CN204749793U - 用于降低车辆中以及车辆中敞开车窗风扰动的通气装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于降低车辆中风扰动的通气装置，包括：包括第一开口的支撑部；在第一开口中枢转地安装至支撑部的第一挡片，第一挡片可移动地位于完全向外打开位置、完全向内打开位置以及中间关闭位置之间。本实用新型还提供了一种用于降低车辆中敞开车窗风扰动的通气装置。本实用新型的目的在于提供用于降低车辆中风扰动的通气装置以及用于降低车辆中敞开车窗风扰动的通气装置。
Description
技术领域
本文通常涉及气压平衡装置，并且更具体地，涉及一种用于防止车辆中风扰动的调整通气装置。
背景技术
当一个或多个车窗和/或天窗敞开的车辆被驱动时，车辆可呈现风扰动状况。风扰动为低频率压力振动，可被描述为“直升机式”噪音。通常风扰动与在12至18赫兹之间的频率有关。在压力振动足够高的事件中，车辆的乘客将会变得不满并且受到干扰然后关闭车窗和/或天窗。敞开车窗的扰动由在开口上方的不稳定的气流与客舱声学共振模式的结合引起。在过去的10年中，随着改善的车辆空气动力学和更严密的车身密封，风扰动在车辆上越来越常见。因此，风扰动状况已经变得更加普遍并且存在对于改善解决方案的需要。
已转让给福特环球技术公司的第2009/0088065号美国专利申请公布文件披露了一种现有技术的通气装置，该通气装置安装在牌照的后面或车辆的其他后向表面，其中该位置适用于减轻在车辆的内部中的气压变化并且控制风扰动。该装置由可通过闭合件来打开和关闭的通气装置开口构成。更具体地，该开口通常为关闭的以密封车辆的内部而在感测到风扰动状况时被打开以允许由车辆内部的空气的流动以缓解风扰动。
虽然对于其预期目的是有用的，然而在2009/0088065中披露的通气装置并不被明确地调整至通气装置安装至其内的车辆的风扰动频率特性，并且因此其不能提供最高效和有效的对风扰动状况的缓解。
实用新型内容
针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供用于降低车辆中风扰动的通气装置以及用于降低车辆中敞开车窗风扰动的通气装置。
本文涉及一种具有多个挡片的通气装置，该挡片在特定频率下或者在等于用于车辆(其中通气装置安装至该车辆中)的预期峰值扰动频率的频率下被调整至共振。该挡片允许朝向车辆的乘客舱向内枢转并且朝向车辆的外表面向外枢转，从而提供足够的衰减以降低车辆(其中通气装置安装至该车辆中)的扰动振幅/峰值扰动水平特性。
一种用于降低车辆中风扰动的通气装置，其包括具有第一开口的支撑部以及在该开口中枢转地安装至支撑部的第一挡片。第一挡片可移动地位于完全向外打开位置、完全向内打开位置以及中间关闭位置之间，其中挡片与支撑部的孔对齐。该挡片被调整至在12至18赫兹之间的共振频率。该频率为由车辆所产生的风扰动的特性，其中通气装置安装至该车辆中。调整通气装置提供更加高效且有效的对风扰动状况的缓解因而改善了车辆使用者/操作者的满意度。
根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于降低车辆中风扰动的通气装置，包括：包括第一开口的支撑部；在第一开口中枢转地安装至支撑部的第一挡片，第一挡片可移动地位于完全向外打开位置、完全向内打开位置以及中间关闭位置之间。
根据本实用新型，第一挡片被调整至在12至18赫兹之间的共振频率。
根据本实用新型，支撑部进一步包括在第一开口中枢转地安装至支撑部的第二挡片。
根据本实用新型，第二挡片可移动地位于完全向外打开位置、完全向内打开位置以及中间关闭位置之间。
根据本实用新型，第一挡片和第二挡片均被调整至在12至18赫兹之间的共振频率。
根据本实用新型，第一挡片和第二挡片被调整至不同的频率。
根据本实用新型，支撑部进一步包括第二开口以及在第二开口中枢转地安装至支撑部的第三挡片。
根据本实用新型，第三挡片可移动地位于完全向外打开位置、完全向内打开位置以及中间关闭位置之间。
根据本实用新型，第一挡片、第二挡片和第三挡片均被调整至在12至18赫兹之间的共振频率。
根据本实用新型，第一挡片、第二挡片和第三挡片被调整至不同的频率。
根据本实用新型，支撑部包括在第二开口中枢转地安装至支撑部的第四挡片。
根据本实用新型，第四挡片可移动地位于完全向外打开位置、完全向内打开位置以及中间关闭位置之间。
根据本实用新型，第一挡片、第二挡片、第三挡片和第四挡片均被调整至在12至18赫兹之间的共振频率。
根据本实用新型，第一挡片、第二挡片、第三挡片和第四挡片均被调整至不同的频率。
在一个可能的实施例中，通气装置进一步包括在第一开口中枢转地安装至支撑部的第二挡片。该挡片可移动地位于完全向外打开位置、完全向内打开位置以及中间关闭位置之间。在一个可能的实施例中，第一和第二挡片均被调整至在12至18赫兹之间的共振频率。在一个可能的实施例中，第一和第二挡片被调整至不同的频率。
在另一个可能的实施例中，通气装置的支撑部进一步包括第二开口以及在第二开口中枢转地安装至支撑部的第三挡片。与第一和第二挡片类似，该第三挡片可移动地位于完全向外打开位置、完全向内打开位置以及中间封闭位置之间。在一个可能的实施例中，第一、第二和第三挡片均被调整至与车辆相关的风扰动状况的特性的12至18赫兹之间的共振频率，通气装置安装至该车辆中。在一个可能的实施例中，第一、第二和第三挡片被调整至不同的频率。
在又一可能的实施例中，支撑部包括在第二开口中枢转地安装至支撑部的第四挡片。该第四挡片可移动地位于完全向外打开位置、完全向内打开位置以及中间关闭位置之间。在一个可能的实施例中，第一、第二、第三和第四挡片均被调整至在12至18赫兹之间的共振频率。在一个可能的实施例中，第一、第二、第三和第四挡片均被调整至不同的频率。
一种通气装置包括具有多个开口的支撑部以及枢转地安装以如所描述的打开和关闭的多个挡片，多个不同的实施例是可能的。在一个可能的实施例中，多个挡片中的至少两个挡片被调整至单一的频率。在另一个可能的实施例中，多个挡片中的至少两个挡片被调整至不同的频率。在又一个可能的实施例中，多个挡片均被调整至不同的频率。进一步地，在再一实施例中，提供了由多个开口的至少一个开口的端部以邻近容纳在该开口中的挡片的运动路径的弧度延伸的拱形容器壁。这种容器壁可被设置为在挡片位于打开位置中时减少通过该开口的气流。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种用于降低车辆中敞开车窗风扰动的通气装置，包括：包括多个开口的支撑部；枢转地安装至支撑部的多个挡片并且每个开口中具有至少一个挡片；并且其中多个挡片中的每个挡片被调整至在12至18赫兹之间的共振频率。
根据本实用新型，多个挡片中的至少两个挡片被调整至单一的频率。
根据本实用新型，多个挡片中的至少两个挡片被调整至不同的频率。
根据本实用新型，多个挡片均被调整至不同的频率。
根据本实用新型，进一步包括拱形容器壁，拱形容器壁由多个开口中的至少一个开口的端部以邻近容纳在多个开口之一中的挡片的移动路径的弧度延伸。
根据另外的方面，提供了一种用于控制车辆中风扰动的方法。该方法包括对车辆提供包括多个挡片的通气装置，该多个挡片被调整至在12至18赫兹之间的共振频率。
根据本实用新型的又一方面，提供了一种控制车辆中风扰动的方法，包括：为车辆提供包括多个挡片的通气装置，多个挡片被调整至在12至18赫兹之间的共振频率。
本实用新型提供了用于降低车辆中风扰动的通气装置以及用于降低车辆中敞开车窗风扰动的通气装置。
在以下描述中，示出和描述了调整通气装置的几个优选实施例。应当认识到的是，在未背离在以下权利要求中所列出和描述的调整通气装置的情况下，调整通气装置能够为其他不同的实施例并且其多个细节能够在不同的所有明显方面上修改。因此，附图和说明书应当认为本质上为示意性的且非限制性的。
附图说明
在此所结合的且构成说明书的一部分的附图示出了调整通气装置的几个方面并且与说明书一起用于解释其特定原理。在附图中：
图1是结合有本文主题的调整通气装置的车辆的透视图。
图2是图1所示车辆的后挡板的局部横截面视图，其中示出了通气装置在该后挡板中的安装。
图3是配备有四个单独的挡片的调整通气装置的细节透视图。三个挡片定位在第一或上部开口中并且四个挡片定位在第二或下部开口中。
图4a是两个垂直邻近的挡片示意图，并且二者均位于中间或关闭位置中。
图4b是与图4a类似的示意图，但是示出了该两个挡片位于部分向内打开位置中。
图4c是示出了上部挡片位于完全向内打开位置且下部挡片位于完全向外打开位置的示意图。更具体地，在扰动状况下，挡片基于扰动周期的正压和负压波动在两个方向上打开以允许空气进入和离开从而降低扰动压力峰值。
图4d是示出了两个挡片位于向外打开位置中以在车门关闭时释放车辆的内部舱室中气压的示意图。
图5是结合有具有通风门的替代实施例的车辆的后挡板的局部横截面视图，该通风门选择性地打开和关闭通过固定调整通气装置的后挡板的气流路径。
图6是频率作为质量/面积函数的视图。
现对调整通气装置的不同实施例进行详细地参考，其示例示出在附图中。
具体实施方式
现参照图1，示出了以SUV为形式的车辆10，其结合有具有敞开的车窗14的右前门12，该敞开的车窗允许空气进入至车辆的内部(见行动箭头A)。如所示出的，敞开的车窗14为在车辆10中唯一敞开的车窗。
如进一步示出的，车辆10包括后挡板16。如在下文中更加详细地描述的，根据本文主题的调整通气装置18安装在后挡板16中并位于牌照20后面。穿过调整通气装置18的内部空气从牌照20的后面离开车辆(见行动箭头B)以便于抑制和减缓风扰动，使得在没有通常与风扰动有关的干扰下车辆的操作者可更好地享受露天驾驶体验。
现参照图2和图3，其示出了调整通气装置18以及调整通气装置在车辆10的后挡板16中的安装。如在图3中最佳示出的，调整通气装置18包括以框架为形式的支撑部22，该支撑部可结合有围绕外周长或边缘的密封件24。在已示出的实施例中，支撑部22包括第一开口26和第二开口28。在已示出的实施例中，开口26、28通过分隔件30分隔开并且在开口28上方垂直地堆叠开口26。
三个挡片32、34、36安装至支撑部22的第一开口26中。当位于在图3中所示出的静止或起始位置中时，挡片32、34、36尺寸设定并成型为基本上填充和封闭开口26。然而，在此应当理解的是，如在以下所描述的，在挡片32、34、36和支撑部22之间存在足够的间隙以允许挡片独立地位移且自由地摆动。
四个挡片38、40、42、44安装至支撑部22的第二开口28中。当位于在图3中所示出的静止或起始位置中时，四个挡片38、40、42、44尺寸设定并成型为基本上填充和封闭第二开口28同时还维持用于独立的摆动运动的足够的间隙。
每个挡片32、34、36、38、40、42、44包括合适的弹性材料的板或条。在通气装置10的一个可能的实施例中，每个挡片32、34、36、38、40、42、44具有硬度，如由在1.5至4.5之间的杨氏模量所反映的。这种具有期望硬度的材料包括但不限于聚碳酸酯、聚酯(丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物)(ABS)、丙烯酸、聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚苯乙烯以及聚酯(聚氯乙烯)(PVC)。
每个上部挡片32、34、36的一个端部46沿着上横梁48安装至支撑部22同时每个下部挡片38、40、42、44的一个端部50沿着下横梁52安装至支撑部22。在已示出的实施例中，端部46、50被容纳和捕获在两个锚固带51的后面。在另一个可能的实施例中，端部46、50被容纳和捕获在横梁48、52的配合凹槽(未示出)中。在另一个实施例中，端部46、50被夹紧至横梁。在这三个不同实施例的任何一个中，粘合剂可用于增加安装完整性。当然，存在其他的方式来将挡片32、34、36、38、40、42、44的端部46、50固定至支撑部22并且这些仅呈现为完成这些的可能方式的示例。
当以这种悬臂方式来安装时，挡片32、34、36、38、40的弹性材料作为自然铰链使得每个挡片可在完全向外打开位置P1、完全向内打开位置P2和中间关闭位置P3之间独立地移动。在完全向外打开位置P1中，挡片32、34、36、38、40、42、44远离车辆的内部朝向牌照20枢转。在完全向内打开位置P2中，挡片32、34、36、38、40、42、44朝向车辆的内部向内枢转。最后，在中间关闭位置P3中，挡片32、34、36、38、40、42、44安置为与开口26、28齐平。
如在图2中所示出的，调整通气装置18安装在延伸通过后挡板16的空气路径或通风通道60中，该空气路径或通风通道通过美观的遮挡部62在内侧上封闭并且通过定位在牌照20后部的滤网64在外侧上封闭。在牌照20与后挡板16的外部68之间的气隙66允许空气从车辆的内部通过空气路径60自由地通过至邻近牌照20的周围环境。在已示出的实施例中，调整通气装置18的支撑部22垂直地安装在空气路径60中，其中密封件24与围绕支撑部22的整个周长的空气路径的壁70接合。因此，没有空气将穿过空气路径60，除非其穿过设置在调整通气装置18中的开口26、28。
空气扰动典型地在12至18赫兹之间的低频率下发生。对于空气扰动的具体峰值频率根据不同的车辆并且基于多种因素变化，该多个因素包括但不必须限于车速、车辆空气动力学、车窗位置、天窗位置、车窗尺寸、天窗尺寸、内部空间等。对于任何给定的车辆，可实施测试来确定峰值频率或者该车辆的风扰动特性的频率。然后通气装置18的单独的挡片32、34、36、38、40、42、44可被调整以在峰值频率或者该车辆的这些峰值频率特性下产生共振。这种调整使得通气装置18在最佳效率和效力下操作以减轻或抑制干扰的风扰动并且因此改善车辆乘客的旅行体验。
这种调整可通过将布置为作为弹簧和铰链的悬臂式的挡片32、34、36、38、40、42、44的刚性与挡片的质量转动惯量结合来实现。该转动惯量本身为挡片的形状、挡片的密度以及挡片的质量的结合。挡片32、34、36、38、40、42、44的密度典型地落在1.0至1.5kg/m3的范围之内。挡片的质量典型地落在0.25至0.75gm的范围之间。通过增加材料的厚度或者通过由具有合适硬度的密集材料制造挡片，可对任何具有引线带(leadtape)的特定的挡片32、34、36、38、40、42、44增加额外的质量。虽然正方形或矩形挡片32、34、36、38、40、42、44是合适的，然而应当理解的是基本上可使用任何其他的形状。每个挡片的表面面积大体在1000至2000mm2之间的范围并且所有挡片的总表面面积大体在8000至16000mm2之间的范围。
现参照图4a至图4d，其中通气装置18包括可选择的拱形容器壁72和相结合的侧壁73。如所示出的，容器壁72由与挡片32、34、36、38、40、42、44的悬臂安装部分相对的挡片开口26、28的边缘74以邻近于由挡片32、34、36、38、40、42、44所限定的移动路径的弧度(大约为20至40度，在一个可能的实施例中大约为30度)延伸，挡片在开口中枢转因而有效地形成分隔件30。在用于挡片32、34、36、38、40、42、44的远端顶端78与容器壁72之间的间隙76典型地在大约0.1至大约0.3mm之间。当相关的挡片32、34、36、38、40、42、44位于内部部分打开位置中时，容器壁72与相结合的侧壁73降低了穿过相关的孔26、28的空气量。这表示将通气装置18的性能调整至安装有通气装置的车辆10的具体空气扰动特性的进一步的方面。
现在将对通气装置18的挡片32、34、36、38、40、42、44的操作进行更加详细地描述。如在图4a中所示出的，挡片32、38位于它们的静止或起始位置，在此处与支撑部22对齐并且通常密封该支撑部且封闭它们安装在其内的开口26、28。在不存在其他气压因素(即，在车辆内部的正压或负压)的情况下，制成挡片32、38的弹性材料的弹回记忆(resilientmemory)使得挡片32、38偏置至静止或起始位置。
在图4b中，挡片32、38被示出为位于部分向内的打开位置中，这是诸如在车窗和天窗关闭且在大约55mph的速度下行驶时引起的车辆的乘客舱中的内部真空的特性。如所示出的，挡片32、38上的远端顶端78通常在密封或封闭条件下保持邻近容器壁72。在此应当注意的是，容器壁72为弯曲的以沿着或反映出挡片32、38的路径并且与远端顶端78仅保持微小的间隙。
在图4c中，挡片32、38被示出为分别位于完全向内打开位置和完全向外打开位置中。在由敞开的车窗或天窗引起风扰动状况的情况下，车辆中的气压以典型地落在12至18赫兹之间的频率在正压与负压峰值之间振动。当车辆的内部中的压力上升至正峰值时，挡片32、38被设置至向外打开位置以释放压力并降低正压峰值的振幅。然后当在风扰动周期的第二半程期间车辆内部的压力下落至负压或真空状况时，挡片32、38被设置至完全向内打开位置。这允许空气进入至车辆的内部，从而降低负压峰值的振幅。
通过提供具有可向内和向外敞开的挡片32、34、36、38、40、42、44的通气装置18，可降低与风扰动相关的正压和负压的振幅，因而降低甚至消除其干扰影响。进一步地，通过将它们调整至共振频率或者调整至与具体车辆(其中通气装置18安装至该车辆中)有关的风扰动的频率使得挡片32、34、36、38、40、42、44的操作优化。这确保了挡片32、34、36、38、40、42、44响应于风扰动的正压和负压振动更有效率且有效地作用，以便于提供最大的益处和最优的性能。
在图4d中，挡片32、38两者被示出为位于完全向外打开位置中。这在车门关闭期间产生。在这个位置中，挡片32、38允许气压从车辆的内部释放出，以便允许在没有“车门关闭气缚(airbind)”抵抗的情况下自由地关闭车门。
在图5中示出了另一个替换实施例。图5的实施例除了附加的通风门组件90之外精确地对应于图2实施例，该通风门组件包括用于打开和关闭空气路径60的通风门92。通过相结合的驱动电机94和螺杆驱动器96，通风门92设置在打开和关闭位置之间。应当理解的是，通风门92附接至螺杆驱动器96的远端。因此，电机94可在一个方向上驱动以基于车辆中风扰动的检测而升起通风门92并打开空气路径60。空气路径60的打开致动调整通气装置18，使得其可驱散且防止风扰动。在其他时间，通风门92可关闭以封闭空气流路径60且防止空气通过该空气路径侵入至车辆的内部。
为了进一步示出本实用新型，以下呈现了具有被调整至12至18赫兹之间的共振频率的挡片的调整通气装置的示例。
实例
在本示例中呈现的通气装置包括由0.3mm厚的聚碳酸酯板制成的9个挡片或棘爪(finger)。每个挡片为独立的。顶部的四个挡片为从顶部悬臂式伸出的并且底部的5个挡片为从底部悬臂式伸出的。这些悬臂连接点提供了用于挡片的枢轴和弹簧功能。
每个挡片包括引线带条(在一些情况中为两个)，其提供附加至聚碳酸酯板的质量。该质量(与聚碳酸酯质量和悬臂式弹簧在枢轴处相结合)形成共振质量/弹簧机械结构，类似于钟摆。频率依赖于聚碳酸酯的弹簧率、聚碳酸酯的质量以及附加的引线带的质量。频率被选择为跨越在车辆中遭遇的扰动频率的范围。在这个实施例中，上部的四个挡片分别具有17、14、13和16赫兹的共振频率同时底部的五个挡片分别具有16、14、17、13和15赫兹的共振频率。在以下表格中示出了对于尺寸和调整质量的设计参数。
在图6中示出了频率作为质量/面积函数的视图。
综上所述，通过实施例在此所披露的概念可具有多个益处。通气装置18满足三个看起来冲突的基本要求。当车辆位于风扰动状况下时，其可降低正压和负压两者的压力。当行进时其提供了进入车辆的最小泄漏以避免灰尘和排气侵入并且其提供了压力降低以用于降低车门关闭作用力。
为了示出和描述的目的，已经呈现了上述内容。其并不是详尽的或者旨在限制所披露的精确形式的实施例。根据上述教导可进行明显修改和变形。例如，虽然在图3中示出的通气装置的实施例在顶部开口26中具有三个挡片32、34、36且在底部开口28中具有四个挡片38、40、42、44，然而实质上在每个开口中可包括任意数量的挡片。在一个可能的实施例中，每个开口包括四个挡片。进一步地，虽然已示出的通气装置18安装在牌照20的后面，然而应理解的是，其可安装在车辆尾部的其他位置处，诸如尾灯组件的后面。另外，虽然已经描述和示出了悬臂式铰链，然而如果期望的话，挡片32、34、36、38、40、42、44可通过实际的枢轴和铰链安装至支撑部22。
当根据公正、合法和合理权利的宽度来解释时，所有这些修改和变形可落在所附的权利要求的范围内。
Claims (19)
1.一种用于降低车辆中风扰动的通气装置，其特征在于，包括：
包括第一开口的支撑部；
在所述第一开口中枢转地安装至所述支撑部的第一挡片，所述第一挡片可移动地位于完全向外打开位置、完全向内打开位置以及中间关闭位置之间。
2.根据权利要求1所述的通气装置，其特征在于，所述第一挡片被调整至在12至18赫兹之间的共振频率。
3.根据权利要求1所述的通气装置，其特征在于，所述支撑部进一步包括在所述第一开口中枢转地安装至所述支撑部的第二挡片。
4.根据权利要求3所述的通气装置，其特征在于，所述第二挡片可移动地位于完全向外打开位置、完全向内打开位置以及中间关闭位置之间。
5.根据权利要求4所述的通气装置，其特征在于，所述第一挡片和所述第二挡片均被调整至在12至18赫兹之间的共振频率。
6.根据权利要求5所述的通气装置，其特征在于，所述第一挡片和所述第二挡片被调整至不同的频率。
7.根据权利要求5所述的通气装置，其特征在于，所述支撑部进一步包括第二开口以及在所述第二开口中枢转地安装至所述支撑部的第三挡片。
8.根据权利要求7所述的通气装置，其特征在于，所述第三挡片可移动地位于完全向外打开位置、完全向内打开位置以及中间关闭位置之间。
9.根据权利要求8所述的通气装置，其特征在于，所述第一挡片、所述第二挡片和所述第三挡片均被调整至在12至18赫兹之间的共振频率。
10.根据权利要求9所述的通气装置，其特征在于，所述第一挡片、所述第二挡片和所述第三挡片被调整至不同的频率。
11.根据权利要求8所述的通气装置，其特征在于，所述支撑部包括在所述第二开口中枢转地安装至所述支撑部的第四挡片。
12.根据权利要求11所述的通气装置，其特征在于，所述第四挡片可移动地位于完全向外打开位置、完全向内打开位置以及中间关闭位置之间。
13.根据权利要求12所述的通气装置，其特征在于，所述第一挡片、所述第二挡片、所述第三挡片和所述第四挡片均被调整至在12至18赫兹之间的共振频率。
14.根据权利要求13所述的通气装置，其特征在于，所述第一挡片、所述第二挡片、所述第三挡片和所述第四挡片均被调整至不同的频率。
15.一种用于降低车辆中敞开车窗风扰动的通气装置，其特征在于，包括：
包括多个开口的支撑部；
枢转地安装至所述支撑部的多个挡片并且每个所述开口中具有至少一个所述挡片；并且
其中所述多个挡片中的每个挡片被调整至在12至18赫兹之间的共振频率。
16.根据权利要求15所述的通气装置，其特征在于，所述多个挡片中的至少两个挡片被调整至单一的频率。
17.根据权利要求15所述的通气装置，其特征在于，所述多个挡片中的至少两个挡片被调整至不同的频率。
18.根据权利要求15所述的通气装置，其特征在于，所述多个挡片均被调整至不同的频率。
19.根据权利要求15所述的通气装置，其特征在于，进一步包括拱形容器壁，所述拱形容器壁由所述多个开口中的至少一个开口的端部以邻近容纳在所述多个开口之一中的所述挡片的移动路径的弧度延伸。
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