КУЗОВ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ПАССАЖИРСКОЙ КАБИНОЙ И СИСТЕМА ВЫТЯЖНОГО ВЕНТИЛЯТОРА ДЛЯ КАБИНЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
VEHICLE BODY WITH PASSENGER CABIN AND EXHAUST FAN SYSTEM FOR VEHICLE CABIN

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение, по существу, относится к системам вытяжного вентилятора для кабин транспортного средства, и в частности, к снижению распространения наружного шума в кабину транспортного средства через вытяжной вентилятор.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Широко известно, что следует предусматривать механизм для выравнивания давления между внутренним пассажирским отделением или кабиной автомобиля и атмосферой. Для достижения хороших рабочих характеристик отопления и кондиционирования воздуха в транспортном средстве и для защиты внутреннего отделения транспортного средства от влаги и внешнего мусора, пассажирское отделение транспортного средства по существу изолировано от внешней атмосферы. Изоляция кабины, однако, может давать в результате давление воздуха в кабине, превышающее атмосферное давление во время закрывания двери транспортного средства или при работе приточного вентилятора на высокой скорости. Если внутренняя часть не вентилируется в атмосферу, то усилие, требуемое для закрывания двери, может значительно возрастать, способность впускать свежий воздух может угнетаться, и/или дискомфорт пассажира может происходить вследствие высокого давления.
Устройство, известное как вытяжной вентилятор широко используется для избирательного открывания протока для воздуха из пассажирской кабины транспортного средства во внешнюю атмосферу. Вытяжной вентилятор типично включает в себя створчатый клапан, который реагирует на разность между внутренним и внешним давлениями, так что створка открывается, чтобы выпускать сжатый воздух из кабины, а затем, автоматически закрывается, когда внутреннее давление уменьшилось. Поскольку створчатый клапан открывается, только когда присутствует избыточное давление, он является нормально закрытым. В то время как закрыт, он предотвращает проникновение влаги, мусора и шума внутрь транспортного средства.
Когда заслонки вытяжного вентилятора открыты, наружные звуки, такие как шум дороги и ветра, могут распространяться в пассажирскую кабину, приводя к дискомфорту пассажиров. В дополнение, закрывание заслонок может создавать дополнительный звук, который может быть слышимым пассажирам или водителю.
Местоположение для установки клапана вытяжного вентилятора зависит от многих факторов, в том числе, типа кузова любого конкретного транспортного средства. В автомобилях с кузовом седан и автомобилях для активного отдыха, вытяжные вентиляторы типично расположены в багажнике, колесной нише или облицовке заднего бампера. В этих случаях, воздуховод или трубка может продолжаться из пассажирской кабины в удаленное местоположение, где вытяжной вентилятор фактически находит выход во внешнюю атмосферу. Вследствие удаленного расположения и длины трубки, шум может становиться существенно ослабленным перед попаданием в кабину. В грузовом автомобиле малой грузоподъемности (типа пикап), однако, вытяжные вентиляторы типично расположены между кабиной грузового автомобиля и платформой грузовика (то есть, в местоположении, близком к пассажирам). Грузовой автомобиль малой грузоподъемности типично применяет наружную стенку кузова из штампованного листового металла (например, под задним окном) с одним или более проемов вытяжных вентиляторов, пронизывающих стенку. Близко расположенной от стенки из листового металла и параллельной к ней является внутренняя отделочная панель или обшивка, которая предусматривает видимую подпорную стенку пассажирского отделения. По существу плоская камера или воздушное пространств создано между стенкой и обшивкой. Воздушный канал или отверстие предусмотрен в обшивке в качестве участка, поперечно отделенного от проемов воздушных вентиляторов, чтобы связывать по текучей среде внутреннюю часть пассажирской кабины с камерой. Поперечное отделение отверстий от вытяжных вентиляторов предотвращает прямое прохождение любого внешнего шума, который проникает в воздушные вентиляторы, в пассажирскую кабину. Взамен, шум был бы должен проходить сквозь обшивку или распространяться поперечно для достижения отверстия. Для дополнительного ослабления каждого из механизмов, обшивка типично содержит звукопоглощающий материал. Тем не менее, было бы желательно дополнительно уменьшить распространение шума через вытяжные вентиляторы.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном из аспектов изобретения, кузов транспортного средства с пассажирской кабиной содержит наружную панель кузова с проемом вытяжного вентилятора; и
внутреннюю отделочную панель, установленную на панель кузова, образующую по существу плоскую продолжающуюся поперечно камеру, при этом отделочная панель содержит воздушный канал, связывающий по текучей среде камеру с пассажирской кабиной, при этом воздушный канал поперечно отделен от области посадочного места отделочной панели, которая выровнена с проемом вытяжного вентилятора, при этом область посадочного места имеет волнистую поверхность, обращенную к проему вытяжного вентилятора, чтобы ослаблять шум, который проникает в камеру через проем вытяжного вентилятора.
В одном из вариантов предложен кузов транспортного средства, в котором волнистая поверхность имеет форму контейнера с ячейками для яиц.
В одном из вариантов предложен кузов транспортного средства, в котором форма контейнера с ячейками для яиц содержит множество выпуклых выступов с чередованием с множеством вогнутых впадин, при этом выступы имеют расстояние от пика до пика, составляющее от приблизительно 10 мм до приблизительно 50 мм.
В одном из вариантов предложен кузов транспортного средства, в котором впадины обеспечивают минимальную толщину отделочной панели, большую, чем приблизительно 3 мм.
В одном из вариантов предложен кузов транспортного средства, в котором впадины обеспечивают минимальную толщину отделочной панели, большую, чем приблизительно 5 мм, а выступы обеспечивают максимальную толщину, составляющую от приблизительно 15 мм до приблизительно 25 мм.
В одном из вариантов предложен кузов транспортного средства, в котором волнистая поверхность продолжается поперечно за пределы области посадочного места.
В одном из вариантов предложен кузов транспортного средства, в котором внутренняя отделочная панель выполнена из формованного пенополиуретана.
В одном из вариантов предложен кузов транспортного средства, в котором наружная панель кузова выполнена из штампованного листового металла.
В одном из вариантов предложен кузов транспортного средства, дополнительно содержащий крышку вентилятора, установленную поверх проема вытяжного вентилятора и содержащую клапанный элемент, выполненный с возможностью открывания в ответ на давление воздуха в пассажирской кабине.
В одном из вариантов предложен кузов транспортного средства, в котором наружная панель кузова является внешней стенкой кабины грузового автомобиля малой грузоподъемности, при этом внутренняя отделочная панель является отделочной обшивкой на краю посадочной зоны в кабине грузового автомобиля малой грузоподъемности.
В одном из дополнительных аспектов предложена система вытяжного вентилятора для кабины транспортного средства, содержащая:
наружную панель кузова с первой плоской секцией, имеющую проем вентилятора; и
отделочную обшивку со второй плоской секцией, параллельной первой плоской секции за проемом вентилятора, образующую воздушный канал между панелью кузова и отделочной обшивкой для вентиляции кабины, при этом вторая плоская секция имеет волнистую поверхность для ослабления шума, проникающего в канал через проем вентилятора.
В одном из вариантов предложена система, в которой волнистая поверхность имеет форму контейнера с ячейками для яиц.
В одном из вариантов предложена система, в которой форма контейнера с ячейками для яиц содержит множество выпуклых выступов с чередованием с множеством вогнутых впадин, при этом выступы имеют расстояние от пика до пика, составляющее от приблизительно 10 мм до приблизительно 50 мм.
В одном из вариантов предложена система, в которой впадины обеспечивают минимальную толщину отделочной обшивки, большую, чем приблизительно 3 мм.
В одном из вариантов предложена система, в котором впадины обеспечивают минимальную толщину отделочной обшивки, большую, чем приблизительно 5 мм, а выступы обеспечивают максимальную толщину, составляющую от приблизительно 15 мм до приблизительно 25 мм.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - схема, показывающая поток воздуха через кабину грузового автомобиля.
Фиг. 2 - вид сверху в поперечном разрезе, показывающий поток воздуха через камеру, сформированную внутренней отделочной обшивкой и наружной панелью кузова.
Фиг. 3 - вид сзади и сверху первого варианта осуществления отделочной обшивки.
Фиг. 4 - вид сзади и сверху второго варианта осуществления отделочной обшивки.
Фиг. 5 – общий вид сзади отделочной обшивки по Фиг. 3.
Фиг. 6A и 6B - вертикальные поперечные сечения отделочной обшивки по Фиг. 3.
Фиг. 7 - вид сзади и сверху первого варианта осуществления наружной панели кузова.
Фиг. 8 - вид спереди и сверху вытяжного вентилятора.
Фиг. 9 - вид сзади и сверху вытяжного вентилятора по Фиг. 8.
Фиг. 10 - изображение в разобранном виде, показывающее узел стенки по изобретению.
Фиг. 11 - вид сзади и сверху отделочной обшивки, показывающий посадочное место вытяжного вентилятора и рассеяние звука по отделочной обшивке.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Со ссылкой на Фиг. 1, грузовой автомобиль 10 малой грузоподъемности включает в себя секцию 11 кабины и секцию 12 платформы, при этом секция 11 включает в себя пассажирское отделение 13 с посадочной зоной 14. Стенка 15 с облицовкой из разных материалов отделяет пассажирское отделение 13 от секции 12 платформы. Грузовой автомобиль 10 включает в себя систему 16 отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, HVAC, с входом 17 для свежего воздуха. Внешний воздух втягивается в HVAC 16 и распределяется в пределах пассажирского отделения 13. Стенка 15 включает в себя пару вытяжных вентиляторов 20 и 21 для выпускания воздуха из пассажирского отделения 13 по протокам 22 и 23 традиционным образом.
Стенка 15 с облицовкой из разных материалов подробнее показана на Фиг. 2, при этом наружная панель 25 кузова является стенкой из штампованного листового металла, предусматривающую структурную наружную поверхность для пассажирской кабины грузового автомобиля (например, под задним окном). Панель 25 кузова имеет проем 26 вытяжного вентилятора, в который установлен блок 21 вытяжного вентилятора. Обшивка 27 внутренней отделочной панели установлена на панель 25 кузова частично разнесенным образом, чтобы создавать камеру 28 между ними. Камера 28 является по существу плоской и продолжается поперечно в ширину задней части пассажирской кабины. В числе прочего, камера 28 обеспечивает звукоизолирующие и теплоизолирующие свойства.
Обшивка 27 отделочной панели включает в себя воздушный канал 30, который связывает по текучей среде камеру 28 с воздушным пространством в пассажирской кабине. Подобным образом, камера 28 связана с внешней атмосферой через проем 26 вытяжного вентилятора и вентилятор 21 (например, когда вентилятор 21 открыт). Когда перепад между давлением воздуха в пассажирской кабине и внешней атмосферой больше, чем пороговое значение, створки (не показаны) вентилятора 21 открываются, и поток воздуха по магистралям 31 находит выход из пассажирской кабины. Когда вытяжной вентилятор 21 открыт, однако, наружные шумы или звуки 32 могут распространяться в пассажирскую кабину через вытяжной вентилятор 21, чтобы сталкиваться с обшивкой 27 и, возможно, выходить из воздушного канала 30.
Настоящее изобретение добивается понижения шума в кабине (то есть, повышения шумопоглощения) посредством ввода признака волнистой поверхности в области 33 посадочного места, которое выровнено с проемом 26 вытяжного вентилятора. Волнистая поверхность сформирована звукопоглощающим материалом и выполнена с возможностью ослаблять шум, который проникает в камеру 28 через проем 26.
Фиг. 3 показывает обзор сзади и сверху обшивки 35 отделочной панели с задней боковой поверхностью 36. Поверхность 36 включает в себя волнистые поверхности 37 и 38, расположенные, чтобы занимать области посадочного места, которые выровнены с соответствующими проемами вытяжного вентилятора в панели кузова (показанной на Фиг. 7). Обшивка 35 отделочной панели предпочтительно содержит звукопоглощающий материал, такой как пенополиуретан, широко используемый в автомобильных внутренних отделочных панелях. Обшивка 35 отформована с различными элементами для прикрепления к наружным панелям кузова и для расположения различных признаков в пассажирской кабине. В частности, воздушные каналы 40 и 41 сформированы в обшивке 35, чтобы создавать проем над линией 42 пола, тем самым, предоставляя воздуху в пассажирской кабине возможность проходить за обшивку 35 и достигать вытяжных вентиляторов. Воздуховод или трубка (не показаны), по выбору, может использоваться для передачи воздуха между каналами 40 и 41 и желательным местом в пассажирской кабине, чтобы гарантировать, что проток остается беспрепятственным.
Фиг. 4 показывает альтернативный вариант осуществления для обшивки 45, имеющей заднюю поверхность 46 с волнистыми поверхностями 47 и 48, выполненными с возможностью быть выровненными с проемами вытяжного вентилятора в сопряженной наружной панели кузова. Воздушный канал 49 показан с более низким, но более широким профилем по сравнению с отверстиями 40 и 41, давая в результате аналогичное поперечное сечение потока для предоставления возможности достаточного потока воздуха в вытяжные вентиляторы, когда нужно.
Фиг. 5 показывает общий вид обшивки 35 панели, показывающий волнистую поверхность 37 подробнее. В предпочтительном варианте осуществления, волнистая поверхность 37 включает в себя форму контейнера с ячейками для яиц, имеющую множество выпуклых выступов с чередованием с множеством вогнутых впадин. Выступы и впадины, как показано в материалах настоящего описания, плавно изогнуты, чтобы давать постоянно меняющийся наклон. В качестве альтернативы, могут применяться другие волнистые формы, используемые для акустической звукоизоляции, такие как пирамидальная, усеченная пирамидальная или рифленая формы. По сравнению с плоской поверхностью, волнистая поверхность по настоящему изобретению усиливает поглощение среднечастотных и высокочастотных шумов, например, увеличивая полную площадь поверхности и нарушая траектории отражения звука.
Как показано подробнее на Фиг. 6A, предпочтительная форма контейнера с ячейками для яиц для волнистой поверхности включает в себя выпуклые выступы 50 с чередованием с вогнутыми впадинами 51. В этом предпочтительном варианте осуществления, выступы 50 и впадины 51 имеют по существу постоянное разнесение 52 от пика до пика, как показано на Фиг. 6B, которое предпочтительно может находится в диапазоне от приблизительно 10 мм до приблизительно 50 мм. В этой регулярной повторяющейся конфигурации, впадины 51 имеют по существу постоянное разнесение в том же самом диапазоне. Звукопоглощающий материал обшивки 35 предпочтительно имеет минимальную толщину 53 на вогнутых впадинах 51, которая больше, чем приблизительно 3 мм (а предпочтительнее, большей, чем приблизительно 5 мм). Выступы 50 определяют максимальную толщину 54 обшивки 35, попадающую в диапазон от приблизительно 15 мм до приблизительно 25 мм. Имеющий форму контейнера с ячейками для яиц участок обшивки 35 предпочтительно сформирован как целая часть с другими участками обшивки 35 из того же самого формованного пенополиуретана. В качестве альтернативы, может использоваться составная конструкция с отдельным имеющим форму контейнера с ячейками для яиц звукопоглощающего слоем, присоединенным к задней поверхности большей обшивки.
Фиг. 7 показывает панель 55 из штампованного листового металла, формирующую наружную панель кузова, включающую в себя проемы 56 и 57 вытяжного вентилятора. Панель 55 кузова собрана с другими панелями кузова и элементами каркаса для формирования кабины грузового автомобиля, как известно в данной области техники.
Фиг. 8 - вид спереди вытяжного вентилятора 60, имеющего пару подвижных створок 61 и 62, выполненных с возможностью функционировать в качестве створчатого клапана для открывания, когда заданный перепад давлений присутствует на створках 61 и 62. Как показан на Фиг. 9, вытяжной вентилятор 60 имеет внешний фланец 63, приспособленный для установки вытяжного вентилятора 60 на наружную панель кузова. Узел вытяжного вентилятора 60, панели 55 кузова и обшивки 35 отделочной панели показан на Фиг. 10.
Как показано на Фиг. 11, очертание проема 56 вытяжного вентилятора проецируется на обшивку 35 (то есть, выровнено в направлении, перпендикулярном к панели 55 и обшивке 35), чтобы определять область 65 посадочного места. Волнистая поверхность 37 совпадает с областью 65 посадочного места и предпочтительно может продолжаться поперечно за пределы области 65 посадочного места, так что звуковое поле, распространяющееся от области 65 посадочного места по линиям 66, значительно ослабляется волнистой звукопоглощающей поверхностью. Таким образом, получается поток воздуха вдоль воздушного тракта 67 из внутренней части кабины в атмосферу с достаточной пропускной способностью наряду с ограничением распространения звука в кабину.