一种车用主动进气格栅的制作方法

本发明属于汽车技术领域，尤其涉及一种车用主动进气格栅。

背景技术：

进气格栅是汽车前部造型的重要组成部分，影响着整车的设计风格，同时也是空气流入汽车发动机舱的入口。由空气动力学原理可知，空气通过进气格栅进入汽车发动机舱内部时气流速度会降低，导致气流动能的消耗，增大了气流通过汽车的流动阻力，同时气流在发动机舱内产生的分离、回流或阻滞现象也会导致汽车空气阻力的增大。除空气阻力外，进气格栅对车辆的散热性能也有很大的影响，已有研究表明，汽车行驶过程中，流经进气格栅的空气能够带走30％发动机燃烧产生的热量，使发动机舱保持在合理工作温度范围。随着汽车工业的发展，小车型、低车身逐渐成为主流车型，使得汽车发动机舱内的整体空间狭小，零部件的相对安放位置紧凑，导致发动机舱内的中冷器、冷凝器、散热器等热交换器的换热性能变差，需要更大的汽车前端进气格栅来满足冷却系统和空调系统对冷却风的要求，更大的进气格栅通常意味着空气阻力的增加，导致燃油经济性的降低。

如上所述，对于进气格栅设计而言，其矛盾主要体现在以下两个方面：一方面由于消耗了空气动能而增加了气动阻力；另一方面由于空气与冷却模块的热交换而降低了发动机的温度，改善了机舱环境。为了满足上述两方面的要求，主动进气格栅渐渐进入工程师的视野并应用在整车上，成为一种有效降低燃油消耗量的手段。

目前国内主流的主动进气格栅是通过改变格栅的开启角度来控制进入发动机舱内的空气流量，在调节发动机舱内的温度的同时改善车辆风阻以获取更高的燃油经济性。在满足发动机舱内散热条件的前提下，进一步降低车辆风阻，提高汽车的能量利用率对改善燃油经济性具有重要的意义。基于此，本发明专利提出了一种车用主动进气格栅，在满足汽车散热要求的同时，将风能转换成电能并进行储存，最大程度上减小了汽车的能耗，达到汽车最佳的经济效益。

本

技术实现要素：

为解决现有技术存在的如何在满足发动机舱内散热条件的前提下，进一步降低车辆风阻，提高车辆的能量利用率改善燃油经济性的问题，本发明提供一种车用主动进气格栅，一方面能够无极调整主动进气格栅的开度；另一方面利用扰流装置，在满足发动机舱内散热条件的前提下，将风能转换成电能并进行储存，减小汽车能耗，达到汽车最佳的经济效益。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下，一种车用主动进气格栅，包括导风罩、第一格栅叶片、第二格栅叶片、扰流装置、直线驱动装置、水温传感器、车速传感器和控制器，所述导风罩上贯穿有导风通道；

所述扰流装置包括转轴和电动发电一体机，所述转轴沿其轴向依次固定设置有若干风排，所述转轴转动设置在导风罩上，所述电动发电一体机的输出轴与转轴的一端传动连接，所述电动发电一体机电连接有蓄电池；

所述第一格栅叶片和第二格栅叶片的结构相同，均包括四块叶片子板，四块所述叶片子板依次首尾转动连接；所述第一格栅叶片和第二格栅叶片沿导风通道的垂直方向依次设置在导风罩内，所述第一格栅叶片和第二格栅叶片之间具有进风间隙，所述扰流装置位于第一格栅叶片和第二格栅叶片的后方，所述转轴分别与第一格栅叶片和第二格栅叶片平行，所述风排位于进风间隙内，所述直线驱动装置用于驱动相邻两块所述叶片子板靠近或远离其相对的所述叶片子板移动，其控制该进气格栅的开度，当相邻两块所述叶片子板靠近其相对的所述叶片子板移动时，所述第一格栅叶片和第二格栅叶片相互靠近直至封闭导风通道；

所述水温传感器用于监测发动机的温度，所述车速传感器用于监测车辆的速度，所述水温传感器、车速传感器、电动发电一体机和直线驱动装置均与控制器电连接。

作为优选，四块所述叶片子板依次通过第一连接轴、第二连接轴、第三连接轴和第四连接轴转动连接；所述第一连接轴固定设置在导风罩上，所述直线驱动装置用于驱动第三连接轴沿导风通道靠近或远离第一连接轴滑动，当所述第三连接轴靠近第一连接轴滑动时，所述第一格栅叶片和第二格栅叶片相互靠近直至封闭导风通道。

作为优选，所述第一格栅叶片和第二格栅叶片的截面均呈菱形。通过直线驱动装置改变菱形对角线长短变化而改变菱形的形状，从而实现改变该进气格栅的开度的目的，满足该进气格栅开度的无极可调，第一格栅叶片和第二格栅叶片的结构简单，便于控制。

作为优选，所述直线驱动装置包括直线电机和电机滑轨，所述电机滑轨固定设置在导风罩上，所述直线电机沿电机滑轨直线滑动，所述直线电机的输出轴分别与第一格栅叶片和第二格栅叶片的第三连接轴固定连接，所述导风罩上贯穿有滑槽，所述第三连接轴沿滑槽滑动。直线电机沿电机滑轨直线滑动，同时带动第三连接轴沿导风通道靠近或远离第一连接轴滑动，实现驱动相邻两块叶片子板靠近或远离其相对的叶片子板移动，从而控制该进气格栅的开度并使其保持稳定。

进一步地，所述风排的数量为三组，所述风排包括绕转轴的周向固定设置的若干迎风板。流过该进气格栅的气流吹动风排，风排转动带动电动发电一体机的输出轴转动，实现以发电机模式发电的功能，实现了风能向电能的转化；同时风排转动，扰动流过该进气格栅的气流，更好的促进汽车发动机散热；此外在汽车发动机散热要求较低时，风排的转动足以使得发动机的温度降低到合理的范围时，此时该进气格栅关闭，电动发电一体机以电动机模式工作，带动风排转动对发动机进行散热降温，间接的提升了汽车的燃油经济性；当风排的转动不足以满足发动机的散热要求时，控制器将根据车速信号以及汽车发动机的水温信号，实时的调整该进气格栅的开度对发动机进行散热降温，以此来达到减阻与发电的最佳配合，提高燃油经济性。

进一步地，所述电动发电一体机固定设置在导风罩的外侧。

有益效果：本发明的车用主动进气格栅，第一格栅叶片和第二格栅叶片的截面均呈菱形的设计，通过直线驱动装置改变菱形对角线长短变化而改变菱形的形状，从而实现改变该进气格栅的开度的目的，满足该进气格栅开度的无极可调；本发明的车用主动进气格栅，扰流装置中风排被设计安装在第一格栅叶片和第二格栅叶片之间的后方，保证第一格栅叶片和第二格栅叶片的移动与风排的转动不干扰，在满足该进气格栅无极可调的前提下，利用电动发电一体机模式的切换，处于发电机模式时能够实现能量回收；当该进气格栅开启时，流过该进气格栅的气流驱动风排转动，带动电动发电一体机的输出轴转动，此时电动发电一体机以发电机模式进行工作，从而产生电能并供给蓄电池，实现能量回收；此外，气流流经风排时会对发动机舱内的流场产生扰动，提高发动机的散热效果，能够有效减少该进气格栅的打开的时间，减小该进气格栅的开启次数，间接提高了汽车的经济性；当该进气格栅关闭且发动机舱内有降温需求时，电动发电一体机以电动机模式进行工作，利用电动机驱动风排对发动机舱进行散热，可以避免该进气格栅开启，从而减小汽车的风阻系数，提高燃油经济性。

附图说明

图1是本发明车用主动进气格栅的立体结构示意图；

图2是图1中第一格栅叶片和第二格栅叶片的配合示意图；

图3是本发明车用主动进气格栅的另一角度立体结构示意图；

图4是本发明车用主动进气格栅的立体爆炸示意图；

图5是本发明车用主动进气格栅的工作流程示意图；

图中：1、导风罩，11、导风通道，12、滑槽，2、第一格栅叶片，3、第二格栅叶片，31、叶片子板，32、第一连接轴，33、第二连接轴，34、第三连接轴，35、第四连接轴，4、进风间隙，5、扰流装置，51、转轴，52、电动发电一体机，53、风排，531、迎风板，6、直线驱动装置，61、直线电机，62、电机滑轨，7、水温传感器，8、车速传感器，9、控制器。

具体实施方式

实施例

如图1～5所示，一种车用主动进气格栅，包括导风罩1、第一格栅叶片2、第二格栅叶片3、扰流装置5、直线驱动装置6、水温传感器7、车速传感器8和控制器9，所述导风罩1上贯穿有导风通道11；

如图3和图4所示，所述扰流装置5包括转轴51和电动发电一体机52，所述转轴51沿其轴向依次固定设置有若干风排53，所述风排53的数量为三组，所述风排53包括绕转轴51的周向固定设置的若干迎风板531，风排53通过螺栓或焊接固定设置在转轴51上，所述转轴51转动设置在导风罩1上，所述电动发电一体机52固定设置在导风罩1的外侧，所述电动发电一体机52的输出轴与转轴51的一端传动连接，所述电动发电一体机52电连接有蓄电池(图中未示意)；

如图1～4所示，所述第一格栅叶片2和第二格栅叶片3的结构相同，均包括四块叶片子板31，四块所述叶片子板31依次首尾转动连接；所述第一格栅叶片2和第二格栅叶片3沿导风通道11的垂直方向依次设置在导风罩1内，所述第一格栅叶片2和第二格栅叶片3之间具有进风间隙4，所述扰流装置5位于第一格栅叶片2和第二格栅叶片3的后方，所述转轴51分别与第一格栅叶片2和第二格栅叶片3平行，所述风排53位于进风间隙4内，所述直线驱动装置6用于驱动相邻两块所述叶片子板31靠近或远离其相对的所述叶片子板31移动，其控制该进气格栅的开度，当相邻两块所述叶片子板31靠近其相对的所述叶片子板31移动时，所述第一格栅叶片2和第二格栅叶片3相互靠近直至封闭导风通道11；

所述水温传感器7用于监测发动机的温度，水温传感器7采用汽车发动机自带的水温传感器即可，所述车速传感器8用于监测车辆的速度，车速传感器8采用汽车自带的车速传感器即可，所述水温传感器7、车速传感器8、电动发电一体机52和直线驱动装置6均与控制器9电连接。

如图1～4所示，四块所述叶片子板31依次通过第一连接轴32、第二连接轴33、第三连接轴34和第四连接轴35转动连接，所述第一格栅叶片2和第二格栅叶片3的截面均呈菱形；所述第一连接轴32固定设置在导风罩1上，所述直线驱动装置6用于驱动第三连接轴34沿导风通道11靠近或远离第一连接轴32滑动，当所述第三连接轴34靠近第一连接轴32滑动时，所述第一格栅叶片2和第二格栅叶片3相互靠近直至封闭导风通道11；

如图1、图3和图4所示，所述直线驱动装置6包括直线电机61和电机滑轨62，所述电机滑轨62固定设置在导风罩1上，所述直线电机61沿电机滑轨62直线滑动，所述直线电机61的输出轴分别与第一格栅叶片2和第二格栅叶片3的第三连接轴34固定连接，所述导风罩1上贯穿有滑槽12，所述第三连接轴34沿滑槽12滑动。

如图5所示，该车用主动进气格栅的工作过程如下：

控制器9接受水温传感器7的发动机水温信号以及车速传感器8的车速信号，并进行判断；

当检测到水温小于a时，该进气格栅将处于全闭的状态(即第一格栅叶片2和第二格栅叶片3相互靠近封闭导风通道11)，同时电动发电一体机52处于不工作的状态，以此来快速的提高发动机的温度；

当水温大于等于a，且车速小于c时，由于低速的时候该进气格栅开度的大小对于风阻的影响很小，为了最大程度上发挥电动发电一体机52的发电功效，控制器9控制直线电机61工作，直线电机61驱动第三连接轴34沿导风通道11远离第一连接轴32滑动，直至该进气格栅使其全开，此时通过该进气格栅的气流量达到最大，吹动风排53转动，从而带动电动发电一体机52的输出轴转动，将风能转换成电能并储存于蓄电池；

当车速大于等于c，当检测到水温小于b大于d时，其中a<d<b，该进气格栅处于全闭的状态(即第一格栅叶片2和第二格栅叶片3相互靠近封闭导风通道11)，此时电动发电一体机52以电动机模式工作，带动风排53的转动，扰动气流降低发动机舱内温度；

当检测到的水温大于等于b时，此时仅仅通过风排53的转动不足以降低发动机的温度至合理范围时，控制器9根据车速传感器8的车速信号以及水温传感器7的发动机水温信号，实时控制直线电机61驱动第三连接轴34沿导风通道11靠近或远离第一连接轴32滑动，实现实时的调整该进气格栅的开度对发动机进行散热降温，此时电动发电一体机52以发电机的模式工作，并利用流过该进气格栅的气流吹动风排53转动，风排53的转动带动电动发电一体机52的输出轴转动，从而将风能转化成电能并储存在蓄电池中。