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        一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙與乘客艙隔熱裝置的設(shè)計(jì)

        2020-06-03 02:21:22張培明
        關(guān)鍵詞:發(fā)動(dòng)機(jī)艙進(jìn)氣管濾清器

        段 妮 張培明

        (濰坊科技學(xué)院,山東 壽光262700)

        1 概述

        一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙與乘客艙隔熱裝置,設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)艙與乘客艙之間的隔板上,包括薄管陣、副空氣濾清器、副進(jìn)氣管Ⅰ、副進(jìn)氣管Ⅱ、副管路接口和溫控電磁閥裝置;薄管陣的一端經(jīng)由過渡聯(lián)接Ⅰ與副進(jìn)氣管Ⅰ連接,副進(jìn)氣管Ⅰ與副空氣濾清器的一端相連,副空氣濾清器的另一端通往大氣;薄管陣另一端經(jīng)由過渡聯(lián)接Ⅱ與副進(jìn)氣管Ⅱ連接,副進(jìn)氣管Ⅱ通過副管路接口與發(fā)動(dòng)機(jī)原有進(jìn)氣管相連接。該裝置在不增加發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載及整車空氣阻力的前提下,使發(fā)動(dòng)機(jī)艙的熱量不能傳導(dǎo)到乘客艙,解決了乘客艙因發(fā)動(dòng)機(jī)熱量傳遞而帶來(lái)的乘坐舒適性下降問題,同時(shí)由于隔絕了由發(fā)動(dòng)機(jī)艙傳導(dǎo)到乘客艙的熱量,也將在一定程度上降低汽車空調(diào)能耗,提高汽車的使用經(jīng)濟(jì)性。

        2 隔熱裝置存在的問題

        目前常采用在發(fā)動(dòng)機(jī)艙與乘客艙之間的隔板上加裝隔熱材料(如鋁箔+石棉)的方式防止熱傳遞,但是這種方法只能實(shí)現(xiàn)相對(duì)較短時(shí)間內(nèi)隔熱,隨著發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)間的延長(zhǎng)與機(jī)艙內(nèi)溫度的升高,隔熱材料由于自身不具備散熱功能必然導(dǎo)致其溫度上升,從而使熱量傳遞到乘客艙,隔熱效果下降。

        3 研究過程

        3.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容

        為了克服現(xiàn)有的方法隔熱效果有限的問題,本設(shè)計(jì)創(chuàng)造提出一種發(fā)動(dòng)機(jī)艙與乘客艙隔熱的裝置并且該裝置能夠保證環(huán)境溫度低時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱量正常向乘客艙傳遞,不影響環(huán)境溫度低(如冬季)時(shí)乘車的舒適性。其特征在于:所述的隔熱裝置包括薄管陣、副空氣濾清器、過渡聯(lián)接Ⅰ、過渡聯(lián)接Ⅱ、副進(jìn)氣管Ⅰ、副進(jìn)氣管Ⅱ、副管路接口和溫控電磁閥裝置。薄管陣是由若干細(xì)管并聯(lián)而成的具有一定面積的隔熱體,固定安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙與乘客艙之間的隔板上。薄管陣的一端經(jīng)由過渡聯(lián)接Ⅰ與副進(jìn)氣管Ⅰ連接,副進(jìn)氣管Ⅰ與副空氣濾清器的一端相連,副空氣濾清器的另一端通往大氣;薄管陣另一端經(jīng)由過渡聯(lián)接Ⅱ與副進(jìn)氣管Ⅱ連接,副進(jìn)氣管Ⅱ通過副管路接口與發(fā)動(dòng)機(jī)原有進(jìn)氣管相連接。溫控電磁閥裝置,包括電源、溫控開關(guān)和電磁閥,所述的電磁閥安裝在副進(jìn)氣管Ⅱ上,電磁閥由溫控開關(guān)控制開閉,整體由汽車電源供電。副管路接口位于原有發(fā)動(dòng)機(jī)空氣濾清器與節(jié)氣門體之間,發(fā)動(dòng)機(jī)原進(jìn)氣管與發(fā)動(dòng)機(jī)空氣濾清器作為發(fā)動(dòng)機(jī)主進(jìn)氣管路,副管路接口、副進(jìn)氣管Ⅱ、過渡聯(lián)接Ⅱ、薄管陣、過渡聯(lián)接Ⅰ、副進(jìn)氣管Ⅰ和副空氣濾清器作為發(fā)動(dòng)機(jī)副進(jìn)氣管路。溫控開關(guān)用于控制電磁閥的開與關(guān),當(dāng)外部環(huán)境溫度低于20±3℃時(shí),溫控開關(guān)打開,電磁閥關(guān)閉,副進(jìn)氣管路與發(fā)動(dòng)機(jī)主進(jìn)氣管路不連通,當(dāng)外部環(huán)境溫度高于20±3℃時(shí),溫控開關(guān)閉合,電磁閥打開,副進(jìn)氣管路與發(fā)動(dòng)機(jī)主進(jìn)氣管路連通。

        3.2 設(shè)計(jì)方法

        3.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后,發(fā)動(dòng)機(jī)主進(jìn)氣管產(chǎn)生真空度,同時(shí)溫控開關(guān)檢測(cè)外界環(huán)境溫度,當(dāng)外界環(huán)境溫度高于溫控開關(guān)的動(dòng)作極限值時(shí),溫控開關(guān)始終保持閉合狀態(tài),汽車蓄電池與電磁閥之間的電路為通路,電磁閥開啟,副進(jìn)氣管路暢通,外界新鮮空氣通過副空氣濾清器,副進(jìn)氣管Ⅰ、過渡聯(lián)接Ⅰ、薄管陣、過渡聯(lián)接Ⅱ、副進(jìn)氣管Ⅱ與發(fā)動(dòng)機(jī)主進(jìn)氣管路里的空氣匯合,經(jīng)節(jié)氣門體進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸,為發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)提供新鮮空氣,實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)艙與乘客艙隔熱;當(dāng)外界環(huán)境溫度低于溫控開關(guān)的斷開動(dòng)作極限值時(shí),溫控開關(guān)動(dòng)作,由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)換為關(guān)閉狀態(tài),這時(shí)汽車蓄電池與電磁閥之間的電路斷開,電磁閥始終保持閉合狀態(tài),副進(jìn)氣管路不通,隔熱裝置不起作用。

        3.2.2 隔熱裝置可根據(jù)具體車型在設(shè)計(jì)制造階段制作成發(fā)動(dòng)機(jī)艙與乘客艙隔板形式,隔熱原理相同,從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)艙與乘客艙隔熱裝置的集成,使原有發(fā)動(dòng)機(jī)艙與乘客艙隔板實(shí)現(xiàn)良好散熱功能。

        3.2.3 當(dāng)環(huán)境溫度高時(shí),使設(shè)于發(fā)動(dòng)機(jī)艙與乘客艙之間的隔熱裝置中薄管陣細(xì)管內(nèi)的空氣產(chǎn)生流動(dòng),流動(dòng)的新鮮空氣帶走發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞給乘客艙的熱量, 從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)艙與乘客艙的隔熱效果。薄管陣的各細(xì)管空氣流動(dòng)的動(dòng)力源來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)進(jìn)氣管路所產(chǎn)生的負(fù)壓,在負(fù)壓作用下使外界新鮮空氣不斷通過隔熱裝置流入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管路。當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí),不影響發(fā)動(dòng)機(jī)艙向乘客艙傳遞熱量,從而不影響乘客艙溫度。因此,該裝置既可提高乘客夏季乘車的舒適性,有效降低汽車空調(diào)能耗,提高汽車使用經(jīng)濟(jì)性,又可保證冬季行車乘客艙的舒適性。同時(shí),由于副進(jìn)氣管路進(jìn)氣口設(shè)計(jì)位置與發(fā)動(dòng)機(jī)原有進(jìn)氣管路進(jìn)氣口位置相同,因此該裝置不會(huì)給汽車增加額外空氣阻力。

        3.3 具體實(shí)施方式

        一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙與乘客艙隔熱裝置,如圖1 所示,包括:薄管陣5、副空氣濾清器3、副進(jìn)氣管Ⅰ3、副進(jìn)氣管Ⅱ7、副管路接口10 和溫控電磁閥裝置;所述的溫控電磁閥裝置,包括電源14、溫控開關(guān)8 和電磁閥9,其中電源14 為汽車蓄電池。

        副空氣濾清器2 位于遠(yuǎn)離發(fā)動(dòng)機(jī)副進(jìn)氣管路端,用于過濾通過副進(jìn)氣支路進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣。副進(jìn)氣管Ⅰ3 分布于副空氣濾清器2 與過渡聯(lián)接Ⅰ4 之間,副進(jìn)氣管路Ⅱ7 位于過渡聯(lián)接Ⅱ6 與電磁閥9、電磁閥9 與副管路接口10 之間;副管路接口10 位于主進(jìn)氣管11 上,介于發(fā)動(dòng)機(jī)主濾清器1 與節(jié)氣門12 之間;薄管陣5 位于過渡聯(lián)接Ⅰ4、過渡聯(lián)接Ⅱ6 之間,用于隔斷發(fā)動(dòng)機(jī)艙與乘客艙熱傳遞;過渡聯(lián)接Ⅰ4、過渡聯(lián)接Ⅱ6 分別用于薄管陣5 與副進(jìn)氣管Ⅰ3、副進(jìn)氣管Ⅱ7 的聯(lián)接,保證副進(jìn)氣管Ⅰ3、副進(jìn)氣管Ⅱ7 與薄管陣5 內(nèi)若干細(xì)管內(nèi)氣流的均勻順暢流動(dòng);溫控開關(guān)8 可設(shè)置于探測(cè)環(huán)境溫度的任何位置;電磁閥9 位于副管路接口10 與過渡聯(lián)接Ⅱ6 之間的副進(jìn)氣管路Ⅱ7 上,用于根據(jù)溫控開關(guān)8 的指令打開或關(guān)閉副進(jìn)氣支路。

        發(fā)動(dòng)機(jī)13 啟動(dòng)后,發(fā)動(dòng)機(jī)13 主進(jìn)氣管11 產(chǎn)生真空度,同時(shí)溫控開關(guān)8 檢測(cè)外界環(huán)境溫度,當(dāng)外界環(huán)境溫度高于溫控開關(guān)8 的動(dòng)作極限值時(shí),溫控開關(guān)8 始終保持閉合狀態(tài),電源14(汽車蓄電池)與電磁閥9 之間的電路為通路,電磁閥9 開啟,副進(jìn)氣管路暢通,外界新鮮空氣就通過副空氣濾清器2,副進(jìn)氣管Ⅰ3、副進(jìn)氣管Ⅱ7,過渡聯(lián)接Ⅰ4、過渡聯(lián)接Ⅱ6,薄管陣5,電磁閥9 與主進(jìn)氣管路11 里的空氣匯合,經(jīng)節(jié)氣門體12,最后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸,為發(fā)動(dòng)機(jī)13 的運(yùn)轉(zhuǎn)提供新鮮空氣。

        當(dāng)外界環(huán)境溫度低于溫控開關(guān)8 的斷開動(dòng)作極限值時(shí),溫控開關(guān)動(dòng)作,由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)換為關(guān)閉狀態(tài),這時(shí)電源14 與電磁閥9 之間的電路斷開,電磁閥9 始終保持閉合狀態(tài),副進(jìn)氣管路不通,隔熱裝置不起作用。這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣方式和沒有加裝本裝置時(shí)的方式相同,即新鮮空氣通過主空氣濾清器1,主進(jìn)氣管路11,經(jīng)節(jié)氣門體12 進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。

        汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙與乘客艙隔熱裝置在溫控開關(guān)8,電池閥9 和電源14 的協(xié)同控制下利用發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)進(jìn)氣管路的負(fù)壓帶動(dòng)副進(jìn)氣管路內(nèi)的新鮮空氣流動(dòng),使薄管陣內(nèi)的溫度保持相對(duì)較低值,從而由薄管陣5 為主組成的發(fā)動(dòng)機(jī)艙與乘客艙隔熱裝置,能夠連續(xù)不斷的帶走薄管陣中發(fā)動(dòng)機(jī)向上傳遞的熱量,隔斷發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙內(nèi)熱量向乘客艙傳遞。

        圖1

        結(jié)束語(yǔ)

        綜上所述,該裝置在不增加發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載及整車空氣阻力的前提下,使發(fā)動(dòng)機(jī)艙的熱量不能傳導(dǎo)到乘客艙,改善乘客艙因發(fā)動(dòng)機(jī)熱量傳遞而帶來(lái)的乘坐舒適性下降問題,同時(shí)由于隔絕了由發(fā)動(dòng)機(jī)艙傳導(dǎo)到乘客艙的熱量,也將在一定程度上降低汽車空調(diào)能耗。結(jié)合本文進(jìn)一步分析,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙與乘客艙隔熱對(duì)人們的生活息息相關(guān)。

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