車輛的前端部模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛的前端部模塊，包括具有至少一個新鮮空氣開口的車輛前端部元件、連接新鮮空氣開口與車輛發(fā)動機艙的空氣通道、車輛空調(diào)系統(tǒng)的熱交換器、和布置在空氣通道中用于通過空氣作用于熱交換器的風(fēng)扇，所述熱交換器布置在空氣通道中且適于空氣流動通過其，且適于選擇性地用作制冷劑冷凝器或制冷劑蒸發(fā)器。
【背景技術(shù)】
[0002]該類型的前端部模塊從現(xiàn)有技術(shù)中已知，例如從WO 2004/009427 Al或KR2012-0109098 A已知。一些常規(guī)前端部模塊特別設(shè)計為作為低溫存儲器，用于盡可能高效地利用來自車輛周圍環(huán)境的新鮮空氣，例如，用于冷卻內(nèi)燃發(fā)動機、車輛內(nèi)部、車輛電池和/或供應(yīng)至內(nèi)燃發(fā)動機的增壓空氣。通過對應(yīng)的熱交換器的新鮮空氣流在此在行進中通過在車輛前部處出現(xiàn)的動態(tài)壓力實現(xiàn)或至少被輔助。但是，前端部模塊還具有風(fēng)扇，其確保通過熱交換器的足夠新鮮空氣流，特別地甚至在低車速時。
[0003]為了冷卻車輛內(nèi)部，通常提供空調(diào)系統(tǒng)，同時，為了為車輛內(nèi)部供暖，在僅由內(nèi)燃發(fā)動機驅(qū)動車輛的情況下，通常使用來自內(nèi)燃發(fā)動機的廢熱。但是，在混合動力或電動車輛中，存在來自驅(qū)動馬達(dá)的顯著少的廢熱，且因此所述廢熱不足以用于車輛內(nèi)部的滿意供暖。
[0004]車輛內(nèi)部的替代的電供暖已經(jīng)證明是高耗能的，且對車輛的總體能量需求具有不理想的嚴(yán)重作用。
[0005]對于混合動力或電動車輛的車輛內(nèi)部的節(jié)能供暖，因此已經(jīng)提出將常規(guī)車輛空調(diào)系統(tǒng)的空調(diào)回路設(shè)計為可逆的，使得空調(diào)系統(tǒng)可還用作用于為車輛內(nèi)部供暖的熱泵。
[0006]在車輛的前端部模塊中的熱交換器(所述熱交換器用作用于冷卻車輛內(nèi)部的制冷劑冷凝器)在熱泵模式下用作冷卻劑蒸發(fā)器，且在過程中，從新鮮空氣提取熱能用于為車輛內(nèi)部供暖。
[0007]但是，特別是在濕冷天氣的情況下，車輛空調(diào)系統(tǒng)的熱泵模式迅速導(dǎo)致用作制冷劑冷凝器的熱交換器的不希望的結(jié)冰，由此熱泵的加熱性能下降。對此，已經(jīng)開發(fā)了具有用于為前端部模塊中的熱交換器除冰的操作模式的車輛空調(diào)系統(tǒng)。但是，由于新鮮空氣的連續(xù)流入，熱交換器的有效除冰在不利的濕冷天氣條件下是個問題。另外，車輛空調(diào)系統(tǒng)的加熱性能在熱交換器的除冰期間被顯著損害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的是提出一種車輛前端部模塊，其以簡單的方式有助于車輛空調(diào)系統(tǒng)的特別高效的熱泵。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，通過在開始時提到的類型的前端部模塊實現(xiàn)了該目的，其中，風(fēng)扇配置為可逆的，在第一操作模式下，風(fēng)扇將來自新鮮空氣開口的新鮮空氣朝向發(fā)動機艙遞送，以及在第二操作模式下，將來自發(fā)動機艙空氣朝向新鮮空氣開口遞送。特別是在濕冷天氣情況下，風(fēng)扇可因而在車輛空調(diào)系統(tǒng)的熱泵模式下通過來自發(fā)動機艙的空氣為熱交換器充氣，該空氣比新鮮空氣更熱且更干。熱交換器的結(jié)冰由此以簡單的方式被阻止。
[0010]在前端部模塊的一個實施例中，為了控制空氣通道中的空氣流設(shè)置至少一個新鮮空氣瓣，所述瓣在打開位置和關(guān)閉位置之間可調(diào)整。在風(fēng)扇的第二操作模式下，所述至少一個新鮮空氣瓣使得可以防止或至少大大地減少新鮮空氣的不期望流入(其沿與風(fēng)扇的流動方向相反地引導(dǎo))在行進中達(dá)到熱交換器。由新鮮空氣的流入產(chǎn)生的動態(tài)壓力因而最小，且因此，在可保持的風(fēng)扇動力下，足夠量的空氣從發(fā)動機艙朝向新鮮空氣開口流動通過熱交換器。
[0011 ] 所述至少一個新鮮空氣瓣優(yōu)選地集成在車輛前端部元件中，新鮮空氣開口在所述至少一個新鮮空氣瓣的打開位置中基本上暴露，在所述至少一個新鮮空氣瓣的關(guān)閉位置中基本上關(guān)閉。空氣通道中的空氣流可由此通過很少的技術(shù)成本以空氣動力學(xué)方式有利地受控，其中，新鮮空氣瓣被設(shè)計為例如車輛的可樞轉(zhuǎn)散熱器格柵條板。
[0012]前端部模塊的風(fēng)扇優(yōu)選地是軸流風(fēng)扇，這是由于與替代風(fēng)扇比較，軸流風(fēng)扇關(guān)于被遞送的空氣質(zhì)量流非常緊湊，且因此在前端部模塊中占據(jù)非常小的構(gòu)造空間。
[0013]特別地，風(fēng)扇包括多個繞風(fēng)扇軸線旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇葉片，所述風(fēng)扇葉片定形為使得在第一操作模式下風(fēng)扇的傳送率至少與在第二操作模式下風(fēng)扇的傳送率一樣高。由于風(fēng)扇在第一操作模式下占主導(dǎo)地位地操作，前端部模塊可由此以特別節(jié)能的方式操作。
[0014]熱交換器優(yōu)選地布置在車輛前端部模塊的新鮮空氣開口和風(fēng)扇之間，且因此，在第一操作模式下，風(fēng)扇吸收新鮮空氣通過熱交換器，在第二操作模式下，將來自發(fā)動機艙的空氣推動通過熱交換器。作為替換例，當(dāng)然還可設(shè)想風(fēng)扇布置在熱交換器和新鮮空氣開口之間。此外，空氣通道中的其他熱交換器可布置在相對于風(fēng)扇的吸入側(cè)或遞送側(cè)，例如用于冷卻發(fā)動機、電池或增壓空氣，其中，可設(shè)想單個熱交換器的并聯(lián)連接和串聯(lián)連接兩者。
[0015]在前端部模塊的另一實施例中，空氣通道包括排氣開口，其中，在風(fēng)扇的第二操作模式下遞送的空氣可在流動通過熱交換器之后經(jīng)由排氣開口釋放到車輛環(huán)境。在風(fēng)扇的第二操作模式下，排氣開口防止熱交換器下游的不期望的高的動態(tài)壓力，且確?？諝馔ǖ乐械幕竞愣ǖ牧鲃幼枇?。這引起通過熱交換器的均勻空氣流，且因此引起在熱泵模式下車輛空調(diào)系統(tǒng)的基本恒定的加熱功率。
[0016]為了控制通過排氣開口的空氣流，優(yōu)選地設(shè)置排氣瓣，所述排氣瓣在打開位置和關(guān)閉位置之間可調(diào)整。排氣瓣這里特別地被彈簧加載到其關(guān)閉位置，以便例如防止噴灑的水到空氣通道中的不期望穿入。
[0017]在前端部模塊的另一實施例中，空氣通道包括再循環(huán)空氣開口，在風(fēng)扇的第二操作模式下遞送的空氣可在流動通過熱交換器之后經(jīng)由再循環(huán)空氣開口流回發(fā)動機艙。在風(fēng)扇的第二操作模式下，再循環(huán)空氣開口防止熱交換器下游的不期望的高的動態(tài)壓力，且確保空氣通道中的基本恒定的流動阻力。這引起通過熱交換器的均勻空氣流，且因此引起在熱泵模式下車輛空調(diào)系統(tǒng)的基本恒定的加熱功率。
[0018]在該實施例中，為了控制通過再循環(huán)空氣開口的空氣流，優(yōu)選地設(shè)置再循環(huán)空氣瓣，所述再循環(huán)空氣瓣在打開位置和關(guān)閉位置之間可調(diào)整。再循環(huán)空氣瓣這里特別地被彈簧加載到其關(guān)閉位置，以便例如在風(fēng)扇的第一操作模式下防止熱空氣被不期望地吸出發(fā)動機艙。
[0019]本發(fā)明還涉及一種車輛，特別是混合動力或電動車輛，包括發(fā)動機艙、上述前端部模塊，所述前端部模塊布置在車輛的發(fā)動機艙中，位于沿行進方向看的車輛前端部處。
【附圖說明】
[0020]本發(fā)明的進一步的特征和優(yōu)勢從優(yōu)選實施例的以下描述參考附圖呈現(xiàn)，在附圖中:
[0021]圖1是通過車輛的根據(jù)本發(fā)明的前端部模塊的示意截面，處于第一操作模式中；
[0022]圖2示出通過根據(jù)圖1的前端部模塊的示意截面，處于第二操作模式中；和
[0023]圖3示出通過根據(jù)本發(fā)明的前端部模塊的另一實施例的示意截面，處于第二操作模式中。
【具體實施方式】
[0024]圖1至3每個示出車輛10 (特別是混合動力或電動車輛)在前端部模塊12的區(qū)域中的示意切面圖。前端部模塊12如驅(qū)動馬達(dá)13(由虛線指示)一樣被精確地容置在車輛10的發(fā)動機艙14中，其中，前端部模塊12在沿行進方向16看的車輛前端部處布置在發(fā)動機艙14中。
[0025]車輛10的前端部模塊12包括具有至少一個新鮮空氣開口 22的車輛前端部元件
20、連接新鮮空氣開口 22與車輛10的發(fā)動機艙14的空氣通道24、車輛空調(diào)系統(tǒng)的熱交換器26、和布置在空氣通道24中用于通過空氣作用于熱交換器26的風(fēng)扇28，所述熱交換器布置在空氣通道24中且適于空氣流動通過其，且適于選擇性地用作制冷劑冷凝器或制冷劑蒸發(fā)器。
[0026]車輛空調(diào)系統(tǒng)是用于冷卻車輛內(nèi)部18的常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)，但是空調(diào)系統(tǒng)可另外地還作為用于為車輛內(nèi)部18供暖的熱泵操作。這樣的具有可逆制冷劑回路的車輛空調(diào)系統(tǒng)通常從現(xiàn)有技術(shù)已知，且因此下面不再更詳細(xì)地討論。圖1至3僅示出車輛空調(diào)系統(tǒng)的熱交換器26，所述熱交換器在空調(diào)系統(tǒng)的冷卻模式下用作制冷劑冷凝器，在空調(diào)系統(tǒng)的加熱模式下用作制冷劑蒸發(fā)器。
[0027]根據(jù)圖1至3，前端部模塊12的風(fēng)扇28是軸流風(fēng)扇，這是由于該風(fēng)扇相對于被遞送的空氣質(zhì)量流具有較小的尺寸，且因而在車輛10的前端部模塊12中占據(jù)相對較小的構(gòu)造空間。
[0028]此外，風(fēng)扇28構(gòu)造為可逆的，即，可通過旋轉(zhuǎn)方向的反轉(zhuǎn)沿相反方向遞送空氣。
[0029]在根據(jù)圖1的前端部模塊10的第一操作模式中，風(fēng)扇28因此將新鮮空氣30從新鮮空氣開口 22朝向發(fā)動機艙14遞送，且在根據(jù)圖2的前端部模塊10的第二操作模式中，將空氣32從發(fā)動機艙14朝向新鮮空氣開口 22遞送。
[0030]特別地，風(fēng)扇28包括多個繞風(fēng)扇軸線A旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇葉片34，風(fēng)扇葉片34定形為使得在第一操作模式下風(fēng)扇28的傳送率至少與在第二操作模式下風(fēng)扇28的傳送率一樣高。以這樣的方式定形的風(fēng)扇葉片34對特別是前端部模塊12的節(jié)能操作有總體貢獻(xiàn)，這是由于前端部模塊12的風(fēng)扇28在第一操作模式下通常占主體地位地操作。
[0031]如果車輛空調(diào)系統(tǒng)在用于冷卻車輛內(nèi)部18的冷卻模式下操作，則風(fēng)扇28總是處于第一操作模式下。甚至在車輛空調(diào)系統(tǒng)的熱泵模式下，風(fēng)扇28在一些環(huán)境下保持在其第一操作模式下，且僅當(dāng)確定濕冷天氣條件時切換至其第二操作模式，例如，經(jīng)由車輛傳感器設(shè)備確定濕冷天氣條件，所述條件會導(dǎo)致在風(fēng)扇28的第一操作模式下熱交換器26的結(jié)冰。但是，替換地，還可設(shè)想風(fēng)扇28在車輛空調(diào)系統(tǒng)的冷卻模式下總是在第一操作模式下操作，且在車輛空調(diào)系統(tǒng)的供暖模式下總是在第二操作模式下操作。
[0032]為了控制空氣通道24中的空氣流設(shè)置至少一個新鮮空氣瓣36，所述瓣在打開位置和關(guān)閉位置之間可調(diào)整。在當(dāng)前情況下，多個