Активная жалюзийная система радиатора

Изобретение относится к наземным транспортным системам, легковым автомобилям. Жалюзийная система устанавливается перед радиатором и состоит из двух секций с разным проходным сечением. Таким образом последовательно закрывая или открывая секции, можно регулировать поступления охлаждающего воздуха через радиатор. Система имеет четыре уровня регулирования проходного сечения. Первый уровень - обе секции открыты, второй уровень - открыта большая секция, третий уровень - открыта малая секция и четвертый уровень - закрыты обе секции. В зависимости от температуры окружающей среды и теплонагруженности двигателя автомобиля автоматическая система регулирует поступление охлаждающего воздуха. Управление открытием и закрытием жалюзи секций осуществляется с помощью мотор-редукторов или соленоидов. Техническим результатом является уменьшение времени прогрева двигателя, снижение аэродинамического сопротивления автомобиля, уменьшение выброса вредных веществ, повышение надежности работы системы охлаждения двигателя. 4 ил.

 

Изобретение относится к наземным транспортным системам, легковым автомобилям.

В настоящее время все большее распространение имеют активные жалюзи на автомобилях «премиум» класса. Можно отметить ряд таких автомобилей: Ford Kuga, Ford Focus, Chevrolet Cruze, Toyota Prius, Nissan Murano, активные жалюзи променяют такие производители как BMW, Honda, Lincoln, Mazda, Mercedes-Benz, и Rolls Royce.

Наиболее наглядно конструкция и принцип работы активных жалюзи продемонстрирована на https://www.youtube.com/watch?v=3OKBwco1p0o (Actuator for Automotive Grill Shutter), https://www.youtube.com/watch?v=6K4eh-BDR9g (Active grille shuters), https://www.voutube.com/watch?v-OdH6Fa9KxbA (HBPO Active Grille Shutter). Применение активных жалюзи на ряде автомобилей описано: «Парк ЗР - обновленный Ford Kuga и его турбоаппетит», журнал «За рулем.рф» (www.zr.ru) 8 июля 2017 года; «Концерн Ford представил новый кроссовер Kuga в лице модели Escape», журнал «Драйв» (www.drive.ru) 16 ноября 2011; «Минивэн Ford Galaxy сделал акцент на безопасность и комфорт», журнал «Драйв» (www.drive.ru), 2 апреля 2015; «Пытаемся понять и простить Ford Mondeo последнего поколения», журнал «Драйв» (www.drive.ru), 13 октября 2014; «Фирма Ford заметно обновила легкие грузопассажирские модели», журнал «Драйв» (www.drive.ru). 6 декабря 2017; «Обновленная Mazda 6 для Европы: без турбомотора», журнал «Авторевю» №6. 12 марта 2018, (https://autoreview.ru/news/).

Активные жалюзи применения для уменьшения аэродинамического сопротивления на больших скоростях движения, улучшения экономичности автомобиля, снижения выброса вредных веществ, сокращения времени прогрева двигателя и уменьшения его остывания. Во время движения автомобиля по автомагистрали жалюзи закрываются, тем самым улучшается его аэродинамика. Если автомобиль буксирует прицеп или медленно движется, жалюзи будут оставаться открытыми для обеспечения заданной температуры двигателя. В процессе регулирования учитываются температура двигателя и температура за бортом, режим работы кондиционера и скорость движения автомобиля. При выключении двигателя жалюзи радиатора полностью открываются.

Сформировался определенный «стандарт» конструкции активных жалюзи и алгоритм автоматического управления. Жалюзи имеют дискретную систему автоматического управления. При каждом шаге ламели жалюзи поворачиваются на 6 градусов. Таким образом, при общем угле раскрытия, равном примерно 90 градусам, выполняется 15 шагов из полностью закрытого положения к полностью открытому.

Жалюзи состоят из двух секций расположенных напротив нижнего и верхнего воздухозаборных отверстий. Ламели жалюзи расположены горизонтально. Ламели нижней и верхней секций имеют общий привод и открываются, и закрываются синхронно. Приведение в действие осуществляется мотор-редуктором с шаговым электродвигателем.

Недостатки применяемых конструкций активных жалюзи заключаются в том, что для обеспечения дискретного управления положением жалюзи необходимо применять дорогостоящие шаговые двигатели и сложную систему контроля положения и управления. При этом существует вероятность при попадании посторонних предметов между ламелями выход из строя электродвигателя.

Выполняя свои функции активные жалюзи не должны снижать эффективность системы охлаждения. Существующие конструкции имеют горизонтальное расположение ламелей (в открытом положении), это препятствует равномерному распределению потока воздуха по фронтальной поверхности радиатора. Тем самым снижается эффективность системы охлаждения двигателя. Дело в том, что узкие горизонтальные воздухозаборные отверстия располагаются над бампером и под ним. Поток воздуха для того, чтобы попасть на поверхность радиатора «затененную» бампером должен перераспределяться в вертикальной плоскости. Занимая часть пространства предрадиаторной камеры, горизонтально расположенные ламели жалюзи препятствуют этому распределению.

В применяемых конструкциях в следствии того, что ламели имеют большую длину и связаны общим приводом, жалюзи расположены на удалении от поверхности радиатора, существует большая вероятность обмерзания (в межсезонье, при температурах близких±2 градуса) хотя бы одной ламели, то вся система будет неработоспособна. Если эта неисправность произойдет в положении закрытых жалюзи, то появляется высокая вероятность «закипания» двигателя.

Эти недостатки в существенной мере снижают эксплуатационные характеристики автомобиля и снижают надежность системы охлаждения двигателя.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в уменьшения аэродинамического сопротивления автомобиля, улучшение эксплуатационных характеристик легкового автомобиля, повышение надежности работы системы охлаждения двигателя, удешевление конструкции.

Поставленная задача решается за счет ступенчатого автоматического регулирования проходного сечения канала для подвода воздуха к радиатору системы охлаждения и упрощения привода.

Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что активная жалюзийная система устанавливается перед радиатором и состоит из двух секций с разным проходным сечением и оборудована раздельным приводом для обеспечения автоматического открытия и закрытия жалюзи в нужный момент. Система имеет две самостоятельных секции, благодаря этому имеет четыре уровня регулирования проходного сечения. Первый уровень - обе секции открыты, второй уровень - открыта большая секция, третий уровень -открыта малая секция и четвертый уровень - закрыты обе секции. В зависимости от температуры окружающей среды и теплонагруженности двигателя автомобиля автоматическая система регулирует поступление охлаждающего воздуха. Управление открытием и закрытием жалюзи секций осуществляется с помощью мотор-редукторов или соленоидов.

На фиг. 1 изображен активная жалюзийная система радиатора с открытым положением жалюзи большой и малой секций.

На фиг. 2 изображен активная жалюзийная система радиатора с открытым положением жалюзи большой и закрытым положением жалюзи малой секций.

На фиг. 3 изображен активная жалюзийная система радиатора с открытым положением жалюзи малой и закрытым положением жалюзи большой секций.

На фиг. 4 изображен активная жалюзийная система радиатора с закрытым положением жалюзи малой и большой секций.

Активная жалюзийная система состоит из «обечайки» прямоугольной формы 1 (фиг. 1, 2, 3 и 4). Высота и ширина которой позволяют полностью перекрыть радиатор системы охлаждения и радиатор кондиционера если он есть. «Обечайка» разделена перегородкой 2 на две секции разного размера. «Обечайка» крепится перед радиаторами на перегородке, где установлены радиаторы. Глубина «обечайки» обеспечивает размещение внутри радиаторов системы охлаждения, кондиционера и ламелей жалюзи в открытом положении. В каждой из секций «обечайки» устанавливаются ламели жалюзи 3, ось поворота которых расположена вертикально. Ламели изготовляются из пластмассы. На нижнем конце ламелей имеется ось, которая вставляется в отверстие на нижней полке «обечайки». На верхнем конце ламели имеется диагональный паз и центровочное отверстие в которые вставляется кривошип 5 привода вращения ламелей, изготовленный из металла. В зависимости от размеров секций обечайки устанавливается необходимое количество ламелей. Привод жалюзийной системы смонтирован на панели 10, изготовленной из пластмассы, которая крепится специальными клипсами сверху на «обечайку». На панели привода имеются выступы с отверстиями, в которые устанавливаются кривошипы привода ламелей 5. Ось кривошипа на панели зафиксирована от осевого смещения упорной шайбой. Кривошипы каждой из секций соединены планкой 6 с помощью заклепок 9, таким образом ламели секции могут синхронно открываться и закрываться. На панели привода закреплены два мотор-редуктора 4 линейного перемещения, приводящих в действие раздельно жалюзи обеих секций. В качестве привода могут быть использованы соленоиды. Шток мотор-редуктора шарнирно соединен с крайним кривошипом и планкой с помощью тяги 8. Тяга имеет достаточную длину для минимизации возникновения поперечных сил на штоке. Для обеспечения фиксации ламелей жалюзи в положениях «открыто» и «закрыто» и предотвращения вибрации ламелей предусмотрены пружины 7. Пружина крепятся одним концом к кронштейну на панели и вторым концом к специальной заклепке в средней части планки 6.

Устройство работает следующим образом. Жалюзийной системой управляет электронный блок (ЭБУ). В зависимости от температуры двигателя, давления в системе кондиционирования воздуха, температуры окружающей среды, скорости движения автомобиля и факта буксировки прицепа (если автомобиль оборудован датчиком буксируемого прицепа) ЭБУ отдает команды на мотор-редукторы (соленоиды) для открытия и закрытия жалюзей обеих секций. Жалюзийная система обладает четырьмя уровнями регулирования: жалюзи большой и малой секций открыты, при этом осуществляется максимальное поступление охлаждающего воздуха; жалюзи большой секции открыты, а малой закрыты; жалюзи малой секции открыты, а большой закрыты, второе и третье состояние системы обеспечивает промежуточное количество поступающего воздуха; жалюзи большой и малой секций закрыты, при этом поступление воздуха полностью отсутствует. Четыре уровня регулирования в полной мере обеспечивают надежную эксплуатацию автомобиля на всех нагрузочных и скоростных режимах и в климатических условиях, предусмотренных для эксплуатации автомобиля.

Наибольшую опасность систем такого рода представляет заклинивание привода жалюзи в закрытом состоянии. В таких условиях появляется вероятность закипания двигателя, вследствие недостаточного количества охлаждающего воздуха, в условиях отсутствие возможности добраться до мастерской. Предлагаемая система лишена этих недостатков, поскольку она в определенной степени продублирована. Если выйдет из строя одна секция, то за счет второй секции остается возможность добраться до мастерской. Вероятность заклинивания жалюзийной системы по причине обледенения сведена к минимуму поскольку жалюзи и привод находится вблизи от радиатора и если даже обледенение произошло, то при работающем двигателе система быстро оттает.

Простота конструкции жалюзи, системы привода и электронной системы позволяет в существенной мере удешевить производство и эксплуатацию предлагаемой активной жалюзийной системы радиатора и повысить ее надежность.

Активная жалюзийная система устанавливается перед радиатором и состоит из двух секций с неравным проходным сечением, таким образом осуществляется регулирование поступления охлаждающего воздуха через радиатор, система имеет две самостоятельных секции, благодаря этому имеет четыре уровня регулирования проходного сечения, первый уровень - обе секции открыты, второй уровень - открыта большая секция, третий уровень - открыта малая секция и четвертый уровень - закрыты обе секции, в зависимости от температуры окружающей среды и теплонагруженности двигателя автомобиля автоматическая система регулирует поступление охлаждающего воздуха, управление открытием и закрытием жалюзи секций осуществляется с помощью мотор-редукторов или соленоидов.