CN116811512A - 用于车辆的空气供应系统 - Google Patents

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CN116811512A CN202211433227.6A CN202211433227A CN116811512A CN 116811512 A CN116811512 A CN 116811512A CN 202211433227 A CN202211433227 A CN 202211433227A CN 116811512 A CN116811512 A CN 116811512A
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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的空气供应系统，该空气供应系统包括：第一系统，包括：第一压缩机，被构造成压缩环境空气；热交换器，连接到第一压缩机以允许压缩空气流过；和第一冷凝器，连接到热交换器，以及第二系统，包括：第二压缩机，被构造成压缩制冷剂；第二冷凝器，布置在第二压缩机的后端；膨胀阀，布置在第二压缩机的后端；以及蒸发器，布置在膨胀阀的后端，其中，第二系统的第二压缩机、第二冷凝器、膨胀阀和蒸发器通过制冷剂流经的制冷剂流动管线依次连接，并且其中，第一系统中的第一冷凝器的第一制冷剂管连接到第二系统中的蒸发器的第二制冷剂管，第二制冷剂管连接到制冷剂流动管线。

Description

用于车辆的空气供应系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2022年3月28日提交的韩国专利申请第10-2022-0038256号的优先权权益，其公开内容通过引用全部并入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的空气供应系统。
背景技术
现有的用于车辆的压缩机通常以具有简单结构的吸附型空气干燥器的包装形式供应，或者在没有空气干燥器的情况下使用。
随着对提供更高舒适度的悬架需求的增加以及先进自动驾驶系统的发展，越来越多地采用大量压缩机。
然而，包含压缩机的气动系统很复杂，具有许多建立稳定系统所必需的基本部件，因此，必须在包装布局有限的车辆中配置仅包括最少功能元件的气动系统，而不是稳定系统。
此外，压缩机中的水分和冷凝水是可能阻碍气动系统的耐久性和正常运行的因素，并且在工业气动系统中，在恒定状态下使用去除掉水分的干燥空气作为工作流体会很昂贵。
然而，在吸附型空气干燥器的情况下，两个吸附器可以交替运行，因为吸附剂的吸附和再生过程应该不连续且重复地进行，以维持压缩机的干燥性能。此外，在每个再生过程中，一部分干燥的压缩机可被绕开和使用，然后排放到大气中，这是可能阻碍压缩机效率的因素。
发明内容
示例性实施方式提供一种用于车辆的空气供应系统，其有助于耐久性、可靠性和性能改进。
示例性实施方式提供一种用于车辆的空气供应系统，其中共用并在功能上集成了具有相同工作原理的部件，同时弥补了吸附型空气干燥器的缺点(即，由于用于维持压缩机的干燥性能的吸附和吸附再生过程导致的损失)，以去除重复的元件，从而减轻部件重量，确保易于包装，并通过去除水分为气动系统提供优质的干燥压缩空气。
根据本发明的一个方面，一种用于车辆的空气供应系统包括：第一系统，包括：第一压缩机，被构造成压缩环境空气，热交换器，连接到第一压缩机以允许压缩空气流过，和第一冷凝器，连接到热交换器；以及第二系统，包括：第二压缩机，被构造成压缩制冷剂，第二冷凝器，布置在第二压缩机的后端，膨胀阀，布置在第二压缩机的后端，以及蒸发器，布置在膨胀阀的后端，其中，第二系统的第二压缩机、第二冷凝器、膨胀阀和蒸发器通过制冷剂流经的制冷剂流动管线依次连接，并且布置在第二系统的蒸发器中并连接到制冷剂流动管线的用于蒸发器的制冷剂管连接到安装在第一系统的第一冷凝器中的用于第一冷凝器的制冷剂管。
用于蒸发器的制冷剂管包括连接到制冷剂流动管线的主制冷剂管，以及从主制冷剂管分支后再连接到主制冷剂管的辅助制冷剂管，并且其中，主制冷剂管和辅助制冷剂管通过蒸发器的三通阀相互连接。
主制冷剂管和用于第一冷凝器的制冷剂管通过第一冷凝器的三通阀连接。
用于第一冷凝器的制冷剂管的一端通过用于第一冷凝器的三通阀连接到主制冷剂管，其另一端连接到制冷剂流动管线。
热交换器包括将回收罐连接到第一冷凝器的第一管部，以及从第一冷凝器排出的空气所流经的第二管部。
第二管部被布置成穿过第一管部。
在第二管部中设置有排水阀，排水阀被构造成排出在第一冷凝器中冷凝的水分。
该空气供应系统还包括连接到第一冷凝器的分配器，其中，第二管部将第一冷凝器连接到分配器。
第一系统是空气悬架系统或空气传感器清洁系统。
第二系统是用于车辆的空调系统。
被引入到蒸发器中的空气在穿过蒸发器之后被提供到车辆的内部。
第一系统还包括布置在第一压缩机的后端与热交换器之间的回收罐。
第二管部具有围绕第一管部的外表面的螺旋形。
在第二管部中设置有散热片，散热片被构造成提高与第一管部的热传递效率。
根据本发明一方面的用于车辆的空气供应系统包括：第一系统，包括：第一压缩机，被构造成压缩环境空气；热交换器，连接到第一压缩机以允许压缩空气流过；和第一冷凝器，连接到热交换器；以及
第二系统，包括：第二压缩机，被构造成压缩制冷剂；第二冷凝器，布置在第二压缩机的后端；膨胀阀，布置在第二压缩机的后端；和蒸发器，布置在膨胀阀的后端，其中，第二系统的第二压缩机、第二冷凝器、膨胀阀和蒸发器通过制冷剂流经的制冷剂流动管线连接，并且流经制冷剂流动管线的制冷剂和穿过热交换器的压缩空气进行热交换。
附图说明
结合附图，从以下详细描述中可以更清楚地理解本发明的以上和其他方面、特征和优点，其中：
图1是示出根据本发明示例性实施方式的用于车辆的空气供应系统的配置图；
图2是示出图1的“A”部的横截面图；
图3至图6是示出根据本发明示例性实施方式的用于车辆的空气供应系统的操作的示意图；
图7是示出根据本发明示例性实施方式的用于车辆的空气供应系统的图1的“A”部的另一示例性实施方式的配置图；和
图8是示出根据本发明示例性实施方式的用于车辆的空气供应系统的图1的“A”部的另一示例性实施方式的配置图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施方式。
图1是示出根据本发明示例性实施方式的用于车辆的空气供应系统的配置图，而图2是示出图1的“A”部的横截面图。
参考图1和图2，作为示例，根据本发明示例性实施方式的用于车辆的空气供应系统100可以包括第一系统110和第二系统160。
第一系统110安装在车辆中，并且可以是例如提供空气的气动系统中的任一种，例如空气悬架系统和空气传感器清洁系统。作为示例，第一系统110可以包括第一压缩机112、回收罐114、热交换器116、第一冷凝器118和分配器120。
第一压缩机112用于引入并压缩环境空气。作为示例，空气过滤器可以设置在第一压缩机112的前端，并且空气过滤器从自外部引入的空气中去除异物。此后，去除了异物的空气被引入到第一压缩机112中并被压缩。因此，从第一压缩机112排出的空气变为高温高压压缩空气。
回收罐114可以临时存储来自第一压缩机112的压缩空气。为此，回收罐114可以包括具有预定尺寸的内部空间。此外，热交换器116可以连接到回收罐114。
热交换器116连接到第一冷凝器118，并且被布置成在流动空气中进行热传递。作为示例，热交换器116可以包括连接回收罐114和第一冷凝器118的第一管部116a，并且可设置连接第一冷凝器118和分配器120的第二管部116b。此外，第二管部116b可被布置成穿过第一管部116a。换句话说，可以在从回收罐114沿第一管部116a流动并流入第一冷凝器118中的空气，到从第一冷凝器118排出并沿着第二管部116b流动的空气发生热传递。因此，从第一冷凝器118排出的空气可被再次加热，以便可以将低湿度的空气提供到后端处的分配器120。因此，可以防止或以其他方式限制在位于分配器120的后端的气动装置内部形成冷凝水。
在一些情况下，第一冷凝器118可包括连接到第二系统160的用于第一冷凝器的制冷剂管118a。用于第一冷凝器的制冷剂管118a可以具有多个弯曲部，以增加被引入的空气与制冷剂之间的接触。此外，第一冷凝器118连接到热交换器116。在一些情况下，引入到第一冷凝器118中的空气与流经用于第一冷凝器的制冷剂管118a的制冷剂交换热量，因此，空气的温度降低到露点。因此，在露点时超过饱和水蒸汽量的水分冷凝，并且空气变为干燥空气。然后，冷凝的水分在重力作用下下降，并最终通过排水阀102排放到外部。
分配器120连接到第二管部116b，并向布置在其后端的气动装置(诸如喷嘴130)供应干燥空气。因此，可以防止或以其他方式限制在位于后端的气动装置(诸如喷嘴130)上形成冷凝水。因此，用于车辆的空气供应系统100的整体性能和可靠性得以改善。
第二系统160可以安装在车辆中，并且可以是用于车辆的空调系统。作为示例，第二系统160可以包括第二压缩机162、第二冷凝器164、膨胀阀166和蒸发器168。在一些情况下，第二压缩机162、第二冷凝器164、膨胀阀166和蒸发器168通过制冷剂流经的制冷剂流动管线170依次连接。换句话说，制冷剂沿着制冷剂流动管线170流动，并按第二压缩机162、第二冷凝器164、膨胀阀166和蒸发器168的顺序循环。
第二压缩机162绝热地压缩制冷剂，以相变为高温过热蒸汽。在此，第二压缩机162使在室温下液化制冷剂变得更容易。
第二冷凝器164可以布置在第二压缩机162的后端，并且通过与被引入的空气进行热交换来降低穿过第二冷凝器164的制冷剂的温度。在此，制冷剂从气体变为液体。也就是说，第二冷凝器164可以是安装在车辆中的散热器。
膨胀阀166可以布置在第二冷凝器164的后端，并且穿过膨胀阀166的制冷剂在膨胀时相变为低温低压制冷剂。在此，膨胀阀166使制冷剂液体易于蒸发。
蒸发器168可以布置在膨胀阀166的后端，并且穿过蒸发器168的制冷剂在吸收热量时相变为饱和蒸汽。在此，制冷剂与流入蒸发器168中的环境空气交换热量，并向车辆内部供应温度已降低的空气。然后，制冷剂从液体变为气体。
在一些实施例中，蒸发器168可包括连接到制冷剂流动管线170的用于蒸发器的制冷剂管168a。作为示例，用于蒸发器的制冷剂管168a可以包括连接到制冷剂流动管线170的主管168a1，和连接到主制冷剂管168a1并连接到用于第一冷凝器的制冷剂管118a的辅助制冷剂管168a2。在一些情况下，辅助制冷剂管168a2的两端可以连接到主制冷剂管168a1。换句话说，辅助制冷剂管168a2可以从主制冷剂管168a1分支出，然后从后端再连接到主制冷剂管168a1。也就是说，辅助制冷剂管168a2是指位于连接到用于蒸发器的三通阀180的部分与在用于第一冷凝器的三通阀190的前端连接到主制冷剂管168a1的部分之间的制冷剂管。
此外，主制冷剂管168a1可以具有多个弯曲部，以增加与流入蒸发器168中的环境空气的接触面积。此外，主制冷剂管168al和辅助制冷剂管168a2可以通过用于蒸发器的三通阀180连接。用于蒸发器的三通阀180用以允许制冷剂流入主制冷剂管168a1和辅助制冷剂管168a2中的任一个中。
在一些实施例中，用于第一冷凝器的制冷剂管118a可以连接到主制冷剂管168a1，用于第一冷凝器的制冷剂管118a和布置在用于第一冷凝器的第一三通阀190的后端的主制冷剂管168a1可以通过用于第一冷凝器的三通阀190连接。
在此，参考第二系统160中制冷剂的流动路径，当提供压缩空气的第一系统110和第二系统160(用于车辆的空调系统)都不运行时，用于蒸发器的三通阀180打开辅助制冷剂管168a2侧并关闭主制冷剂管168a1侧，使得制冷剂可以流到辅助制冷剂管168a2侧，如图3所示。此外，用于第一冷凝器的三通阀190关闭用于第一冷凝器的制冷剂管118a，并打开主制冷剂管168a1侧，使得制冷剂不流动到用于第一冷凝器的制冷剂管118a。因此，制冷剂流入主制冷剂管168a1中，然后沿着辅助制冷剂管168a2流动，之后沿着位于用于第一冷凝器的三通阀190的后端的主制冷剂管168a1流动，最后流入制冷剂流动管线170中。
在一些实施例中，当用于提供压缩空气的第一系统110运行并且作为用于车辆的空调系统的第二系统160不运行时，用于蒸发器的三通阀180打开辅助制冷剂管168a2侧并关闭主制冷剂管168a1，使得制冷剂可以流向辅助制冷剂管168a2。此外，用于第一冷凝器的三通阀190打开用于第一冷凝器的制冷剂管118a侧，并关闭位于用于第一冷凝器的三通阀的后端的主制冷剂管168a1侧，使得制冷剂流向用于第一冷凝器的制冷剂管118a。因此，制冷剂可以流入主制冷剂管168a1中，沿着辅助制冷剂管168a2流动，然后沿着用于第一冷凝器的制冷剂管118a流动，最后流到制冷剂流动管线170。在一些情况下，引入到第一冷凝器118中的空气与流经用于第一冷凝器的制冷剂管118a的制冷剂交换热量，因此，空气的温度降低到露点。因此，在露点超过饱和水蒸汽量的水分冷凝，并且空气变为干燥空气。然后，冷凝的水分在重力作用下下降，最终通过排水阀102排放到外部。
此外，当提供压缩空气的第一系统110不运行，并且作为用于车辆的空调系统的第二系统160运行时，用于蒸发器的三通阀180关闭辅助制冷剂管168a2侧，并打开主制冷剂管168a1侧，使得制冷剂不会流向辅助制冷剂管168a2，而是流向主制冷剂管168a1，如图5所示。此外，用于第一冷凝器的三通阀190关闭用于第一冷凝器的制冷剂管118a侧，并打开位于用于第一冷凝器的三通阀190的后端的主制冷剂管168a1侧，使得制冷剂不会流向用于第一冷凝器的制冷剂管118a。因此，在制冷剂流入主制冷剂管168a1中之后，制冷剂可以只沿着主制冷剂管168a1流动，并最终流入制冷剂流动管线170中。在一些情况下，引入到蒸发器168中的空气可以与沿着主制冷剂管168a1流动的制冷剂交换热量，因此，空气的温度降低。因此，可向车辆的内部提供冷空气。
此外，当提供压缩空气的第一系统110和作为用于车辆的空调系统的第二系统160都运行时，用于蒸发器的三通阀180关闭辅助制冷剂管168a2侧并打开主制冷剂管168a1侧，使得制冷剂不流向辅助制冷剂管168a2，而是流向主制冷剂管168a1，如图6所示。此外，用于第一冷凝器的三通阀190打开用于第一冷凝器的制冷剂管118a，并关闭位于用于第一冷凝器的三通阀190的后端的主制冷剂管168a1侧，使得制冷剂可以流向用于第一冷凝器的制冷剂管118a。因此，在制冷剂流入主制冷剂管168a1中之后，制冷剂沿着主制冷剂管168a1流动。此后，制冷剂可以沿着用于第一冷凝器的制冷剂管118a流动，并最终流到制冷剂流动管线170。
在一些实施例中，被引入到蒸发器168中的空气与沿着主制冷剂管168a1流动的制冷剂交换热量，因此空气的温度降低。因此，可以向车辆的内部提供冷空气。此外，引入到第一冷凝器118中的空气与流过用于第一冷凝器的制冷剂管118a的制冷剂交换热量，因此，空气的温度降低到露点。因此，在露点时超过饱和水蒸汽量的水分冷凝，并且空气变为干燥空气。此外，冷凝的水分可以在重力作用下下降，并且最终通过排水阀102排放到外部。
如上所述，由于第二系统160的制冷剂被配置成与第一系统110的空气传递热量，因此其有助于用于车辆的空气供应系统100的耐久性、可靠性和性能。换句话说，在第二系统160的制冷剂被布置成穿过第一系统110的第一冷凝器118的内部时，制冷剂与流经第一系统110的空气进行热交换。因此，具有较低湿度的空气被提供到位于第一系统110的热交换器116的后端的部件(例如喷嘴130)，以便可以防止或以其他方式限制位于热交换器116的后端的部件(例如喷嘴130)内部冷凝出冷凝水。因此，用于车辆的空气供应系统100的整体性能和可靠性能够得以改善。
此外，可以提供用于车辆的空气供应系统，其中共用并在功能上集成具有相同工作原理的部件，同时弥补了吸附型空气干燥器的缺点(即，由于用于维持压缩机的干燥性能的吸附和吸附再生过程导致的损失)，以去除重复的元件，从而减轻部件重量，确保易于包装，并通过去除水分为气动系统提供优质的干燥压缩空气。
图7是示出根据本发明示例性实施方式的用于车辆的空气供应系统的图1的“A”部的变型例的构造图。
与上述那些部件相同的部件具有相同的附图标记，省略其详细描述，并用以上描述来代替。
参考图7，热交换器216连接到第一冷凝器118，并被布置成在流动空气中执行热传递。作为示例，热交换器216可以包括将回收罐114(参见图1)连接到第一冷凝器118的第一管部216a和将第一冷凝器118连接到分配器120(参见图1)的第二管部216b。此外，第二管部216b可以被布置成围绕第一管部216a的外表面。作为示例，第二管部216b可以具有围绕第一管部216a的螺旋形。换句话说，可以在从回收罐114沿第一管部216a流动并流入第一冷凝器118中的空气，到从第一冷凝器118排出并沿着第二管部216b流动的空气之间进行热传递。因此，从第一冷凝器118排出的空气可被再次加热，以便可以向后端处的分配器120提供湿度较低的空气。因此，可以防止或以其他方式限制在位于分配器120的后端的气动装置内形成冷凝水。
图8是示出根据本发明示例性实施方式的用于车辆的空气供应系统的图1的“A”部的变型例的构造图。
与上述那些部件相同的部件具有相同的附图标记，省略其详细描述，并用以上描述来代替。
参考图8，热交换器316连接到第一冷凝器118，并被布置成在流动空气中进行热传递。作为示例，热交换器316可以包括将回收罐114(参见图1)连接到第一冷凝器118的第一管部316a，以及将第一冷凝器118连接到分配器120(参见图1)的第二管部316b。此外，第二管部316b可以被布置成围绕第一管部316a的外表面。作为示例，第二管部316b可以具有围绕第一管部316a的螺旋形。此外，第二管部316b可以包括多个散热片316b1，以改进第一管部316a的传热效率。换句话说，可以在从回收罐114沿第一管部316a流动并流入第一冷凝器118中的空气，到从第一冷凝器118排出并沿着第二管部316b流动的空气之间进行热传递。因此，从第一冷凝器118排出的空气可被再次加热，以便可以向后端处的分配器120提供湿度较低的空气。因此，可以防止或以其他方式限制在位于分配器120的后端的气动装置内形成冷凝水。
根据本发明的示例性实施方式，具有有助于耐久性、可靠性和性能改进的效果。
此外，可以提供用于车辆的空气供应系统，其中共用并在功能上集成具有相同工作原理的部件，同时潜在弥补了吸附型空气干燥器的缺点(即，由于用于维持压缩机的干燥性能的吸附和吸附再生过程导致的损失)，以去除重复的元件，从而减轻部件重量，确保易于包装，并通过去除水分为气动系统提供优质的干燥压缩空气。
虽然上文已经示出并描述了示例性实施方式，但对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离由所附权利要求定义的本发明的范围的情况下还可以进行修改和变更。

Claims (17)

1.一种用于车辆的空气供应系统，所述空气供应系统包括：
第一系统，包括：
第一压缩机，被构造成压缩环境空气，
热交换器，连接到所述第一压缩机以允许压缩空气流过，和
第一冷凝器，连接到所述热交换器；以及
第二系统，包括：
第二压缩机，被构造成压缩制冷剂，
第二冷凝器，布置在所述第二压缩机的后端，
膨胀阀，布置在所述第二压缩机的后端，以及
蒸发器，布置在所述膨胀阀的后端，
其中，所述第二系统的第二压缩机、第二冷凝器、膨胀阀和蒸发器通过制冷剂流经的制冷剂流动管线依次连接，并且
其中，所述第一系统中的第一冷凝器的第一制冷剂管连接到所述第二系统中的蒸发器的第二制冷剂管，所述第二制冷剂管连接到所述制冷剂流动管线。
2.根据权利要求1所述的空气供应系统，
其中，所述第二制冷剂管包括连接到所述制冷剂流动管线的主制冷剂管，以及从所述主制冷剂管分支后再连接到所述主制冷剂管的辅助制冷剂管，并且
其中，所述主制冷剂管和所述辅助制冷剂管通过所述蒸发器的三通阀相互连接。
3.根据权利要求2所述的空气供应系统，其中，所述主制冷剂管和用于所述第一冷凝器的制冷剂管通过所述第一冷凝器的三通阀连接。
4.根据权利要求3所述的空气供应系统，其中，用于所述第一冷凝器的制冷剂管的一端通过用于所述第一冷凝器的三通阀连接到所述主制冷剂管，其另一端连接到所述制冷剂流动管线。
5.根据权利要求1所述的空气供应系统，其中，所述第一系统还包括布置在所述第一压缩机的后端与所述热交换器之间的回收罐。
6.根据权利要求5所述的空气供应系统，其中，所述热交换器包括将所述回收罐连接到所述第一冷凝器的第一管部，以及从所述第一冷凝器排出的空气所流经的第二管部。
7.根据权利要求6所述的空气供应系统，其中，所述第二管部被布置成穿过所述第一管部。
8.根据权利要求7所述的空气供应系统，其中，在所述第二管部中设置有排水阀，所述排水阀被构造成排出在所述第一冷凝器中冷凝的水分。
9.根据权利要求8所述的空气供应系统，其中，所述排水阀竖直布置在所述第一冷凝器的下方。
10.根据权利要求6所述的空气供应系统，还包括连接到所述第一冷凝器的分配器，其中，所述第二管部将所述第一冷凝器连接到所述分配器。
11.根据权利要求1所述的空气供应系统，其中，所述第一系统是气动系统。
12.根据权利要求11所述的空气供应系统，其中，所述气动系统是空气悬架系统或空气传感器清洁系统中的至少一个。
13.根据权利要求1所述的空气供应系统，其中，所述第二系统是用于车辆的空调系统。
14.根据权利要求13所述的空气供应系统，其中，被引入到所述蒸发器中的空气在穿过所述蒸发器之后被提供到所述车辆的内部。
15.根据权利要求6所述的空气供应系统，其中，所述第二管部具有围绕所述第一管部的外表面的螺旋形。
16.根据权利要求15所述的空气供应系统，其中，在所述第二管部中设置有散热片，所述散热片被构造成提高与所述第一管部的热传递效率。
17.一种用于车辆的空气供应系统，所述空气供应系统包括：
第一系统，包括：第一压缩机，被构造成压缩环境空气；热交换器，连接到所述第一压缩机以允许压缩空气流过；和第一冷凝器，连接到所述热交换器；以及
第二系统，包括：第二压缩机，被构造成压缩制冷剂；第二冷凝器，布置在所述第二压缩机的后端；膨胀阀，布置在所述第二压缩机的后端；和蒸发器，布置在所述膨胀阀的后端，
其中，所述第二系统的第二压缩机、第二冷凝器、膨胀阀和蒸发器通过制冷剂流经的制冷剂流动管线连接，并且
其中，流经所述制冷剂流动管线的制冷剂和穿过所述热交换器的压缩空气进行热交换。
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