用于调节机动车辆的空气入口的空气流的装置的制作方法

1.本发明涉及一种用于调节机动车辆的空气入口的气流的装置，并且更具体地涉及一种机动车辆，且尤其涉及一种包括这种空气入口调节装置的电动车辆。


背景技术：

2.通常，机动车辆包括空气入口，该空气入口采取位于所述机动车辆的前部面上的开口的形式。进入的空气用于使它与机动车辆的冷却系统之间进行热交换，所述冷却系统位于所述车辆的前部面附近。更具体地，进入机动车辆的发动机隔室的空气被引导至所述机动车辆的冷却系统，以使得进入的空气与冷却系统的热交换器之间能够进行热交换。重要的是使空气入口和热交换器之间的空气流损失最小化。具体地，任何进入车辆内部、并在对机动车辆内部的热交换作出贡献之前逸出到发动机隔室的空气流都对所述机动车辆的空气阻力系数产生负面影响。
3.已知的实践是使用空气引导件，空气引导件采用通常由塑料或将空气入口连接至冷却系统的另一种柔性材料制成的壳体的形式。
4.在电动车辆的情况下，空气入口调节装置可以包括空气管道，该空气管道布置在冷却系统的下游并且被设计成将空气流引导到车辆的外部。这样的管道对于在冷却单元的下游产生文丘里效应可能是有利的，使得更大的空气流量可以通过冷却系统，从而提高了热效率。
5.然而，这种管道确实具有某些缺点。具体地，从现有技术已知的管道具有相对较差的气密性，因此空气泄漏，导致进入空气流量的减少，从而会迅速降低冷却系统的热性能。另外，当电动车辆静止并且连接到站或电动终端以给电池充电时，激活冷却系统的电动风扇(motor
‑
fan)单元以冷却电池并防止其过热。但是，这样的操作给用户带来噪音烦扰。


技术实现要素：

6.发明内容本发明旨在克服该缺点，并提出一种用于调节机动车辆的空气入口的空气流的装置，该装置包括壳体，该壳体限定了流动管道，空气流在该流动管道中流动，包括至少一个热交换器的冷却单元和马达风扇单元至少部分地布置在该壳体中。根据本发明，壳体包括密封器件，以防止任何空气从流动管道中泄漏出来。换句话说，调节装置包括多个元件，并且至少一个密封器件布置在至少两个元件之间。
7.挡板使得可以关闭流动管道，特别是将空气流输送到车辆外部的管道。在电池充电期间由此产生的噪声烦扰被包含在车辆内部，并且不再在车辆外部被察觉到。
8.单独地或组合地采取的空气入口调节装置的其他实施例提出：
9.‑
密封器件对应于由泡沫制成的密封件或条、或泡沫条；
10.‑
密封器件是气密的和水密的；
11.‑
调节装置包括相对于空气流的流动布置在冷却单元下游的流动管道内的挡板；
12.‑
流动管道包括入口和出口，所述出口由至少两个分开的管道组成，所述装置包括
能够关闭所述管道中的每一个的至少一个挡板；
13.‑
相对于空气流的流动，在冷却单元的上游的流动管道中布置有截止装置，该截止装置包括能够可旋转地枢转以使它们改变空气流的流量的一组截止挡板；
14.‑
冷却单元相对于截止装置倾斜；
15.‑
所述冷却单元包括支撑框架，所述至少一个热交换器和所述电动风扇单元布置在所述支撑框架中，所述壳体固定到支撑框架以使得支撑框架对应于流动管道的一部分，密封器件设置在支撑框架和壳体之间；
16.‑
壳体包括布置在支撑框架上游的第一部分和布置在支撑框架下游的第二部分，密封器件布置在支撑框架与每个部分之间；
17.‑
壳体或壳体的每个部分由两个半壳体组成，两个半壳体一起形成所述流动管道，在每个半壳体之间布置有密封器件；
18.‑
挡板是鼓形或滑动式的；
19.‑
流动管道包括入口和出口，所述出口由至少两个分开的管道组成，挡板能够关闭所述管道中的每一个；
20.‑
相对于空气流的流动，在冷却单元的上游的流动管道中布置有截止装置，该截止装置包括能够可旋转地枢转以使它们改变空气流的流量的一组截止挡板；
21.‑
冷却单元相对于截止装置倾斜；
22.‑
相对于空气流的流动，在冷却单元的上游和/或下游设置翅片；
23.‑
翅片从截止装置延伸到冷却单元；
24.‑
流动管道的流动横截面从入口到冷却单元变宽，从冷却单元到出口变窄。
25.本发明还涉及一种车辆，该车辆包括根据本发明的用于调节空气入口的空气流的装置。
26.单独或组合使用的车辆的其他实施例提出：
27.‑
车辆包括空气入口，可选地设置有格栅，流动管道的出口包括布置成将空气流输送到车辆外部的排放管道和布置成将空气流输送到车辆的发动机隔室的冷却管道；
28.‑
车辆还包括附加空气入口和将所述附加空气入口连接到排放管道的附加管道。
附图说明
29.通过阅读以下描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。此说明纯粹是说明性的，应与附图一起阅读，在附图中：
30.图1示出了根据本发明的用于调节空气流的装置的轮廓图；
31.图2示出了图1中的用于调节气流的装置的截面轮廓图；
32.图3示出了用于调节气流的装置的一部分的透视图；
33.图4示出了根据本发明的调节装置的透视图；
34.图5a
‑
5e示出了密封器件的各种实施例。
具体实施方式
35.图1示出了根据本发明的用于调节机动车辆的空气入口的空气流的装置1。调节装置1例如相对于车辆的轴线在纵向(x)、横向(y)和竖直(z)方向上延伸，如图1和2中的轴线
所示。
36.根据本发明，术语“下游”、“上游”、“串联”和“平行”限定了在空气流穿过根据本发明的空气流调节装置1的流动方向上一个部件相对于另一部件的位置。
37.根据本发明的用于调节空气流的装置1包括壳体2，该壳体2对应于外壳或套筒，因此通过其壁限定了具有空气入口20和空气出口22的流动管道4，空气流在该流动管道中流动。壳体2由柔性材料制成，以便吸收车辆行驶时的振动，并由强度足以保持诸如热交换器等元件的材料制成；某些塑料(例如聚丙烯或聚酰胺6)可用于此类用途。
38.根据本发明的用于调节空气流的装置1还包括冷却单元6。冷却单元6包括至少一个热交换器，该至少一个热交换器适于允许空气流与在热交换器内流通的流体之间进行热交换。如图2所示，冷却单元6在此包括第一和第二热交换器8、10。第一热交换器8例如对应于冷凝器，而第二热交换器10例如对应于散热器。冷却单元6还包括对应于具有叶片的风扇的电动风扇单元12和相关联的马达，使得即使在车辆静止时，其也可以通过调节装置1吸入和排出空气流。冷却单元6还包括在图4中可见的支撑框架62，该支撑框架对应于刚性结构，更具体而言，对应于具有四个构件的刚性塑料框架，该四个构件界定了内部布置有热交换器8、10和所述电动风扇单元12的表面。为了确保流动管道4的连续性，壳体2以密封的方式附接到支撑框架62。换句话说，支撑框架62确保流动管道4的连续性，或者换句话说，支撑框架62对应于流动管道4的一部分。
39.根据本发明的用于调节空气流的装置1还包括截止装置14，该截止装置14包括一组截止挡板18，该一组截止挡板能够旋转地枢转以使得它们改变空气流的流量，所述截止装置14相对于空气流的流动布置在冷却单元6上游的流动管道4中。截止装置14进一步包括具有轴承的支撑框架16，以保持截止挡板18。
40.每个截止挡板18包括由轴颈体现的旋转轴线，该轴颈插入支撑框架16的轴承中。旋转轴线允许截止挡板18从打开配置切换到关闭配置。打开配置，或者换句话说打开截止挡板18，包括放置(通过旋转)截止挡板18，使得它们在适当地定向空气流的同时，对空气流的通过提供尽可能小的阻力。如图2所示，在打开配置中，截止挡板18布置在水平位置，换句话说，它们在纵向(x)和横向(y)方向上延伸，从而确保空气流的最大流量，空气入口20是干净的。闭合构造，或换句话说，闭合截止挡板18，包括放置截止挡板18，使得它们通过其前表面、与其他截止挡板18一起提供对空气流f的流动的尽可能多的阻力。在这种构造中，截止挡板18布置在竖直位置，换言之，它们在横向(y)和竖直(z)方向上延伸，从而确保空气流的最小或甚至零流量，空气入口20被关闭。当然，截止挡板18能够采取在这两种构造之间的任何中间位置。
41.如图1和图4所示，根据本发明的壳体2由两部分制成：第一部分2a将壳体2的入口、因此流动管道4的空气入口20连接到冷却单元6、特别是支撑框架62，截止装置14布置在流动管道4中；并且第二部分2b将冷却单元6、更具体地支撑框架62连接到壳体2的出口并因此到流动管道4的空气出口22。壳体的部分2a、2b包括紧固器件70，例如夹子，钩子，带螺纹柄的螺钉/带螺纹孔的螺母，螺栓等，其形状与布置在支撑框架62上的紧固器件70互补。因此，应当理解，支撑框架62在壳体2的两个部分2a、2b之间提供了流动管道4的连续性。
42.根据其他实施例，部分2a、2b还可以包括具有互补形状的紧固器件，使得每个部分2a、2b可以彼此紧固。也可以设想由单个的一体式部件构成的壳体2，该单个的一体式部件
在流动管道4的空气入口20和空气出口22之间形成材料的连续性。
43.如图3和图4所示，根据本发明的壳体2，更具体地说是根据本发明的每个部分2a、2b可以包括两个半壳体2a1、2a2、2b1、2b2。每对半壳体2a1、2a2或2b1、2b2一起形成流动管道4的部分。换句话说，如图4所示的第一对半壳体2a1、2a2构成壳体2的部分2a，即流动管道4的将壳体2的入口、特别是流动管道4的空气入口20连接到冷却单元6、特别是支撑框架62的部分，截止装置14布置在流动管道4中。如图3所示，第二对半壳体2b1,2b2构成第二部分2b，即流动管道4的将冷却单元6、更具体地支撑框架62连接到壳体2的出口并因此到流动管道4的空气出口22的部分。每对半壳体2a1、2a2或2b1、2b2包括具有互补形状的紧固器件72，例如夹子，其中凹部分布置在一个半壳体2a1上，而凸部分布置在对应的另一半壳体2a2上，反之亦然。这些紧固器件72可以是可逆的，从而使半壳体2a1、2a2、2b1、2b2可拆卸地彼此紧固，或者换句话说，使得半壳体2a1、2a2、2b1、2b2可以被可逆连接分开。
44.换句话说，根据一个实施例，壳体2包括将流动管道4的空气入口20连接到冷却单元6的第一部分2a，第一部分2a由两个半壳体2a1、2a2组成，这两个半壳体一起形成所述流动管道4中，在每个半壳体2a1、2a2之间布置有密封器件64、64a、64b、64c。
45.壳体2独立于第一部分2a，包括第二部分2b，第二部分2b将冷却单元6连接到流动管道4的空气出口22，第二部分2b由两个半壳体2b1、2b2组成，这两个半壳体2b1、2b2形成所述流动管道4，在每个半壳体2b1、2b2之间布置有密封器件64、64a、64b、64c。
46.总之，壳体2包括布置在冷却单元6的上游的第一部分2a和布置在冷却单元6的下游的第二部分2b。为了提供更模块化的设计，第一部分2a由两个半壳体2a1、2a2组成，这两个半壳体2a1、2a2一起形成所述流动管道4，在每个半壳体2a1、2a2之间布置有密封器件64、64a、64b、64c。
47.根据本发明的空气流调节装置1的壳体2包括至少一个密封器件64，以避免空气从流动管道4中泄漏出来。换句话说，单个或多个密封器件64确保了穿过流动管道4的空气入口20的全部空气流经由空气出口22从流动管道4重新出现。单个或多个密封器件64可以布置在调节装置1上的不同点处。具体地，每个密封器件64布置在调节装置1的两个单独的元件的界面处，也就是说，在它们之间的界面处，或者换句话说，可以被分开的元件或者不具有材料连续性的元件。更具体地，为了提供最佳的密封，将密封器件64布置在形成流动管道4的一部分的每个单独的元件的外周上。换句话说，在形成流动管道4的一部分的两个元件之间，在这些元件中的每个元件的外围边缘处的外围连接表面上布置有密封器件64。
48.因此，密封器件64可以布置在每个半壳体2a1、2a2和2b1、2b2之间，和/或在壳体2的部分2a或2b与支撑框架62之间，和/或在每个半壳体2a1、2a2和2b1、2b2与支撑框架62之间。还可以考虑在空气入口20的区域中将密封器件64定位在壳体2与截止装置14的支撑框架16之间。
49.显然，本发明不限于密封器件64的实际布置，并且上述各种布置可以组合。
50.如图5a至5e所示，密封器件64可以例如对应于密封件，更具体地对应于o形环64c(图5c和图5e)，对应于泡沫条64a(图5a和图5d)或包覆成型的弹性体唇形密封件64b(图5b)。
51.密封器件64可以是气密的或气密和水密的。
52.为了更好地描述密封器件，后面关于图5a至5e的描述结合了调节装置1的元件的
概念。对于以下内容，必须理解的是，这些元件对应于调节装置1的两个单独的、可移除的、可分离的元件，或者对应于使用可逆连接彼此组装的两个元件。这些元件包括壳体2，壳体2的每个部分2a、2b，每个半壳体2a1、2a2、2b1、2b2，用于截止装置14的支撑框架16或支撑框架62，没有区别或特殊限制。
53.如图5a所示，密封器件64可以对应于布置在调节装置的两个元件2、2a、2b、2a1、2a2、2b1、2b2、16、62之间的界面处的泡沫条64a。为此，这些元件中的一个、可以说是第一元件可以包括在其中布置泡沫条64b的凹槽66，而另一个元件、可以说是第二元件可以包括延伸到凹槽66中的突起68，即朝向凹槽66的底壁，并从而支承抵靠泡沫条64a，泡沫条64a变型以使得保持与突起68接触，从而空气流不再通过协作结构。可以是聚氨酯泡沫的泡沫条64a特别好地适于仅密封空气。
54.在图5d所示的变型中，泡沫条64a在调节装置1的两个元件2、2a、2b、2a1、2a2、2b1、2b2、16、62之间的界面处布置在存在于第一元件上的第一凹槽66中，并且第二元件无突起地直接支承抵靠泡沫条64a，泡沫条64a以保持与第二元件2、2a、2b、2a1、2a2、2b1、2b2、16、62接触的方式变形，并且空气流不再能够通过此协作结构。
55.如图5c所示，密封器件64可以对应于布置在调节装置1的两个元件2、2a、2b、2a1、2a2、2b1、2b2、16、62之间的界面处的o形环64c。为此，这些元件中的一个、可以说是第一元件可以包括凹槽66，o形环64c布置在凹槽66中，另一个元件、可以说是第二元件可以直接支承抵靠o形环64c，o形环64c变形以保持与第二元件2、2a、2b、2a1、2a2、2b1、2b2、16、62接触，并且空气流不再能够通过该协作结构。可以由橡胶或任何其他弹性体制成的o形环64c特别适合于密封以防空气和水。当然，第二元件也可以包括突起68，该突起68延伸到凹槽66中并且支承抵靠o形环64c，如图5e所示。
56.如图5b所示，密封器件64可以对应于包覆模制的唇形密封件64b，其布置在调节装置的两个元件2、2a、2b、2a1、2a2、2b1、2b2、16、62之间的界面处。为此，这些元件中的一个、可以说是第一元件可以包括凹槽66，并且包覆成型的唇形密封件64b可以包覆成型在另一个元件、可以说是第二元件上，并且直接支承抵靠凹槽66的底壁，即抵靠第一元件，包覆成型的唇形密封件64b变形以保持与第一元件2、2a、2b、2a1、2a2、2b1、2b2、16、62接触，且空气流不再能够通过该协作结构。包覆成型的唇形密封件64b可以由橡胶或任何其他弹性体(例如sebs或聚苯乙烯
‑
b
‑
聚(乙烯
‑
丁烯)
‑
b
‑
聚苯乙烯)制成，特别适合于密封空气和水。
57.流动管道4包括空气入口20和空气出口22，该空气出口22由至少两个单独的管道组成，挡板(将在下文描述)能够关闭所述管道中的每一个。流动管道4的空气出口22包括布置成将空气流引导至车辆外部的排放管道24和布置成将空气流引导至车辆的发动机隔室的冷却管道26。如图3所示，冷却管道26在此对应于这样的管道，在该管道中在壳体2的壁上形成有设置有格栅30的开口28，从而允许空气流从流动管道4流至发动机隔室。排放管道24在此对应于这样的管道，在该管道中在壳体2的壁中形成有开口32，从而允许空气流从流动管道4流到车辆的外部。
58.根据本发明的用于调节气流的装置1还包括挡板34，该挡板34相对于空气流的流动在冷却单元6的下游布置在流动管道4内。挡板34是如图2所示的鼓型，因为这种调节装置在车辆宽度(y轴)的大部分上延伸并且因此可以到达超过一米，鼓型挡板由于其提供了改善的机械强度的结构而更适合此类用途。根据未示出的实施例，可以设想其他的挡板，例如
滑动挡板(也称为滑动门)，其包括在其上布置有至少一个齿条和与齿条互补的齿轮的滑动门，滑动门通过致动器绕轴旋转以便移动该挡板、特别是平移移动该挡板。
59.鼓型挡板34包括呈轴形式的旋转轴36，其允许鼓型挡板34枢转。鼓型挡板34还包括三个实心壁。两个侧壁38布置在旋转轴36的两个相对端，这两个侧壁38平行并且内接在由垂直于旋转轴36的轴线xz限定的平面中，并且横向壁40将侧壁连接在一起。横向壁40被内接在由轴线xz限定的具有弯曲形状的平面中，并且根据其位置允许空气流在流动通道4的空气出口22处、在管道24、26中流动或停止。侧壁38、横向壁40和旋转轴线36之间的空间未被占用，使得空气流能够在这些元件之间通过，如图2中的箭头f2所示。
60.鼓型挡板34的横向壁40能够关闭排放管道24，如图2所示。根据未示出的实施例，鼓型挡板34的横向壁40也能够关闭冷却管道26。
61.挡板34的不同壁遵循壳体2的壁的形状，以提供适当的密封，并且挡板34还可以还包括包覆成型到壁的端部上的弹性体唇缘42。因此，其中布置有冷却管道26的壳体2的壁基本上是圆形的，使得挡板34的弯曲的横向壁40可以完全关闭该出口管道。
62.当车辆行驶时，挡板34布置成使得其关闭冷却管道26，因此，空气流通过排放管道24。当车辆停在终端(当电池正在充电时)时，挡板34布置成使得其关闭排放管道24，因此气流如图2所示通过冷却管道26。挡板34能够采用任何中间位置。
63.仍然根据本发明，冷却单元6相对于截止装置14倾斜。换句话说，冷却单元6和截止装置14的中间平面形成除了0
°
以外的角度(非零)，特别是在10
°
至80
°
的间隔内的角度，更具体地在30
°
至60
°
的间隔内的角度。这样的布置使得可以减小调节装置1的空间占用。
64.仍然根据本发明，相对于空气流的流动，将翅片44布置在冷却单元6的上游和/或下游是有利的。翅片44对应于圆形壁形式的空气引导件，其限定了用于空气流的通路，以便将空气流f1(图2)分配到冷却单元6的热交换器8、10的整个表面上，从而提高了热效率。
65.为了提高该热效率，翅片44从截止装置14延伸到冷却单元6是有利的。当截止装置14的截止挡板18处于打开配置中时，翅片44可以例如延伸截止挡板18的连续性。翅片44也可以大体上是s形的，具有前缘、后缘和倾斜部段或斜坡，前缘对应于翅片的一端并在由x和y轴限定的水平面中延伸，后缘基本上平行于前缘但是处于不同的高度(z)，倾斜部段或斜坡连接前缘和后缘并主要沿设置轴线(z)延伸。本发明不限于翅片44的形状，只要它们充当空气流的引导件即可；翅片44可以例如为四分之一圆的形状。
66.翅片44的适于被空气流f1越过的第一平坦端部对应于前缘并且是平坦的。适于被空气流f1越过的第二和最后平坦端部对应于后缘并且也是平坦的。倾斜部段不是前缘和后缘的一部分。
67.翅片44在截止装置14和冷却单元6之间延伸，但是不与这些元件接触。为了更好地引导空气，翅片44的前缘和后缘分别靠近截止装置14和冷却单元6布置，但是不邻接这些元件。
68.仍然根据本发明，流动管道4的流动部段在空气流的流动方向上从流动通道4的空气入口20到冷却单元6变宽，并且从冷却单元6到流动管道4的空气出口22变窄。换句话说，流动管道4的流动部段具有至少一个尺寸(宽度和/或高度)，该至少一个尺寸在空气流的流动方向上沿着其长度逐渐增加，或者随着从空气入口20开始向冷却单元6的拉近而逐渐增加。类似地，流动管道4的流动部段具有至少一个尺寸(宽度和/或高度)，该至少一个尺寸在
空气流的流动方向上沿着其长度逐渐减小，或者随着它朝着空气出口22远离冷却单元6而逐渐减小。
69.仍然根据本发明，吸声部件可以布置在壳体2内，从而使流动管道4内衬有隔音件，并且消除或限制了噪声向外部的传播。吸声部件可以例如对应于开孔或闭孔聚氨酯泡沫的层，优选地被亚乙烯基共聚物浸渍，或者可以对应于像亥姆霍兹共振器那样工作的腔。
70.根据未示出的一个实施例，机动车辆包括保险杠梁，格栅或栅栏位于其下方。该格栅是固定的，并保持在打开位置，以允许进入的空气流通过。根据本发明的车辆包括如上所述的空气入口调节装置1。
71.因此，根据本发明的机动车辆包括具有格栅的空气入口和用于调节该空气入口的装置1。流动管道4的空气出口22包括布置成将空气流朝着车辆的外部输送的排放管道24和布置成将空气流朝着车辆的发动机隔室输送的冷却管道26。
72.根据本发明的车辆可进一步包括附加入口以及将所述附加入口连接至将空气流输送至车辆外部的排放管道的附加管道。这使得可以增强排放管道的文丘里效应，从而增加了流通空气流量，从而提高了热效率。附加入口也可以设置有格栅，以防止任何异物(分支，树叶等)进入附加管道。
73.然而，必须理解，这些实施例是通过举例说明本发明的主题给出的。本发明不限于上述这些实施例，并且仅以示例的方式提供。它涵盖了本领域技术人员可以在本发明的范围内进行的各种修改、替代形式和其他变型，特别是上述不同实施例的任意组合。