一種暖風流量控制機構、車載空調系統及車輛的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種暖風流量控制機構，包括暖水閥，所述暖水閥內設置有可周向轉動的閥芯，所述閥芯沿自身周向在其側壁開設有至少兩個出水口，且在所述閥芯的轉動過程中，各所述出水口的有效出水截面積之和保持固定。本發明所公開的暖風流量控制機構，閥芯轉動時，各個出水口的有效出水截面積不斷變化，但是其總和始終保持不變，所以進水截面積和出水截面積始終保持原始的比例，即單位時間內的總進水流量和總出水流量相等。如此，在閥芯的轉動的過程中，各個出水口的流量與有效出水截面積呈正比，兩者之間為線性的關系，從而通過對各個出水口流量的線性控制實現對暖風溫度的精確控制。本發明還公開一種車載空調系統和車輛，其有益效果如上所述。
【專利說明】
一種暖風流量控制機構、車載空調系統及車輛
技術領域
[0001]本發明涉及車輛工程及空調技術領域，特別涉及一種暖風流量控制機構。本發明還涉及一種車載空調系統及一種車輛。
【背景技術】
[0002]隨著中國機械工業的發展，越來越多的機械設備已得到廣泛使用。
[0003]汽車行業作為機械工業的支柱，已取得多項研究成果。汽車發展至今，已經在其車身上集成了多個不同功能的系統，包括燃油供給系統、起動系統、冷卻系統、潤滑系統和點火系統等。在電控方面，車載空調系統如今也是其中非常重要的部分。
[0004]車載空調系統的功能有幾個方面，主要包括將發動機所產生的熱量用于為車廂內制暖，以及制冷、換氣等。以最常用的空調暖風系統為例，目前，空調暖風系統一般通過暖水閥將發動機熱水引導至暖風芯體中，通過熱交換將熱量傳遞給空氣，然后為車廂供暖。其中的暖水閥起到了至關重要的作用，該暖水閥一般為通過執行器驅動運轉的截止型水閥，水閥內設置有閥芯，該閥芯一般呈圓柱狀，上面設置有一個進水口和一個出水口，其中進水口與發動機熱水口連通，而出水口與暖風芯體連通。其閥芯與執行器的轉動軸連接，當空調控制器的旋轉檔位切換時，執行器的轉動軸產生相應轉動，然后帶動閥芯轉動，從而實現暖水閥的流量調節。
[0005]然而，在截止型水閥的閥芯轉動過程中，當其閥門開度變大或變小時，入口端(即發動機熱水口 )的壓力會跟隨變化，如此造成了供暖水流量的應激變化，不利于暖風溫度的精確控制。
[0006]因此，如何實現對暖風溫度的精確控制，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是提供一種暖風流量控制機構，能夠實現對暖風溫度的精確控制。本發明的另一目的是提供一種車載空調系統和一種車輛。
[0008]為解決上述技術問題，本發明提供一種暖風流量控制機構，包括暖水閥，所述暖水閥內設置有可周向轉動的閥芯，所述閥芯沿自身周向在其側壁開設有至少兩個出水口，且在所述閥芯的轉動過程中，各所述出水口的有效出水截面積之和保持固定。
[0009]優選地，各所述出水口上設置有用于調節該條支路上液體流動阻力的可調水阻器。
[0010]優選地，各所述出水口上還設置有用于檢測該條支路上的出水壓力值并將其發送給所述可調水阻器以提高其水阻調節精度的水壓傳感器。
[0011]優選地，所述閥芯與所述暖水閥的閥體內壁之間設置有液密封層。
[0012]本發明還提供一種車載空調系統，包括暖風芯體和與所述暖風芯體連通的暖風流量控制機構，其中，所述暖風流量控制機構為上述任一項所述的暖風流量控制機構。
[0013]優選地，所述閥芯的其中一個所述出水口與所述暖風芯體連通，另一個所述出水口與發動機回水口連通。
[0014]優選地，當所述閥芯處于順時針轉動極限位置時，其中一個所述出水口與所述暖風芯體完全導通;且當所述閥芯處于逆時針轉動極限位置時，另一個所述出水口與所述發動機回水口完全導通。
[0015]優選地，還包括用于根據所述暖風芯體的散熱效率調節所述閥芯轉動角度的執行器。
[0016]優選地，所述執行器具體為步進電機。
[0017]本發明還提供一種車輛，包括車體和設置于所述車體上的車載空調系統，其中，所述車載空調系統為上述五項中任一項所述的車載空調系統。
[0018]本發明所提供的暖風流量控制機構，主要包括暖水閥，并且在暖水閥內設置有可周向轉動的閥芯，而在閥芯上沿著自身的周向方向在其側壁上開設有進水口和出水口，該出水口至少有兩個，而進水口一般只有一個，主要用于與發動機熱水口連通，使熱水進入到閥芯中，并且其中一個出水口必然用于給空氣提供熱量，制造暖風。重要的是，各個出水口在閥芯上的設置位置是特殊的，在閥芯的轉動過程中，各個出水口的有效出水截面積之和保持固定。如此，考察暖風流量控制機構的運行過程可知，閥芯進行一定角度的轉動運動，在此過程中，進水流量和進水截面積是始終保持不變的，然后各個出水口的有效出水截面積隨著閥芯的轉動不斷發生變化。但是，各個出水口的有效出水截面積雖然在變化，某些出水口變小，某些出水口變大，但是其總和始終保持不變，所以進水截面積和出水截面積始終保持原始的比例，即單位時間內的總進水流量和總出水流量相等。如此，進水口處的壓力不會發生變化，避免了各個出水口的流量應激變化，換言之，在閥芯的轉動的過程中，各個出水口的流量與有效出水截面積呈正比，兩者之間為線性的關系。因此，本發明所提供的暖風流量控制機構即能夠通過對各個出水口流量的線性控制實現對暖風溫度的精確控制。本發明所提供的車載空調系統和車輛，其有益效果如上所述。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本發明所提供的一種【具體實施方式】的整體結構剖視圖；
[0021]圖2為圖1的俯視圖；
[0022]圖3為圖1中所示的閥芯和可調水阻器在車載空調系統中與暖風芯體的位置示意圖。
[0023]其中，圖1一圖3中:
[0024]閥芯一I，出水口一101，可調水阻器一2，水壓傳感器一3，暖風芯體一4，執彳丁器一5。
【具體實施方式】
[0025]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0026]請參考圖1及圖2，圖1為本發明所提供的一種【具體實施方式】的整體結構剖視圖(圖中的箭頭表示水流的方向)，圖2為圖1的俯視圖。
[0027]在本發明所提供的一種【具體實施方式】中，暖風流量控制機構主要包括暖水閥。在暖水閥內設置有閥芯I，并且該閥芯I可自由周向轉動。一般的，該閥芯I可呈圓柱狀或球狀等，以下均以閥芯I呈圓柱狀進行論述。
[0028]在閥芯I上設置有進水口和出水口 1I，并且進水口和出水口 1I沿著閥芯I的周向方向設置在其側壁上，其中進水口的數量一般只有一個，而出水口 1I在閥芯I上設置的數量至少為兩個，比如兩個、三個或更多都是可行的。并且進水口一般與發動機熱水口連通，使得發動機中的熱水能夠通過熱水口進入到閥芯I中。同時其中一個出水口 101必然用于給空氣提供熱量，制造暖風。
[0029]重要的是，各個出水口101在閥芯上的設置位置是特殊的，在閥芯I的轉動過程中，各個出水口 101的有效出水截面積之和保持固定。考察暖風流量控制機構的運行過程可知，閥芯I進行一定角度的轉動運動，在此過程中，進水流量和進水截面積是始終保持不變的，然后各個出水口 101的有效出水截面積隨著閥芯I的轉動不斷發生變化。但是，各個出水口1I的有效出水截面積雖然在變化，某些出水口變小，某些出水口變大，但是其總和始終保持不變，所以進水截面積和出水截面積始終保持原始的比例，即單位時間內的總進水流量和總出水流量相等。如此，進水口處的壓力不會發生變化，避免了各個出水口 1I的流量應激變化。換言之，在閥芯I的轉動的過程中，各個出水口 1I的流量與有效出水截面積呈正比，兩者之間為線性的關系。
[0030]因此，本發明所提供的暖風流量控制機構即能夠通過對各個出水口101流量的線性控制實現對暖風溫度的精確控制。
[0031]在關于閥芯I的一種優選實施方式中，該閥芯I呈圓柱狀，并且沿著其側壁設置有兩個出水口 101，當然，其中一個出水口 101用于給空氣提供熱量，通向暖風口。而另一個出水口 101，則可以連通到其余部件，此處不做限定。
[0032]關于兩個出水口101的設置方式，首先可確定閥芯I的轉動角度范圍，比如閥芯I的最大轉動角度可為35°、38°、40°或35°?40°之間的任意角度值。以最大轉動角度為38°為例，閥芯I必然存在兩個極限轉動位置，即順時針轉動極限位置和逆時針轉動極限位置。以圖1為參考，兩個出水口 1I在閥芯I上的設置位置關系需要滿足:當閥芯I轉動到順時針轉動極限位置時，其中一個出水口 101完全導通，而當閥芯I轉動到逆時針轉動極限位置時，另一個出水口 101完全導通。
[0033]具體的，可以進水口為基準，將兩個出水口101分別設置在其兩側，然后使兩個出水口 101與該進水口之間的夾角均為120°，進水口的寬度可以略大于發動機熱水口的直徑，而兩個出水口 101的直徑可以與與其連通的管道直徑相當。如此設置，兩個出水口 101的設置位置關系即可以滿足上述要求。同時，在閥芯I處于順時針轉動極限位置和逆時針轉動極限位置之間時，兩個出水口 101處于同時導通的狀態，此時只需調整閥芯I的轉動角度即可精確地調整兩個出水口 101的流量。
[0034]需要說明的是，以上實施例通過閥芯I上設置有兩個出水口 101為例進行論述，但并不意味著閥芯I上只能設置兩個出水口 101，其余多個出水口 101同時存在的情況也均可以米用。
[0035]此外，考慮到熱水通過出水口 101流入各種管道時會受到流阻(也可稱為水阻)，為避免流阻對各出水口 101的流量造成影響，本實施例在各出水口 101上設置了可調水阻器2。具體的，該可調水阻器2可以為截止型水閥或經過標定的空隙鑲塊等，通過閥門的開度或偏轉的角度調節對其所處支路的流阻調節。如此通過可調水阻器2的功能調節該條支路上的液體流動阻力，使其與另一個出水口 101的流阻相等，通過等效原理即可避免因不同支路的流阻不同造成兩個出水口 101的流量分配不成比例的情況。當然，流阻對各出水口 101流量的影響畢竟是較小的，工程上可將其近似處理，即可無需考慮流阻的影響。
[0036]需要說明的是，可調水阻器2在出水口 101上的設置方式并非只能按照每一個出水口 1I均對應一個可調水阻器2的方式，比如存在3個出水口 101時，只需其中任意兩個出水口 101上設置有可調水阻器2即可，此時以未設置可調水阻器2的支路上的流阻值為準，分別調節兩個可調水阻器2，最終使3個出水口 101所在支路的流阻均相同，更多個出水口 101的情況以此類推。即存在N個出水口 101時，只需N-1個可調水阻器2即可達到各條支路等效流阻的目的。
[0037]不僅如此，為提高各個可調水阻器2對流阻的調節精度，本實施例還在各個出水口101上設置了水壓傳感器3。該水壓傳感器3主要用于檢測該條支路上的出水壓力值，并將檢測到的出水壓力值發送給可調水阻器2，將出水壓力值與流速、出水截面積等因素通過流體力學公式計算出實際水阻，如此可調水阻器2即可按照計算出的實際水阻進行調節，提高調節精度。
[0038]另外，考慮到暖水閥的密封性也能夠影響各個出水口101的流量，針對此，本實施例在閥芯I與暖水閥的閥體內壁之間設置了液密封層，比如可在閥芯I與閥體之間設置密封圈等。當然，還可以通過涂覆密封膠等方式達到液密封的目的。
[0039]如圖3所示，圖3為閥芯和可調水阻器與暖風芯體的位置示意圖。
[0040]本發明還提供一種車載空調系統，主要包括暖風芯體4和暖風流量控制機構，其中，該暖風流量控制機構與上述內容相同，此處不再贅述。
[0041 ]具體的，暖風流量控制機構中的閥芯I，其上的某一個出水口 101可與暖風芯體4連通，而另一個出水口 101可與發動機回水口連通，如此設置，發動機中的熱水即可通過該出水口 101流回到發動機中形成循壞流動。
[0042]此外，還可將與暖風芯體4連通的出水口101設置在一側末端，同時將與發動機回水口連通的出水口 101設置在另一側末端，如此，當閥芯I在轉動時，且處于順時針轉動極限位置時，則末端的出水口 101與暖風芯體4完全導通；同時，當閥芯I處于逆時針轉動極限位置時，則另一側末端的出水口 101與發動機回水口完全導通。如此設置，當車廂內的溫度已經合適，無需再往暖風芯體4內注入熱水時，此時即可逆時針旋轉閥芯I，使其進水口處的熱水全部流向該出水口 101，最終全部流回到發動機，如此避免了發動機熱水口端的壓力長期加載在通向暖風芯體4的出水口 1I側壁上，降低閥芯I的損壞風險。
[0043]此外，為了提高對閥芯I轉動角度的控制精確性，本實施例在暖水閥上設置了執行器5，該執行器5具有反饋功能，能夠根據暖風芯體4的實時散熱效率即時地調節閥芯I的轉動角度，從而較精確地調節閥芯I的轉動角度。
[0044]進一步的，可將該執行器5設置為步進電機，如此能夠更加提高對閥芯I轉動角度的精確控制。
[0045]本發明還提供一種車輛，包括車體和設置在車體上的車載空調系統，其中，該車載空調系統與上述相關內容同相同，此處不再贅述。
[0046]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權項】
1.一種暖風流量控制機構，包括暖水閥，所述暖水閥內設置有可周向轉動的閥芯(I)，其特征在于，所述閥芯(I)沿自身周向在其側壁開設有至少兩個出水口(101)，且在所述閥芯(I)的轉動過程中，各所述出水口(101)的有效出水截面積之和保持固定。2.根據權利要求1所述的暖風流量控制機構，其特征在于，各所述出水口(101)上設置有用于調節該條支路上液體流動阻力的可調水阻器(2)。3.根據權利要求2所述的暖風流量控制機構，其特征在于，各所述出水口(101)上還設置有用于檢測該條支路上的出水壓力值并將其發送給所述可調水阻器(2)以提高其水阻調節精度的水壓傳感器(3)。4.根據權利要求3所述的暖風流量控制機構，其特征在于，所述閥芯(I)與所述暖水閥的閥體內壁之間設置有液密封層。5.—種車載空調系統，包括暖風芯體(4)和與所述暖風芯體(4)連通的暖風流量控制機構，其特征在于，所述暖風流量控制機構為權利要求1-4任一項所述的暖風流量控制機構。6.根據權利要求5所述的車載空調系統，其特征在于，所述閥芯(I)的其中一個所述出水口( 1I)與所述暖風芯體(4)連通，另一個所述出水口( 1I)與發動機回水口連通。7.根據權利要求6所述的車載空調系統，其特征在于，當所述閥芯(I)處于順時針轉動極限位置時，其中一個所述出水口(101)與所述暖風芯體(4)完全導通;且當所述閥芯(I)處于逆時針轉動極限位置時，另一個所述出水口(101)與所述發動機回水口完全導通。8.根據權利要求7所述的車載空調系統，其特征在于，還包括用于根據所述暖風芯體(4)的散熱效率調節所述閥芯(I)轉動角度的執行器(5)。9.根據權利要求8所述的車載空調系統，其特征在于，所述執行器(5)具體為步進電機。10.—種車輛，包括車體和設置于所述車體上的車載空調系統，其特征在于，所述車載空調系統為權利要求5-9任一項所述的車載空調系統。
【文檔編號】F16K11/085GK106090315SQ201610551095
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月13日
【發明人】佟小坡, 李志偉, 王鋒軍
【申請人】北汽福田汽車股份有限公司