进气系统以及包括其的暖通空调和车辆

技术领域

本公开涉及一种用于车辆的暖通空调的进气系统和包括该进气系统的暖通空调，以及包括该暖通空调的车辆。

背景技术

车辆通常装配有暖通空调以调节车内温度并产生舒适的车内环境。暖通空调通过进气系统抽吸新鲜的或再循环的空气传递至热交换器，然后供应至车辆内部从而冷却或加热车辆内部。出于紧凑化和节省安装体积的考虑，暖通空调的进气口结构越来越小，然而所需要的进气量仍然很高，进气口处的风压也因而变得越来越高。在进气口结构中，过滤器布置在风扇上方，以对进入车辆内部的空气进行过滤。为了避免过滤器在高风压下塌陷并接触风扇，必须在进气口结构中设置过滤器支撑结构。但是，这种过滤器支撑结构会扰动从进气口进入的气流，产生冲击风扇叶片的高速气流，进而产生噪声，其频率为叶片通过频率(BPF)，该噪声在下文中称为BPF噪声。BPF与风扇组件的叶片数量和转速成正比。在用于车辆的暖通空调中，BPF的典型值在2kHz附近，BPF噪声的音调因而类似于高频的哨声，可能会令车辆的驾驶员和乘客感到反感，对车辆的舒适性造成不利影响。已知的抑制BPF噪声的方法都针对的是未设置过滤器支撑结构的进气系统，不适用于包括过滤器支撑结构的进气系统。

因此，需要既能够通过过滤器支撑结构支撑过滤器又能够有效地抑制BPF噪声的暖通空调进气系统。

发明内容

本公开的目的在于提出一种用于车辆的暖通空调的进气系统来解决上述技术问题，其既能够通过过滤器支撑结构支撑过滤器，又能够有效地抑制在暖通空调工作时产生的BPF噪声。

根据本公开的用于车辆的暖通空调的进气系统包括：进气壳体；蜗壳，风扇组件容纳在所述蜗壳中，用于抽吸气流以使所述气流经由所述进气壳体进入所述蜗壳；过滤器，其邻近所述蜗壳的进气口布置，用于过滤所述气流。所述蜗壳设置有从所述进气口突出预定高度从而支撑所述过滤器的支撑部，并且所述支撑部通过连接肋连接至所述进气口。所述连接肋与所述进气口之间的角部为平滑过渡部，从而减弱所述角部对所述气流的扰动。

由此，根据本公开的暖通空调的进气系统可以通过支撑部支撑所述过滤器，避免其陷入蜗壳中而与风扇接触。此外，通过所述平滑过渡部减弱对所述气流的扰动也可以抑制在暖通空调工作时产生的BPF噪声。

根据本公开的于车辆的暖通空调的进气系统还可以单独或组合地具有以下特征中的一个或多个。

根据本公开的一个实施例，所述风扇组件包括多个叶片，所述叶片的顶部面向所述进气口，所述平滑过渡部能够降低所述气流中冲击所述叶片的顶部的一部分气流的流速和/或流量。由于BPF噪声是由于高速气流冲击风扇叶片的顶部而产生的，降低冲击所述叶片的顶部的气流的流速和/或流量能够有效地抑制甚至消除所述BPF噪声。

根据本公开的一个实施例，所述支撑部具有环形结构。在支撑部围住的内部面积相同的情况下，这种环形结构能够减少支撑部的周长，减少支撑部对进气气流的阻挡。

根据本公开的一个实施例，所述环形结构的轮廓位于所述进气口的轮廓的内侧。过滤器的位于进气口轮廓内部的部分承受最大的风压，且距离过滤器的框架最远，因而是最容易塌陷的部分。支撑部的环形结构的这种布置使得其能够有效地支撑上述最容易塌陷的部分。

根据本公开的一个实施例，所述进气口的边缘设置有向内且朝向所述气流的下游延伸的卷边，所述连接肋连接至所述卷边。进气口边缘处设置的这种卷边也能够减弱进气口边缘对进气气流的扰动，并且提供了对连接肋的支撑。

根据本公开的一个实施例，所述连接肋连接至所述卷边的上缘部分。所述连接肋连接至卷边的位置对其抑制BPF噪声的效果具有影响。特别地，当连接肋连接至卷边的上缘部分时，抑制BPF噪声的效果最好，甚至可以基本消除BPF噪声。

根据本公开的一个实施例，所述平滑过渡部是圆角。

根据本公开的一个实施例，所述圆角的半径处于5-15mm之间。

根据本公开的一个实施例，所述连接肋包括沿周向方向均匀分布的多个连接肋。示例性地，所述连接肋包括沿周向方向均匀分布的三个连接肋。

根据本公开的一个实施例，所述连接肋从所述支撑部朝向所述进气口逐渐增大。

根据本公开的一个实施例，所述蜗壳包括上蜗壳和下蜗壳，所述支撑部设置在所述上蜗壳上。蜗壳分为上蜗壳和下蜗壳使其便于通过模制形成。

本公开还提供一种用于车辆的暖通空调，其包括如上所述的进气系统。

本公开还提供一种车辆，其包括如上所述的暖通空调。

附图说明

本公开的上述和其他特征以及优点将通过下面的结合附图的示例性实施例的详细描述变得更加明显，并且该描述和附图仅用于示例性目的而不是以任何方式来限制本公开的范围。以下附图并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制，重点在于示出本公开的主旨。图中：

图1示出了用于车辆的暖通空调的进气系统的剖视图。

图2示出了蜗壳的上蜗壳的透视图。

图3示出了上蜗壳的一部分的放大俯视图。

图4A示出了连接肋与进气口之间未设置平滑过渡部的进气系统的噪声的频谱图，图4B示出了连接肋与进气口之间设置平滑过渡部的进气系统的噪声的频谱图。

在所有附图中，相同或相似的部件用相同的编号指示。

具体实施方式

为了使本公开的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图对本公开的实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。

除非另作定义，本文使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内普通技术人员所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同物，而不排除其他元件或者物件。尽管使用了例如“第一”和“第二”的表述来描述本公开的各个元件，但它们仅用于将一个部件和另一个部件区分开，而并不用于限定相应元件的顺序或重要性。在不背离本公开的范围的情况下，“第一元件”可以写为“第二元件”，类似地，“第二元件”可以写为“第一元件”。

另外，本文中提到的“上”、“下”、“左”、“右”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该公开产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

图1示出了用于车辆的暖通空调的进气系统100的剖视图。如图1所示，所述进气系统100包含进气壳体1、蜗壳2和过滤器3和容纳在所述蜗壳2中的风扇组件4。蜗壳2由连接在一起的上蜗壳2a和下蜗壳2b组成。风扇组件4用于抽吸气流F，以使气流F经由所述进气壳体1进入蜗壳2。风扇组件4包括靠近蜗壳2的壁沿圆周方向均匀布置的多个叶片41，叶片41的顶部面向蜗壳2的进气口21。风扇组件4被布置其下方的电机驱动而旋转，从而抽吸气流F。叶片41接收通过所述进气口21进入的空气，并将其离心加速离开所述蜗壳2，进入布置在气流F的下游的暖通空调的热交换器以进行加热或冷却。

过滤器3邻近蜗壳2的进气口21布置，用于过滤气流F，去除气流中的诸如可吸入颗粒物的污染物，使得车辆的驾驶员和乘客获得清新的车内空气。在进气口21处气流F的压力的作用下，过滤器3的滤网向下塌陷，有与风扇组件4接触的风险。为了避免出现这样情况，过滤器3通过设置在蜗壳2上的支撑部22支撑。

参考图2，支撑部22通过沿周向方向均匀分布的三个连接肋23连接至进气口21。可以设想的是，连接肋23的数量可根据需要进行调整。连接肋23从进气口21向内并向上延伸，使得支撑部22布置在进气口21的轮廓的内部并以一定的高度从进气口21突出。在进气口21的轮廓的内部的支撑部22可以直接支撑过滤器3滤网的承受最大压力的部分。支撑部22从进气口21突出的高度可以预先设定，使得过滤器3的滤网在不承受气流F的压力时不与支撑部22接触，而仅在承受气流F的压力时由支撑部22支撑。

如图1所示，支撑部22和连接肋23位于气流F的进气风道内，因而会对气流F产生扰动。特别地，支撑部22具有环形结构，从而匹配沿周向方向均匀分布的三个连接肋，并且可以具有相对较短的周长，减少其对气流F的阻挡。此外，支撑部22的环形结构具有平滑的表面，减轻对气流F的扰动。连接肋23具有从支撑部22朝向进气口21逐渐增大的形状。类似地，连接肋23的逐渐增大的形状也是平滑的，而没有类似台阶部等会增加对气流F的扰动的部分。

特别地，连接肋23与进气口21之间形成了角部，该角部靠近风扇组件4。在具有相对尖的顶端时，该角部对从其流过气流具有极强的绕流作用，会大幅增加直接冲击风扇组件4的叶片41的顶部的一部分气流的流速和流量，产生较强的BPF噪声。

为了抑制这种BPF噪声，根据本公开的进气系统100的连接肋23与进气口21之间的角部构造为平滑过渡部24。图3示出了通过圆角的形式形成的平滑过渡部24。可以设想的是，平滑过渡部24也可以具有其他合适的形式。这种平滑过渡部24能够减弱所述角部对所述气流F的扰动，降低冲击所述叶片41的顶部的气流的流速和/或流量，从而抑制甚至消除所述BPF噪声。

平滑过渡部24的尺寸是抑制BPF噪声的效果的重要参数。平滑过渡部24的尺寸越大，其抑制BPF噪声的效果越好，但也会导致进气系统的整体噪声增加。因此，需要选择合适尺寸的平滑过渡部24，使其能够抑制BPF噪声，又不会增加或至少不会明显增加进气系统的整体噪声。对于以圆角的方式形成的平滑过渡部24，平滑过渡部24的合适尺寸是圆角半径处于5-15mm之间，优选地处于5-10mm之间。具有这样的尺寸的平滑过渡部24能够基本消除BPF噪声，又不会增加整体噪声。

连接肋23到进气口21的连接位置，即平滑过渡部24的位置，是影响抑制BPF噪声的效果另一因素。参考图2和图3，进气口21的边缘设置了向内且朝向气流F的下游延伸的卷边25，连接肋23在该卷边25处连接至进气口21。具体地，连接肋23连接至卷边25的上缘部分，即平滑过渡部24设置在卷边25的上缘部分。这种连接位置是特别有利的，其能够实现最好的抑制BPF噪声的效果，甚至可以基本消除BPF噪声。应当理解的是，连接肋23也可以连接至卷边25的中间或下缘部分，即平滑过渡部24设置在卷边25的中间或下缘部分。这种连接位置也能够实现可接受的抑制BPF噪声的效果。此外，在进气口21的边缘处的卷边25也减弱了进气口21的边缘对气流F的扰动。

图4A示出了具有类似于图1-3的支撑部和支撑肋，但在连接肋与进气口之间未设置平滑过渡部的进气系统的噪声频谱图，其横轴指示噪声的频率，纵轴指示噪声的大小。图4A中可见在2224Hz的BPF处，噪声频谱出现了明显的尖峰，即进气系统产生了BPF噪声，大小约为41.7dBA。此外，图4A中所示的噪声的整体大小约为62.3dBA。图4B则示出了但在连接肋与进气口之间设置圆角半径为7mm的平滑过渡部的进气系统的噪声频谱图。图4B中可见在2224Hz的BPF处，噪声的大小为35.8dBA，基本与背景噪声类似。所述平滑过渡部大幅抑制了BPF噪声，使其减小了5.9dBA。此外，图4B中所示的噪声的整体大小约为62.6dBA，与图4A相比变化很小。因此，在连接肋与进气口之间的平滑过渡部抑制了进气系统的BPF噪声，且未可感知地加大进气系统的整体噪声。

应当理解的是，上面描述的和在附图中示出的结构仅是本公开的示例，其可通过表现出用于获得所需最终结果的相同或相似功能的其他结构代替。另外，应当理解的是，上面描述的和附图所示的实施例应被视为仅组成本公开的非限制性示例，并且它可在专利权利要求的范围内以多种方式进行修改。