一种暖风流量控制机构、车载空调系统及车辆的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种暖风流量控制机构，包括暖水阀，所述暖水阀内设置有可周向转动的阀芯，所述阀芯沿自身周向在其侧壁开设有至少两个出水口，且在所述阀芯的转动过程中，各所述出水口的有效出水截面积之和保持固定。本发明所公开的暖风流量控制机构，阀芯转动时，各个出水口的有效出水截面积不断变化，但是其总和始终保持不变，所以进水截面积和出水截面积始终保持原始的比例，即单位时间内的总进水流量和总出水流量相等。如此，在阀芯的转动的过程中，各个出水口的流量与有效出水截面积呈正比，两者之间为线性的关系，从而通过对各个出水口流量的线性控制实现对暖风温度的精确控制。本发明还公开一种车载空调系统和车辆，其有益效果如上所述。
【专利说明】
一种暖风流量控制机构、车载空调系统及车辆
技术领域
[0001]本发明涉及车辆工程及空调技术领域，特别涉及一种暖风流量控制机构。本发明还涉及一种车载空调系统及一种车辆。
【背景技术】
[0002]随着中国机械工业的发展，越来越多的机械设备已得到广泛使用。
[0003]汽车行业作为机械工业的支柱，已取得多项研究成果。汽车发展至今，已经在其车身上集成了多个不同功能的系统，包括燃油供给系统、起动系统、冷却系统、润滑系统和点火系统等。在电控方面，车载空调系统如今也是其中非常重要的部分。
[0004]车载空调系统的功能有几个方面，主要包括将发动机所产生的热量用于为车厢内制暖，以及制冷、换气等。以最常用的空调暖风系统为例，目前，空调暖风系统一般通过暖水阀将发动机热水引导至暖风芯体中，通过热交换将热量传递给空气，然后为车厢供暖。其中的暖水阀起到了至关重要的作用，该暖水阀一般为通过执行器驱动运转的截止型水阀，水阀内设置有阀芯，该阀芯一般呈圆柱状，上面设置有一个进水口和一个出水口，其中进水口与发动机热水口连通，而出水口与暖风芯体连通。其阀芯与执行器的转动轴连接，当空调控制器的旋转档位切换时，执行器的转动轴产生相应转动，然后带动阀芯转动，从而实现暖水阀的流量调节。
[0005]然而，在截止型水阀的阀芯转动过程中，当其阀门开度变大或变小时，入口端(即发动机热水口 )的压力会跟随变化，如此造成了供暖水流量的应激变化，不利于暖风温度的精确控制。
[0006]因此，如何实现对暖风温度的精确控制，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种暖风流量控制机构，能够实现对暖风温度的精确控制。本发明的另一目的是提供一种车载空调系统和一种车辆。
[0008]为解决上述技术问题，本发明提供一种暖风流量控制机构，包括暖水阀，所述暖水阀内设置有可周向转动的阀芯，所述阀芯沿自身周向在其侧壁开设有至少两个出水口，且在所述阀芯的转动过程中，各所述出水口的有效出水截面积之和保持固定。
[0009]优选地，各所述出水口上设置有用于调节该条支路上液体流动阻力的可调水阻器。
[0010]优选地，各所述出水口上还设置有用于检测该条支路上的出水压力值并将其发送给所述可调水阻器以提高其水阻调节精度的水压传感器。
[0011]优选地，所述阀芯与所述暖水阀的阀体内壁之间设置有液密封层。
[0012]本发明还提供一种车载空调系统，包括暖风芯体和与所述暖风芯体连通的暖风流量控制机构，其中，所述暖风流量控制机构为上述任一项所述的暖风流量控制机构。
[0013]优选地，所述阀芯的其中一个所述出水口与所述暖风芯体连通，另一个所述出水口与发动机回水口连通。
[0014]优选地，当所述阀芯处于顺时针转动极限位置时，其中一个所述出水口与所述暖风芯体完全导通;且当所述阀芯处于逆时针转动极限位置时，另一个所述出水口与所述发动机回水口完全导通。
[0015]优选地，还包括用于根据所述暖风芯体的散热效率调节所述阀芯转动角度的执行器。
[0016]优选地，所述执行器具体为步进电机。
[0017]本发明还提供一种车辆，包括车体和设置于所述车体上的车载空调系统，其中，所述车载空调系统为上述五项中任一项所述的车载空调系统。
[0018]本发明所提供的暖风流量控制机构，主要包括暖水阀，并且在暖水阀内设置有可周向转动的阀芯，而在阀芯上沿着自身的周向方向在其侧壁上开设有进水口和出水口，该出水口至少有两个，而进水口一般只有一个，主要用于与发动机热水口连通，使热水进入到阀芯中，并且其中一个出水口必然用于给空气提供热量，制造暖风。重要的是，各个出水口在阀芯上的设置位置是特殊的，在阀芯的转动过程中，各个出水口的有效出水截面积之和保持固定。如此，考察暖风流量控制机构的运行过程可知，阀芯进行一定角度的转动运动，在此过程中，进水流量和进水截面积是始终保持不变的，然后各个出水口的有效出水截面积随着阀芯的转动不断发生变化。但是，各个出水口的有效出水截面积虽然在变化，某些出水口变小，某些出水口变大，但是其总和始终保持不变，所以进水截面积和出水截面积始终保持原始的比例，即单位时间内的总进水流量和总出水流量相等。如此，进水口处的压力不会发生变化，避免了各个出水口的流量应激变化，换言之，在阀芯的转动的过程中，各个出水口的流量与有效出水截面积呈正比，两者之间为线性的关系。因此，本发明所提供的暖风流量控制机构即能够通过对各个出水口流量的线性控制实现对暖风温度的精确控制。本发明所提供的车载空调系统和车辆，其有益效果如上所述。
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0020]图1为本发明所提供的一种【具体实施方式】的整体结构剖视图；
[0021]图2为图1的俯视图；
[0022]图3为图1中所示的阀芯和可调水阻器在车载空调系统中与暖风芯体的位置示意图。
[0023]其中，图1一图3中:
[0024]阀芯一I，出水口一101，可调水阻器一2，水压传感器一3，暖风芯体一4，执彳丁器一5。
【具体实施方式】
[0025]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026]请参考图1及图2，图1为本发明所提供的一种【具体实施方式】的整体结构剖视图(图中的箭头表示水流的方向)，图2为图1的俯视图。
[0027]在本发明所提供的一种【具体实施方式】中，暖风流量控制机构主要包括暖水阀。在暖水阀内设置有阀芯I，并且该阀芯I可自由周向转动。一般的，该阀芯I可呈圆柱状或球状等，以下均以阀芯I呈圆柱状进行论述。
[0028]在阀芯I上设置有进水口和出水口 1I，并且进水口和出水口 1I沿着阀芯I的周向方向设置在其侧壁上，其中进水口的数量一般只有一个，而出水口 1I在阀芯I上设置的数量至少为两个，比如两个、三个或更多都是可行的。并且进水口一般与发动机热水口连通，使得发动机中的热水能够通过热水口进入到阀芯I中。同时其中一个出水口 101必然用于给空气提供热量，制造暖风。
[0029]重要的是，各个出水口101在阀芯上的设置位置是特殊的，在阀芯I的转动过程中，各个出水口 101的有效出水截面积之和保持固定。考察暖风流量控制机构的运行过程可知，阀芯I进行一定角度的转动运动，在此过程中，进水流量和进水截面积是始终保持不变的，然后各个出水口 101的有效出水截面积随着阀芯I的转动不断发生变化。但是，各个出水口1I的有效出水截面积虽然在变化，某些出水口变小，某些出水口变大，但是其总和始终保持不变，所以进水截面积和出水截面积始终保持原始的比例，即单位时间内的总进水流量和总出水流量相等。如此，进水口处的压力不会发生变化，避免了各个出水口 1I的流量应激变化。换言之，在阀芯I的转动的过程中，各个出水口 1I的流量与有效出水截面积呈正比，两者之间为线性的关系。
[0030]因此，本发明所提供的暖风流量控制机构即能够通过对各个出水口101流量的线性控制实现对暖风温度的精确控制。
[0031]在关于阀芯I的一种优选实施方式中，该阀芯I呈圆柱状，并且沿着其侧壁设置有两个出水口 101，当然，其中一个出水口 101用于给空气提供热量，通向暖风口。而另一个出水口 101，则可以连通到其余部件，此处不做限定。
[0032]关于两个出水口101的设置方式，首先可确定阀芯I的转动角度范围，比如阀芯I的最大转动角度可为35°、38°、40°或35°?40°之间的任意角度值。以最大转动角度为38°为例，阀芯I必然存在两个极限转动位置，即顺时针转动极限位置和逆时针转动极限位置。以图1为参考，两个出水口 1I在阀芯I上的设置位置关系需要满足:当阀芯I转动到顺时针转动极限位置时，其中一个出水口 101完全导通，而当阀芯I转动到逆时针转动极限位置时，另一个出水口 101完全导通。
[0033]具体的，可以进水口为基准，将两个出水口101分别设置在其两侧，然后使两个出水口 101与该进水口之间的夹角均为120°，进水口的宽度可以略大于发动机热水口的直径，而两个出水口 101的直径可以与与其连通的管道直径相当。如此设置，两个出水口 101的设置位置关系即可以满足上述要求。同时，在阀芯I处于顺时针转动极限位置和逆时针转动极限位置之间时，两个出水口 101处于同时导通的状态，此时只需调整阀芯I的转动角度即可精确地调整两个出水口 101的流量。
[0034]需要说明的是，以上实施例通过阀芯I上设置有两个出水口 101为例进行论述，但并不意味着阀芯I上只能设置两个出水口 101，其余多个出水口 101同时存在的情况也均可以米用。
[0035]此外，考虑到热水通过出水口 101流入各种管道时会受到流阻(也可称为水阻)，为避免流阻对各出水口 101的流量造成影响，本实施例在各出水口 101上设置了可调水阻器2。具体的，该可调水阻器2可以为截止型水阀或经过标定的空隙镶块等，通过阀门的开度或偏转的角度调节对其所处支路的流阻调节。如此通过可调水阻器2的功能调节该条支路上的液体流动阻力，使其与另一个出水口 101的流阻相等，通过等效原理即可避免因不同支路的流阻不同造成两个出水口 101的流量分配不成比例的情况。当然，流阻对各出水口 101流量的影响毕竟是较小的，工程上可将其近似处理，即可无需考虑流阻的影响。
[0036]需要说明的是，可调水阻器2在出水口 101上的设置方式并非只能按照每一个出水口 1I均对应一个可调水阻器2的方式，比如存在3个出水口 101时，只需其中任意两个出水口 101上设置有可调水阻器2即可，此时以未设置可调水阻器2的支路上的流阻值为准，分别调节两个可调水阻器2，最终使3个出水口 101所在支路的流阻均相同，更多个出水口 101的情况以此类推。即存在N个出水口 101时，只需N-1个可调水阻器2即可达到各条支路等效流阻的目的。
[0037]不仅如此，为提高各个可调水阻器2对流阻的调节精度，本实施例还在各个出水口101上设置了水压传感器3。该水压传感器3主要用于检测该条支路上的出水压力值，并将检测到的出水压力值发送给可调水阻器2，将出水压力值与流速、出水截面积等因素通过流体力学公式计算出实际水阻，如此可调水阻器2即可按照计算出的实际水阻进行调节，提高调节精度。
[0038]另外，考虑到暖水阀的密封性也能够影响各个出水口101的流量，针对此，本实施例在阀芯I与暖水阀的阀体内壁之间设置了液密封层，比如可在阀芯I与阀体之间设置密封圈等。当然，还可以通过涂覆密封胶等方式达到液密封的目的。
[0039]如图3所示，图3为阀芯和可调水阻器与暖风芯体的位置示意图。
[0040]本发明还提供一种车载空调系统，主要包括暖风芯体4和暖风流量控制机构，其中，该暖风流量控制机构与上述内容相同，此处不再赘述。
[0041 ]具体的，暖风流量控制机构中的阀芯I，其上的某一个出水口 101可与暖风芯体4连通，而另一个出水口 101可与发动机回水口连通，如此设置，发动机中的热水即可通过该出水口 101流回到发动机中形成循坏流动。
[0042]此外，还可将与暖风芯体4连通的出水口101设置在一侧末端，同时将与发动机回水口连通的出水口 101设置在另一侧末端，如此，当阀芯I在转动时，且处于顺时针转动极限位置时，则末端的出水口 101与暖风芯体4完全导通；同时，当阀芯I处于逆时针转动极限位置时，则另一侧末端的出水口 101与发动机回水口完全导通。如此设置，当车厢内的温度已经合适，无需再往暖风芯体4内注入热水时，此时即可逆时针旋转阀芯I，使其进水口处的热水全部流向该出水口 101，最终全部流回到发动机，如此避免了发动机热水口端的压力长期加载在通向暖风芯体4的出水口 1I侧壁上，降低阀芯I的损坏风险。
[0043]此外，为了提高对阀芯I转动角度的控制精确性，本实施例在暖水阀上设置了执行器5，该执行器5具有反馈功能，能够根据暖风芯体4的实时散热效率即时地调节阀芯I的转动角度，从而较精确地调节阀芯I的转动角度。
[0044]进一步的，可将该执行器5设置为步进电机，如此能够更加提高对阀芯I转动角度的精确控制。
[0045]本发明还提供一种车辆，包括车体和设置在车体上的车载空调系统，其中，该车载空调系统与上述相关内容同相同，此处不再赘述。
[0046]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种暖风流量控制机构，包括暖水阀，所述暖水阀内设置有可周向转动的阀芯(I)，其特征在于，所述阀芯(I)沿自身周向在其侧壁开设有至少两个出水口(101)，且在所述阀芯(I)的转动过程中，各所述出水口(101)的有效出水截面积之和保持固定。2.根据权利要求1所述的暖风流量控制机构，其特征在于，各所述出水口(101)上设置有用于调节该条支路上液体流动阻力的可调水阻器(2)。3.根据权利要求2所述的暖风流量控制机构，其特征在于，各所述出水口(101)上还设置有用于检测该条支路上的出水压力值并将其发送给所述可调水阻器(2)以提高其水阻调节精度的水压传感器(3)。4.根据权利要求3所述的暖风流量控制机构，其特征在于，所述阀芯(I)与所述暖水阀的阀体内壁之间设置有液密封层。5.—种车载空调系统，包括暖风芯体(4)和与所述暖风芯体(4)连通的暖风流量控制机构，其特征在于，所述暖风流量控制机构为权利要求1-4任一项所述的暖风流量控制机构。6.根据权利要求5所述的车载空调系统，其特征在于，所述阀芯(I)的其中一个所述出水口( 1I)与所述暖风芯体(4)连通，另一个所述出水口( 1I)与发动机回水口连通。7.根据权利要求6所述的车载空调系统，其特征在于，当所述阀芯(I)处于顺时针转动极限位置时，其中一个所述出水口(101)与所述暖风芯体(4)完全导通;且当所述阀芯(I)处于逆时针转动极限位置时，另一个所述出水口(101)与所述发动机回水口完全导通。8.根据权利要求7所述的车载空调系统，其特征在于，还包括用于根据所述暖风芯体(4)的散热效率调节所述阀芯(I)转动角度的执行器(5)。9.根据权利要求8所述的车载空调系统，其特征在于，所述执行器(5)具体为步进电机。10.—种车辆，包括车体和设置于所述车体上的车载空调系统，其特征在于，所述车载空调系统为权利要求5-9任一项所述的车载空调系统。
【文档编号】F16K11/085GK106090315SQ201610551095
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月13日
【发明人】佟小坡, 李志伟, 王锋军
【申请人】北汽福田汽车股份有限公司