一种车辆前置散热系统及车辆

文档序号:1809016 发布日期:2021-11-09 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 一种车辆前置散热系统及车辆 (Leading cooling system of vehicle and vehicle ) 是由 蔡昱丹 樊瑶雯 徐越鹏 孙琪 于 2020-05-09 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种车辆前置风冷系统及车辆,该系统包括以下部件:总进气风门组件和分流组件;本发明中的车辆前置风冷系统的总进气风门组件可以对进气总量进行控制,并且通过第二驱动部件驱动分流部件动作实现将进气总量分配至第一管道和第二管道,以分别对车辆散热器和刹车系统各部件进行风冷。这样可以同时综合整车风阻系数、散热器进风量和刹车能力三者,能够有效降低风阻,节能减排,增加续航里程,以使车辆在风阻、散热器散热及刹车性能始终处于最佳工况的能力。(The invention discloses a front air cooling system of a vehicle and the vehicle, wherein the system comprises the following components: a main intake air door assembly and a flow dividing assembly; the total air inlet air door assembly of the front air cooling system of the vehicle can control the total air inlet amount, and the total air inlet amount is distributed to the first pipeline and the second pipeline by the action of the second driving part driving the flow dividing part so as to respectively cool all parts of a vehicle radiator and a brake system. Therefore, the wind resistance coefficient of the whole vehicle, the air intake of the radiator and the braking capacity can be simultaneously integrated, the wind resistance can be effectively reduced, energy is saved, emission is reduced, and the endurance mileage is increased, so that the vehicle has the capacity of keeping the wind resistance, the heat dissipation of the radiator and the braking performance in the best working condition all the time.)

一种车辆前置散热系统及车辆

技术领域

本发明涉及车辆零部件的冷却技术领域,特别涉及一种车辆前置散热系统及车辆。

背景技术

目前汽车前端散热系统主要包括散热器风冷散热及刹车水冷散热等,其中,散热器风冷散热工作时需要考虑整车风阻性能系数因素,也就是说需要控制散热器风冷散热系统中的进风量。

控制散热器进风量,平衡散热器散热需求及整车风阻性能这对矛盾,现有手段有主动进气格栅(AGS),AGS通过控制叶片的开度,对进入散热器的进风量进行控制,在散热器对进气量需求小时,全关或旋转叶片一定角度,以此降低整车风阻系数。但AGS存在多组叶片,叶片关闭状态,车速较高时,由于存在正向风压,叶片变形,无法起到完全封闭的作用,也意味着无法达到理论风阻最低的效果。同时AGS仅正对散热器的进风量进行控制,通常车辆高速行驶时,为了降低风阻,AGS通常处于关闭的状态,此时前端没有进风,对整车刹车性能的不但没有提高的作用,反而对不利于刹车系统的冷却,对刹车片的寿命及行车安全都将产生影响。

针对提高刹车的制动力,提高刹车系统的安全性,已知现有手段主要分为两大类:

1)改变刹车片的材质,提高耐高温能力,直接更换高耐热刹车系统,但这些手段在提高刹车安全性能的同时,也增大了散热的需求。耐热温度再高的刹车片,一旦超过极限温度,不但刹车性能下降,而且由于刹车性能的提高,通常性能失效时车辆处于更高速的情况,反而对用户产生更大的危险。

2)加装刹车冷却系统,目前针对刹车系统制冷,主要有赛车水冷刹车散热系统,但是水冷系统通常包括液压泵、液压系统等主要零件,这些零件体积庞大,在整车布置方面存在较大的难点,同时由于水冷系统成本费用高昂,在一般用车上很难达到普及,性价比低。

综上所述,目前散热器散热系统和刹车冷却系统是彼此独立的,二者之间没有相关性。

发明内容

本发明提供一种车辆前置风冷系统,包括以下部件:

总进气风门组件,包括风门以及第一驱动部件,所述第一驱动部件用于驱动所述风门动作以控制自车辆外壳风口的进风量;

分流组件,包括分流部件和第二驱动部件,所述第二驱动部件用于驱动所述分流部件动作,以将自所述风口进入的总进气量按预定比例分配至与车辆散热器相通的第一管道和与刹车系统相通的第二管道。

与现有技术中散热器冷却系统和刹车系统冷却系统相互独立相比,本发明中的车辆前置风冷系统的总进气风门组件可以对进气总量进行控制,并且通过第二驱动部件驱动分流部件动作实现将进气总量分配至第一管道和第二管道,以分别对车辆散热器和刹车系统各部件进行风冷。这样可以同时综合整车风阻系数、散热器进风量和刹车能力三者,能够有效降低风阻,节能减排,增加续航里程,以使车辆在风阻、散热器散热及刹车性能始终处于最佳工况的能力。

可选的,所述风门为柔性帐幕,所述总进气风门组件还包括张紧部件和导轨,所述张紧部件用于张紧所述柔性帐幕,所述第一驱动部件驱动所述柔性帐幕沿所述导轨卷曲或放下。

可选的,所述张紧部件为张紧弹簧,所述总进气风门组件还包括分居所述柔性帐幕的两侧的外壳体,所述外壳体朝向所述柔性帐幕的一侧具有开口,所述柔性帐幕的两侧边段自相应所述开口伸入所述外壳体且固定于相应所述外壳体内部,每一所述外壳体的内部均设置有所述张紧弹簧,在两侧的张紧弹簧的作用下,所述柔性帐幕处于张紧状态,并且所述导轨设置于所述外壳体。

可选的,所述外壳体内腔还设置有弹簧导轨,所述张紧弹簧设置于所述弹簧导轨。

可选的,第一驱动部件包括卷轴电机、卷轴和平面涡卷弹簧,所述柔性帐幕一端缠绕于所述卷轴,所述卷轴电机驱动所述卷轴正反转动以收卷或放下所述柔性帐幕,所述平面涡卷弹簧施加所述卷轴预定预紧力,所述预定预紧力能够驱动所述卷轴朝收卷所述柔性帐幕方向转动。

可选的,所述分流部件为刚性挡板,所述挡板一端与车辆外壳转动连接,所述第二驱动部件驱动所述挡板另一端绕转动轴端摆动,当所述挡板位于第一位置时,所述挡板基本关闭第二管道,所述风口仅能与所述第一管道连通;当所述挡板位于第二位置时,所述挡板基本关闭第一管道,所述风口仅能与所述第二管道连通;当所述挡板位于所述第一位置和所述第二位置之间时,所述风口与所述第一管道、所述第二管道均能连通。

可选的,所述分流组件还包括能够安装于车辆的弧形导轨,所述挡板的自由端底部与所述弧形导轨配合滑动。

可选的,所述第二驱动部件为摆钟电机。

可选的,还包括管体组件,其包括具有内腔的导流管体,所述导流管体具有连通其内腔的进口、第一出口和第二出口,所述总进气风门组件设于所述导流管体,所述风门用于关闭或打开所述进口,所述进口具有朝向风口外伸的外壁段,用于与车辆外壳风口周向密封配合;所述第一出口与所述第一管道连通,所述第二出口与所述第二管道连通,所述挡板处于第一位置时关闭所述第二出口,所述挡板处于第二位置时关闭所述第一出口。

可选的,还包括刹车增压风扇,安装于刹车系统,用于增大进入刹车盘的气流。

可选的,还包括温度传感器和控制器,用于检测刹车系统中刹车盘的温度,所述控制器至少综合所述温度传感器所检测的温度信号、发动机进气温度、散热器冷却风扇温度,控制所述第一驱动部件、所述第二驱动部件和所述刹车增压风扇动作。

此外,本发明还提供了一种车辆,包括车体,还包括上述任一项所述的车辆前置风冷系统,所述总进气风门组件安装于所述车体前端的侧封道区域、上格栅区、下格栅区至少一者。

可选的,所述车辆的刹车系统包括刹车挡片和刹车盘,所述刹车挡片为全封闭结构,所述刹车盘上设置有通气孔,所述通气孔内部设置有用于测量刹车盘温度的温度传感器。

本发明所提供的车辆包括上述任一项的车辆前置风冷系统,故该车辆也具有上述车辆前置风冷系统的技术效果。

附图说明

图1为本发明一种实施例中车辆前置风冷系统安装于车辆前端的局部结构示意图;

图2为本发明一种实施例中总进气风门组件的结构示意图;

图3为本发明一种实施例中刹车系统的局部示意图;

图4为本发明一种实施例中车辆上可安装车辆前置风冷系统位置的示意图。

其中,图1和图4中:

10-总进气风门组件;11-柔性帐幕;12-张紧部件;13-弹簧导轨;14-外壳体;15-导轨;16-卷轴电机;17-卷轴;18-平面涡卷弹簧;19-垂直齿轮组件;

20-分流组件;21-挡板;211-滚珠;212-限位板;22-摆钟电机;23-弧形导轨;a-转轴;a1-第二位置;a2-第三位置;a3-第二位置;

30-导流管体;31-紊流结构;32-加强结构;33-管道;34-连接结构;

40-刹车增压风扇;41-刹车盘;42-第二管道;43-温度传感器;44-刹车挡片;

50-密封结构;51-密封棉;

60-前保险杠;70-轮罩;80-散热器;b-车辆外壳风口;

1-侧风道区域;2-上格栅区;3-下格栅区。

具体实施方式

如背景技术所述,现有技术中的散热器风冷散热及刹车水冷散热二者独立,不利于整车性能的优化,并且系统复杂,不利于整车结构优化。

针对现有技术中存在的上述技术问题,本文提出了一种能够协调控制散热器散热与刹车散热以综合调控整车风阻系统,使车辆各部件处于最佳运行工况。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图4,图1为本发明一种实施例中车辆前置风冷系统安装于车辆前端的局部结构示意图;图2为本发明一种实施例中总进气风门组件的结构示意图;图3为本发明一种实施例中刹车系统的局部示意图;图4为本发明一种实施例中车辆上可安装车辆前置风冷系统位置的示意图。

本发明提供了一种车辆前置风冷系统,主要包括总进气风门组件10、分流组件20和管体组件。

其中总进气风门组件10包括风门以及第一驱动部件,第一驱动部件用于驱动风门动作以控制自车辆外壳风口的进风量。本发明中的风门可以直接安装于车辆外壳的风口b,也可以设置于与风口b相连的风道中,通过控制风门的开度进而控制进入车辆的总进风量。后文以风门安装于风道中为例,介绍技术方案和技术效果。

第一驱动部件可以为电机,电机的动力可以通过齿轮组件或者其他传动部件传递至风门。

分流组件20包括分流部件和第二驱动部件,其中第二驱动部件用于驱动分流部件动作,以将自风口进入的总进气量按预定比例分配至与车辆散热器80相同的第一管道和与刹车系统相通的第二管道42。

也就是说,本文中自风口进入的气体不仅能够进入车辆散热器区域,对车辆散热器80进行风冷降温,而且能够进入刹车系统对刹车系统的刹车盘41进行风冷降温。并且通过第二驱动部件驱动分流部件动作,能够调节进入车辆散热器80和刹车系统的风量,以适应不同的车辆运行工况。

具体地,进入刹车系统和车辆散热器80的风量的比例可以通过发动机、刹车盘41以及环境温度等参数进行控制,本文不公开控制细节,并不妨碍本领域内技术人员对本文技术方案的理解和实施。

与现有技术中散热器冷却系统和刹车系统冷却系统相互独立相比,本发明中的车辆前置风冷系统的总进气风门组件10可以对进气总量进行控制,并且通过第二驱动部件驱动分流部件动作实现将进气总量分配至第一管道和第二管道42,以分别对车辆散热器80和刹车系统各部件进行风冷。这样可以同时综合整车风阻系数、散热器进风量和刹车能力三者,能够有效降低风阻,节能减排,增加续航里程,以使车辆在风阻、散热器散热及刹车性能始终处于最佳工况的能力。

本发明所提供的车辆前置风冷系统可以单独使用,也可以配合现有技术中的散热系统结合使用,例如车辆外壳上依旧安装有栅格叶片,总进气风门组件10的风门安装于栅格内侧。当然,结合使用的方式不局限于本文描述,还可以为其他方式。

在一种具体的实施例中,风门可以为柔性帐幕11,总进气门组件还包括张紧部件和导轨15,张紧部件12用于张进柔性帐幕11,第一驱动部件驱动柔性帐幕11沿导轨卷曲和放下。这样在张紧部件12的作用下,柔性帐幕11可以始终处于张紧状态,有利于柔性帐幕11与设置风口的侧壁相对表面密封接触。并且导轨15有利于柔性帐幕11快速顺利卷曲和放下。

此处柔性帐幕11可以直接与风口侧壁密封,二者也可以通过第三部件间接密封。这样防止外界气流通过柔性帐幕11与风口接触位置进入汽车前舱。

在一种具体实施方式中,张紧部件12为张紧弹簧,总进气风门组件10还包括分居柔性帐幕11的两侧的外壳体14,外壳体14朝向柔性帐幕11的一侧具有开口,柔性帐幕11的两侧边段自相应开口伸入外壳体14内部且固定于相应外壳体14内部,每一外壳体14的内部均设置有张紧弹簧,在两侧的张紧弹簧的作用下,柔性帐幕11处于张紧状态。并且导轨设置于外壳体14。

开口与柔性帐幕11之间可以设置密封结构50以实现二者密封。

这样,总进气风门组件10中各部件集成于外壳体14,有利于装配,提高安装效率。

进一步地,外壳体14内腔还可以进一步集成有弹簧导轨13,张紧弹簧设置于弹簧导轨13,弹簧导轨13可以防止张紧弹簧扭动带来的弹簧失效并且可以提高柔性帐幕11导轨模态的作用。

实现柔性帐幕11收卷的方式由若干方式,本文以下给出了一种具体的实施方式。

上述各实施例中的第一驱动部件可以包括卷轴电机16、卷轴17和平面涡卷弹簧18,柔性帐幕11一端缠绕于卷轴17,卷轴电机16驱动卷轴17正反转动以收卷或放下柔性帐幕11。当然,卷轴电机16可以通过垂直齿轮组件19驱动卷轴17,例如卷轴电机16通过一对垂直齿轮,实现卷轴电机16至转轴动力传递,垂直齿轮可以减少传动系统空间的占据。当然,卷轴电机16与卷轴之间的传动机构还可以为其他方式,可以根据具体应用环境而定。

平面涡卷弹簧18施加卷轴预定预紧力,预定预紧力能够驱动卷轴朝收卷柔性帐幕11方向转动,这样当柔性帐幕11不工作时,在平面涡卷弹簧18作用下,完全收卷预卷轴,使用时在卷轴电机16的作用下动作。

上述各实施例中分流部件可以为刚性挡板21,挡板21一端与车辆外壳转动连接,第二驱动部件驱动挡板21另一端绕转动轴a摆动。当挡板21位于第一位置a3时,挡板21基本关闭第二管道42,风口仅能与第一管道连通;当挡板21位于第二位置a1时,挡板21基本关闭第一管道,风口仅能与第二管道42连通;当挡板21位于第一位置a3和第二位置a1之间时,风口与第一管道、第二管道42均能连通。为了便于描述,本文将位于第一位置a3和第二位置a1之间的位置定义为第三位置a2。挡板21的具体位置可以根据当前工况的车辆运行参数进行合理控制。图1中虚线示出了挡板21的另外两个位置。

需要说明的是,本文中的基本关闭是指一种广义概念,并非绝对关闭,允许因各部件之间装配存在误差而产生的在允许范围内的泄露。

当然,理想状态为完全关闭。

在这一种具体实施方式中,分流组件20还包括能够安装于车辆的弧形导轨23,挡板21的自由端底部与弧形导轨23配合滑动。这样有利于保证挡板21摆动顺畅,避免运动卡滞。

具体地,挡板21的底壁可以进一步设置滚珠211等部件,以进一步降低与弧形导轨23的摩擦力。

当然,挡板21的自由端部还可以设置限位板212,与导流管体30进行第一位置的限位。

第二驱动部件可以为摆钟电机,摆钟电机22可以安装于车辆,摆钟电机22采用无刷步进电机,可控制摆钟电机22正反转,也可实现在任意位置启停,通过对摆钟电机22的控制,可实现挡板21转动不同角度,以分配相应地气体流量至第一管道和第二管道42。

上述各实施方式中,车辆前置风冷系统还可以包括管体组件,其包括具有内腔的导流管体30,导流管体30具有连通其内腔的进口、第一出口和第二出口,总进气风门组件10设于导流管体30,风门用于关闭或打开进口,进口具有朝向风口外伸的外壁段,用于与车辆外壳风口周向密封配合;第一出口与第一管道连通,第二出口与第二管道42连通,挡板21处于第一位置a3时关闭第二出口,挡板21处于第二位置a1时关闭第一出口。第二管道42与刹车系统进口管路相连接的位置可以通过连接结构34实现密封对接。

具体地,挡板21关闭第一出口时,挡板21的外缘与第一出口周壁配合密封,二者之间可以增加密封部件,密封部件可以为密封棉51或者其他能够起到密封作用的材料。

同理,挡板21与第二口的密封类似,本文不做详细介绍。

管体组件中导流管体30内部还可设置导流结构及紊流结构31,具体结构可以根据设置位置而定,避免产生紊流,将气流顺利导入所需的出风端口,能够降低风阻即可。

管体组件的管壁外表面还可以设计有加强结构32,确保系统整体的模态在45Hz以上,确保系统整体刚度及高速气流流动时系统的稳定性。

导流管体的结构可以根据具有应用环境设置,在一种具体实施例中,如图1所示,导流管体还包括与散热器相连的管道33,以实现摆钟电机的安装和气体传递至散热器80。

为了尽量提高刹车系统的风冷性能,系统中还可以增加刹车增压风扇40,安装于刹车系统,用于增大进入刹车盘41的气流。

刹车增压风扇40能有效增加进入刹车系统的空气总量,在刹车增压风扇40工作的情况下,可加大刹车盘41的冷却速度。对于对刹车系统有特别高要求的整车(如经常跑下坡道、经常存在急刹及长时间刹车的工况)有着明显的作用。

上述各实施例中,系统还可以经一部包括温度传感器和控制器,用于检测刹车系统中刹车盘41的温度,控制器至少综合温度传感器所检测的温度信号、发动机进气温度、散热器冷却风扇温度,控制第一驱动部件、第二驱动部件和刹车增压风扇40动作。

对于一种具体车型而言,控制器可以综合以下参数进行控制,具体参数包括:刹车动作状态参数M1(没有刹车、正常刹车、长距离刹车、急刹车等)、刹车盘41温度T1、环境温度T2、散热器冷却风扇速度V1、空调压缩机压强P1、冷却液温度T3、冷却液实时温度、车速V1、前置摄像头信号M2(摄像头信号主要包括路况判断,下山道路况、复杂路况、一般路况、良好路况等)、摆钟电机22旋转角度a1、卷轴电机16旋转角度a2、刹车增压风扇40转速b。

当然,根据搭载车型不同,以上参数可以不相同。

在上述车辆前置风冷系统的基础上,本发明还提供了一种车辆,包括车体,还包括上述任一实施例所述的车辆前置风冷系统,总进气风门组件10安装于所述车体前端的侧风道区域1、上格栅区2、下格栅区3至少一者。图1中示出了车辆前置风冷系统安装于侧风道区域1的具体实施方式,图1中还示出了前保险杠60和轮罩70的具体位置,具体结构请参考现有技术,本文不做赘述。

刹车挡片44有着阻挡外界硬物(如飞石)撞击刹车盘41,从而防止刹车盘41因撞击而产生破坏的作用。但传统刹车挡片44为了刹车系统的散热,通常开设散热槽,以发散刹车盘41上的高温,虽然这样做可以发散刹车盘41的温度,但也给飞石撞击刹车盘41带了可能性。

本发明中车辆的刹车系统包括刹车挡片44和刹车盘41,本发明中的刹车挡片44为全封闭结构,全封闭结构为不开设散热槽的结构,相对于传统方案,能够更有效地保护刹车盘41免受硬物的破坏,这样可以提高刹车盘41的强度,提高使用可靠性和安全性。刹车盘41上设置有通气孔,通气孔内部设置有用于测量刹车盘41温度的温度传感器43。

车辆其他结构请参考现有技术,本文不做赘述。

本发明所提供的车辆是基于上述任一项所述的车辆前置风冷系统,故该车辆也具有上述车辆前置风冷系统的技术效果。

以上对本发明所提供的一种车辆前置风冷系统及车辆进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

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