环境时其方向通常会偏离射流轴线，但射流轴线通常可被期望代表空气射流穿过客舱的轨迹的良好近似。

空气射流的射流轴线可以通过检查射流的速度场来导出。射流轴线可以参照射流的射流中心线方便地导出，射流中心线代表当射流是局部最大值时(时间平均)速度的点的轨迹，即当空气射流从出口通过客舱环境行进无限短的距离时绘制空气射流的实际平均方向。因此，射流轴线可被视为通风组件的出口处的射流中心线的切线。射流中心线以及射流轴线可以使用前述的BOS或热线风速计测量技术来确定。

在本说明书中提到的“左侧”或“左”和“右侧”或“右”是从面向车辆前方的观察者的角度来看的方向定义，这是本发明领域中的常规术语。类似地，对“前方”或“向前”和“后方”或“向后”的引用是分别相对于车辆的前部和后部的常规定义。

Claims (21)

1.一种车辆，包括：

客舱；

具有毂和轮缘的方向盘；以及

通风系统，其具有用于排放第一空气射流的第一空气出口和用于排放第二空气射流的第二空气出口，

其中第一空气射流投射通过毂和轮缘之间的间隙，第二空气射流与第一空气射流相交并使第一空气射流偏转。

2.如权利要求1所述的车辆，其中，所述第二空气射流在所述间隙上游的位置处与所述第一空气射流相交。

3.如权利要求1或2所述的车辆，其中，所述第二空气出口位于所述第一空气出口上方，所述第二空气射流向下投射以与所述第一空气射流相交。

4.如前述权利要求中任一项所述的车辆，其中，所述第一空气射流在所述毂下方投射出。

5.如前述权利要求中任一项所述的车辆，其中，所述车辆包括转向柱，并且所述第一空气出口和第二空气出口位于该转向柱上。

6.如前述权利要求中任一项所述的车辆，其中，所述通风系统包括阀，用于调节所述第二空气射流相对于所述第一空气射流的流速，以改变第一空气射流偏转的量。

7.如权利要求6所述的车辆，其中，所述通风系统包括鼓风机、从鼓风机延伸到阀的上游管道、从阀延伸到第一空气出口的第一下游管道和从阀延伸到第二空气出口的第二下游管道。

8.如前述权利要求中任一项所述的车辆，其中，所述第二空气射流在与所述第一空气出口相距不大于第一空气出口的平均直径的距离处与所述第一空气射流相交。

9.如前述权利要求中任一项所述的车辆，其中，所述第一空气射流沿着第一射流轴线从第一出口排出，所述第二空气射流沿着第二射流轴线从第二出口排出，并且第二射流轴线相对于第一射流轴线以80和100度之间的角度倾斜。

10.如前述权利要求中任一项所述的车辆，其中，所述第一空气射流在所述间隙处的宽度或高度不大于间隙的120％。

11.如前述权利要求中任一项所述的车辆，其中，所述第一空气射流附着到所述毂的弯曲表面并沿着毂的弯曲表面，以偏转第一空气射流。

12.如权利要求11所述的车辆，其中，所述第二空气射流使所述第一空气射流在第一方向上偏转，并且所述毂的弯曲表面使所述第一空气射流在不同的第二方向上偏转。

13.如权利要求11或12所述的车辆，其中，所述第一空气射流在所述毂下方投射出，并且所述毂的弯曲表面向上弯曲。

14.一种给车辆的客舱通风的方法，该车辆包括具有毂和轮缘的方向盘，该方法包括：

将第一空气射流排放到客舱中，第一空气射流投射通过毂和轮缘之间的间隙；

将第二空气射流排放到客舱中，第二空气射流与第一空气射流相交并使第一空气射流偏转。

15.如权利要求14所述的方法，其中，所述第二空气射流在所述间隙上游的位置处与所述第一空气射流相交。

16.如权利要求14或15所述的方法，其中，所述第二空气射流向下投射出以与所述第一空气射流相交。

17.如权利要求14至16中任一项所述的方法，其中，所述方法包括调节所述第二空气射流相对于所述第一空气射流的流速，以改变第一空气射流偏转的量。

18.如权利要求14至17中任一项所述的方法，其中，所述第一空气射流沿着第一射流轴线排出，所述第二空气射流沿着第二射流轴线排出，并且第二射流轴线相对于第一射流轴线以80和100度之间的角度倾斜。

19.如权利要求14至18中任一项所述的方法，其中，所述第一空气射流在所述间隙处的宽度或高度不大于间隙的120％。

20.如权利要求14至19中任一项所述的方法，其中，所述第一空气射流附着到所述毂的弯曲表面并沿着毂的弯曲表面，以偏转第一空气射流。

21.如权利要求20所述的方法，其中，所述第二空气射流使所述第一空气射流在第一方向上偏转，并且所述毂的弯曲表面使所述第一空气射流在不同的第二方向上偏转。

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