КЛИМАТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а более конкретно - к конструкциям климатических установок транспортных средств.
Известны различные климатические установки транспортного средства, (см., например, патенты ФРГ N 10127339, В 60 Н 01/00, 2002; США N 6415857, В 60 Н 01/00, 2002; Японии N 3289705, В 60 Н 01/32, 2002;
Франции N 2795683, В 60 Н 01/00, 2001 и др.), каждая из которых содержит вентилятор, первый теплообменник для охлаждения воздуха (испаритель), второй теплообменник для нагрева воздуха (радиатор-нагреватель), корпус для размещения первого и второго теплообменников и вентилятора, воздухоприемник, устройство распределения воздушных потоков, включающее заслонки управления воздушными потоками с их приводами.
Различные конструктивные особенности известных климатических установок транспортных средств существенно ограничивают область их использования. Например, наличие во всех известных установках сложных трасс воздуховодных каналов приводит к снижению объемов прокачиваемого воздуха и, соответственно, к снижению производительности климатических установок.
Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому эффекту от его использования к заявляемому решению является известная конструкция климатической установки транспортного средства, защищенная свидетельством РФ на полезную модель N 13887, В 60 Н 01/00, 1999, содержащей тонкостенный корпус, выполненный из полимерного материала и состоящий из нижней части, образующей основание корпуса, и верхней части. При этом верхняя и нижняя части корпуса сопряжены
между собой, образуя продолговатый короб, в котором последовательно расположены вентилятор с электродвигателем, первый теплообменник (испаритель), второй теплообменник (радиатор-нагреватель), устройство распределения воздушных потоков, содержащее первую поворотную заслонку (подмешивания), закрывающую в крайних положениях проход воздуха от вентилятора к испарителю или к радиатору-нагревателю и имеющую первый сервопривод, содержащий тягу с упругими элементами, выполненными в виде пружин сжатия, расположенных между упорами на тяге и ползуном, шарнирно соединенным с рычагом, расположенным на оси первой поворотной заслонки (подмешивания), а также вторую поворотную заслонку (рециркуляции) со вторым сервоприводом, выполненным в виде пневмопривода, установленную у окна шахты для забора наружного воздуха (воздухо-приемника), расположенной над вентилятором.
Испаритель установлен на нижней стенке корпуса поперек нее на расстоянии от верхней стенки. Радиатор-нагреватель размещен между нижней и верхней стенками корпуса напротив воздуховода, сообщающего испаритель с вентилятором. Над испарителем расположен воздуховод, сообщающийся с полостью над радиатором-нагревателем.
Внутри корпуса в его нижней части, под радиатором-нагревателем установлена металлическая коробка с первой заслонкой (подмешивания).
Конструкция данной климатической установки хотя и позволяет довольно легко размещать ее снизу подоконного бруса в пассажирском помещении транспортного средства, однако, такая конструкция имеет относительно низку» эффективность отопления и вентиляции пассажирского салона и создания комфортного микроклимата при довольно большом энергопотреблении и при относительно низкой надежности работы как устройства распределения воздушных потоков, так и органов управления заслонками управления воздушными потоками.
Это обусловлено тем, что, во-первых, в режиме вентиляции из-за скоростного напора, обусловленного движением транспортного средства, происходит снижение объема поступающего воздуха во внутреннюю рабочую полость климатической установки из-за аэродинамического сопротивления, вызываемого лопастями крыльчатки вентилятора при выключенном электродвигателе вентилятора.
Во-вторых, системы управления первой заслонкой подмешивания и второй заслонкой рециркуляции конструктивно сложны и, соответственно, ненадежны в работе из-за наличия большого количества входящих в них элементов.
В-третьих, радиатор-нагреватель постоянно находится в рабочем состоянии, что при неплотно прикрытой первой заслонке подмешивания (например, из-за высоких вибрационных и инерционных нагрузок во время движения транспортного средства) допускает в теплое время года дополнительный несанкционированный обогрев салона автомобиля, что, в свою очередь, приводит к дополнительной нагрузке на испаритель и другие узлы климатической установки, участвующие а охлаждении воздуха, и, как следствие, к повышенному энергопотреблению климатической установки, а, соответственно, и транспортного средства.
В-четвертых, данная климатическая установка имеет блочную конструкцию (корпус, коробка с заслонкой и вентилятором, шахта для забора воздуха с заслонкой рециркуляции), что при установке ее на транспортное средство создает возможность (например, из-за высоких вибрационных и инерционных нагрузок во время движения транспортного средства) нарушения герметичности собранных вместе блоков и, как следствие, приводит к недостаточной надежности работы установки в целом.
В-пятых, конструкция данной климатической установки затрудняет
ее монтаж и ремонт во время эксплуатации из-за затрудненного доступа к внутренним элементам установки, что, естественно, отрицательно сказывается на ее работоспоспособности.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является существенное повышение эффективности работы климатической установки транспортного средства путем существенного расширение арсенала уже имеющихся средств определенного назначения за счет повышения эффективности основных функций климатической установки - отопления и вентиляции пассажирского салона (связанных с повышением комфортности) при обеспечении минимального энергопотребления, а также повышения надежности ее работы, в том числе и за счет повышения качества сборок частей установки, обусловленного существенным улучшением условий ее монтажа и ремонта во время эксплуатации.
Данная задача решается с помощью технического результата от использования заявляемой полезной модели, заключающегося:
во-первых, в увеличении в режиме вентиляции объема поступающего воздуха во внутреннюю рабочую полость климатической установки за счет исключения аэродинамического сопротивления, вызываемого лопастями крыльчатки вентилятора при выключенном электродвигателе вентилятора;
во-вторых, в повышении надежности работы систем управления первой заслонкой подмешивания и второй заслонкой рециркуляции за счет существенного упрощения их конструкций;
в-третьих, в снижении энергопотребления климатической установки, а, соответственно, и транспортного средства путем исключения дополнительного несанкционированного обогрева пассажирского салона за счет исключения ненужного контакта прокачиваемого воздуха с постоянно работающим радиатором-нагревателем;
в-четвертых, в повышении надежности работы климатической установки за счет повышения герметичности ее конструкции путем исключения блочного принципа ее компоновки;
в-пятых, в повышении надежности работы климатической установки путем повышения качества монтажа, а также ремонта климатической установки во время ее эксплуатации за счет облегчения доступа к ее внутренним основным элементам.
Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что в известной климатической установке транспортного средства, содержащей первый тонкостенный корпус, выполненный из полимерного материала и состоящий из кожуха и крышки, воздухоприемник, прикрепленный к одному из горцев первого тонкостенного корпуса, внутри которого расположены вентилятор с электродвигателем, испаритель, радиатор-нагреватель, устройство распределения воздушных потоков, состоящее из первой поворотной заслонки подмешивания с первым сервоприводом, закрывающей в крайних положениях проход воздуха к испарителю или к радиатору-нагревателю, и второй поворотной заслонки рециркуляции со вторым сервоприводом, установленной у окна воздухоприемника,
во-первых, кожух и крышка расположенного горизонтально первого тонкостенного корпуса соединены между собой таким образом, что линия разъема кожуха с крышкой, размещенной сбоку от кожуха, расположена в вертикальной плоскости,
во-вторых, устройство распределения воздушных потоков дополнительно снабжено третьей поворотной заслонкой распределения обработанного воздуха, установленной в выходном коробе, неподвижно прикрепленном к первому тонкостенному корпусу на противоположной стороне от воздухоприемника,
в-третьих, вентилятор размещен во втором корпусе, выполненном в виде улитки, установленном после испарителя и радиатора-нагревателя перед выходным коробом и полость которого сообщена с одной стороны с полостями каналов, идущих от испарителя и радиатора-нагревателя, а с другой стороны - с полостью выходного короба,
в-четвертых, первый сервопривод первой поворотной заслонки подмешивания выполнен в виде первого моторедуктора, выходная ось которого жестко скреплена с первой поворотной заслонкой подмешивания с помощью первой ступенчатой втулки-оси,
в-пятых, второй сервопривод второй поворотной заслонки рециркуляции выполнен в виде второго моторедуктора, выходная ось которого жестко скреплена со второй поворотной заслонкой рециркуляции с помощью второй ступенчатой втулки-оси,
в-шестых, третья поворотная заслонка распределения обработанного воздуха жестко скреплена с рычагом ее поворота с помощью фиксатора-защелки,
в-седьмых, в крышке первого тонкостенного корпуса около радиатора-нагревателя выполнена ниша, закрытая съемной панелью.
Введение в конструкцию климатической установки новых узлов и элементов, а также особое выполнение и расположение уже имеющихся узлов и элементов позволяет существенно повысить эффективность работы климатической установки транспортного средства за счет повышения надежности ее работы и расширения ее функциональных возможностей.
Заявляемая полезная модель пояснена чертежами, на которых:
- на Фиг.1 изображен общий вид предлагаемой климатической установки транспортного средства;
- на Фиг.2 изображен общий вид сверху предлагаемой климатической установки;
- на Фиг.3 показано сечение по А-А предлагаемой климатической установки для показа расположения ее внутренних составных частей и элементов;
- на Фиг.4 показано сечение по Б-Б предлагаемой климатической установки для показа типового жесткого соединения Заслонок подмешивания и рециркуляции с их моторедукторами;
- на Фиг.5 показана схема соединения третьей поворотной заслонки распределения обработанного воздуха с рычагом ее поворота с помощью фиксатора-защелки.
Предлагаемая климатическая установка транспортного средства (см. Фиг.1, 2) содержит расположенный горизонтально первый тонкостенный корпус, выполненный из полимерного материала и состоящий из кожуха 1 и крышки 2, воздухоприемник 3, прикрепленный к одному из горцев первого тонкостенного корпуса. Кожух 1, крышка 2 и воздухоприемник 3 соединены между собой с помощью устройства фиксации (на чертеже не показано), причем по всей длине соединения уложен эластичный уплотнитель (на чертеже не показан), исключающий протечки воздуха из корпуса при любом режиме работы климатической установки. Кожух 1 и крышка 2 соединены между собой таким образом, что линия разъема кожуха 1 с крышкой 2, размещенной сбоку от кожуха 1, расположена в вертикальной плоскости. Указанная конструкция первого тонкостенного корпуса имеет небольшое количество деталей и минимальное количество соединений, что обеспечивает его высокую жесткость.
В первом тонкостенном корпусе расположены вентилятор 4 с крыльчаткой
и электродвигателем (на чертеже не показаны), испаритель 5, радиатор-нагреватель 6, устройство распределения воздушных потоков, состоящее из первой поворотной заслонки подмешивания 7 (см. Фиг.3) с первым сервоприводом, выполненным в виде первого моторедуктора 8 (см. Фиг.1), электрически подключенного к пульту климатической установки, закрывающей в крайних положениях проход воздуха к испарителю 5 или к радиатору-нагревателю 6, второй поворотной заслонки рециркуляции 9 (см. Фиг.1, 2, 3) со вторым сервоприводом, выполненным в виде второго моторедуктора 10, также электрически подключенного к пульту климатической установки, установленной у окна 11 воэдухоприемника 3, а также третьей поворотной заслонки распределения обработанного воздуха 12 (см. Фиг.3) с рычажным приводом (см. Фиг.2), имеющим рычаг поворота 13, установленной в выходном коробе 14, неподвижно прикрепленном к первому тонкостенному корпусу на противоположной стороне от воздухоприемника 3. Вентилятор 4 размещен во втором корпусе 15 (см. Фиг.3), выполненном в виде улитки, установленном после испарителя 5 и радиатора-нагревателя 6 перед выходным коробом 14 и полость которого сообщена с одной стороны с полостями каналов, идущих от испарителя 5 и радиатора-нагревателя 6, а с другой стороны - с полостью выходного короба 14.
Первая поворотная заслонка подмешивания 7 жестко скреплена с выходной осью 16 первого моторедуктора 8 с помощью первой ступенчатой втулки-оси 17 (см. Фиг.5), вторая поворотная заслонка рециркуляции 9 жестко скреплена с выходной осью 18 второго моторедуктора 10 с помощью второй ступенчатой втулки-оси 19, а третья поворотная заслонка распределения обработанного воздуха 12 жестко скреплена с рычагом ее поворота 13 с помощью фиксатора-защелки 20 (см. Фиг.6).
Радиатор-нагреватель 6 размещен (см. Фиг.3) перед вентилятором 4 поперек воздушного потока между кожухом 1 и крышкой 2 первого тонкостенного
корпуса.
Для организации канала для холодного воздушного потока, в обход радиатора-нагревателя 6 (см. Фиг.3) внутри первого тонкостенного корпуса установлена перегородка 21.
Управление заслонками подмешивания 7 и рециркуляции 9 производится с пульта климатической установки (на чертеже не показан). Для автоматического и плавного регулирования оборотов электродвигателя вентилятора 4 он снабжен блоком регулирования скорости его вращения 22 (см. Фиг.1).
Управление третьей поворотной заслонкой распределения обработанного воздуха 12 производится вручную с помощью рычажного привода через рычаг ее поворота 13.
Для облегчения доступа к внутренним элементам климатической установки и для обеспечения высокого качества монтажа и ремонта установки в крышке 2 первого тонкостенного корпуса (см. Фиг.1) около радиатора-нагревателя 6 выполнена ниша, закрытая съемной панелью 23.
Предлагаемая климатическая установка транспортного средства эксплуатируется следующим образом:
РЕЖИМ ВЕНТИЛЯЦИИ
В режиме вентиляции или кондиционирования наружный воздух, поступающий через окно 11 воздухоприемника 3 (объем поступления которого задается автоматически с пульта управления климатической установки с помощью второй поворотной заслонки рециркуляции 9) и испаритель 5, направляется в зону нахождения первой поворотной заслонки подмешивания 7 (см. Фиг.3), которая перекрывает канал поступления холодного воздуха к радиатору-нагревателю 6 и весь поток воздуха по обходному каналу направляет через второй корпус 15 как через зазор между вторым корпусом 15 и крыльчаткой ветилятора 4, так и частично через крыльчатку к третьей поворотной заслонке распределения обработанного воздуха
12 при скоростном нагнетании воздуха при движении транспортного средства при отключенном веииляторе.
В режиме кондиционирования первая поворотная заслонка подмешивания 7 может находиться, как в полностью открытом положении (канал вентиляции, показанный на Фиг.3 справа, открыт), при этом в пассажирский салон поступает максимальное количество охлажденного воздуха, так и в любом промежуточном положении, обеспечивающем автоматическое поддержание заданной температуры в салоне при заданной производительности (путем задания определенной скорости вращения крыльчатки) вентилятора 4 за счет подмешивания теплого воздуха к основному объему холодного воздуха. Кроме этого, количество подмешиваемого воздуха зависит от угла открытия первой поворотной заслонки подмешивания 7, открываемой с помощью первого моторедуктора 8 по сигналу с пульта управления.
РЕЖИМ ОТОПЛЕНИЯ
В режиме отопления наружный воздух, поступающий через окно 11 воадухоприемника 3 (объем поступления которого задается автоматически с пульта управления климатической установки с помощью второй поворотной заслонки рециркуляции 9) и испаритель 5, направляется в зону нахождения первой поворотной заслонки подмешивания 7 (см. Фиг.3), которая может находиться как в полностью закрытом положении (канал вентиляции, показанный на Фиг.3 справа, перекрыт), при этом в пассажирский салон поступает максимальное количество нагретого воздуха, так и в любом промежуточном положении, обеспечивающем автоматическое поддержание заданной температуры в салоне при любой заданной скорости вращения крыльчатки вентилятора 4 (обеспечиваемой блоком 22 регулирования скорости вращения) путем подмешивания холодного воздуха к основному объему нагретого воздуха. При этом количество подмешиваемого воздуха зависит от угла открытия первой поворотной заслонки подмешивания
7, открываемой с помощью первого моторедуктора 8 по сигналу с пульта управления.
Таким образом, в режиме вентиляции и кондиционирования, поступающий воздух имеет на своем пути минимальное количество преград, а в режиме отопления имеется возможность автоматического поддержания оптимальной температуры в салоне.
С помощью третьей поворотной Заслонки распределения обработанного воздуха 12 пользователь при любом выбранном режиме обработки воздуха с помощью рычажного привода, имеющего рычаг поворота 13, соединенный с третьей поворотной заслонкой 12, имеет возможность направить воздушные потоки через расположенные после третьей поворотной заслонки 12 воздуховоды 24 или 25 (см. Фиг.3) в нужном для себя направлении в пассажирском салоне.
Предлагаемая полезная модель позволяет:
1. Существенно повысить эффективность работы климатической установки транспортного средства за счет повышения надежности ее работы и улучшения условий ее производства и эксплуатации, а также за счет расширения ее функциональных возможностей.
2. Повысить эффективность работы климатической установки за счет увеличения в режиме вентиляции объема поступающего воздуха в ее внутреннюю рабочую полость и затем в пассажирский салон.
3. Повысить надежность работы климатической установки за счет повышения надежности работы систем управления заслонок подмешивания и рециркуляции устройства распределения воздушных потоков путем исключения длинной цепи элементов кинематической связи (тяг, пружин, ползунов и т.д.).
4. Повысить надежность работы климатической установки за счет повышения герметичности ее конструкции путем исключения блочного принципа ее компоновки.