汽车车载空气动力源多功能装置的研制

张明国，王华平

（1. 湖北文理学院汽车零部件制造装备数字化湖北省协同创新中心，湖北 襄阳 441053；

2. 神龙汽车有限公司襄阳工厂，湖北 襄阳 441004）

汽车车载空气动力源多功能装置的研制

张明国1，王华平2

（1. 湖北文理学院汽车零部件制造装备数字化湖北省协同创新中心，湖北 襄阳 441053；

2. 神龙汽车有限公司襄阳工厂，湖北 襄阳 441004）

为了改善汽车室内环境和方便汽车驾驶人驾驶生活（与驾驶相关的活动），以车载空气动力源提供高、低压力的冷、热压缩空气，以解决汽车的汽车挡风玻璃、车窗玻璃挂雾的高效清除、倒车镜除雾、车内吹尘、吸尘、洗车、降湿、通风、高海拔行车车内增压、汽车意外水中遇险应急逃生装备和为小型气动随车工具提供压力气源、轮胎补充气、配用气动千斤顶快捷更换汽车备胎的等问题，形成汽车车载空气动力源多功能装置。

汽车室内环境；高低压空气；冷热压缩空气；汽车车载空气动力源多功能装置

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.09.024

CLC NO.: TB472 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)09-70-03

引言

随着汽车走进千家万户，汽车也走进了人们生活的方方面面，汽车室内环境也越来越受到更多的关注。改善汽车室内环境和方便汽车驾驶人驾驶生活（与驾驶相关的活动），成为汽车行业专家、同行目前研究的课题方向之一。因此，笔者以车载空气动力源提供高、低压力的冷、热压缩空气，来解决汽车的汽车挡风玻璃、车窗玻璃挂雾的高效清除、倒车镜除雾、车内吹尘、吸尘、洗车、降湿、通风、高海拔行车车内增压[1]、汽车意外水中遇险应急逃生装备和为小型气动随车工具提供压力气源、轮胎补充气、配用气动千斤顶快捷更换汽车备胎的等问题。

1、汽车室内环境问题和影响汽车驾驶人驾驶生活的情况

在雨天、雪天、尘雾天等天气下关闭车门窗，车内形成一个相对封闭的环境，当室内与室外环境温度有一定温差，室内达到一定湿度，在车窗和挡风玻璃内面形成一层薄雾，阻挡驾驶员和车内乘员的视线。在以上天气下，车外能见度低，再加上车窗和挡风玻璃的薄雾的阻挡，严重影响行车安全和造成乘坐的不舒适；在潮湿的天气车内湿度大、不通风也会影响乘坐的舒适性。目前普遍汽车采用汽车空调冷风、热风吹前挡风玻璃，用电加热后挡风玻璃，除雾除霜效果不佳；没有车窗除霜、除雾装置；同时后视镜挂雾、挂霜，影响行车安全[2]；高海拔地区行车车内驾驶员和乘员高原缺氧。由于车内空间有限及车内设施的布置紧凑，一些角落灰尘难以清除，并且阴暗潮湿，容易滋生细菌，形成霉变[3]，影响车内环境卫生。一般情况下车内灰尘和潮湿只有在专门的汽车装饰美容店里才能做彻底地清理，不方便平常卫生保洁。在如7·21北京特大暴雨事件类似的情况下，汽车意外水中遇险，缺少应急逃生装备；驾驶人在家或者在野外洗车很不方便；另外，当行车途中遇车轮胎漏气时，采用车上现有随车设备或工具充气和更换备胎很不方便。以上几个方面给驾驶人的驾驶生活带来诸多不便。

2、当前汽车室内环境和影响汽车驾驶人驾驶生活问题解决

2.1本装置的设计

2.1.1本装置设计理念

解决以上问题，保证行车安全和乘坐的舒适，方便汽车车内的卫生清扫和汽车简单的维护，本装置通过设计一种汽车车载空气动力源多功能装置，用一个直流电动气泵从车内（空调内循环进风口）或车外（空调外循环进风口）泵送空气到储气罐，储存一定压力（分高压和低压）和容量的压缩空气，通过气液分离器干燥后送至电加热器（有选择地加热），通过各气路电磁阀控制送至前挡风玻璃、各车窗除霜口和多功能压缩空气快速接头。对于多功能压缩空气快速接头可以有选择地通过气管接轮胎充气表、吹尘枪、吸尘器、除湿软管、室内加压软管、气动千斤顶和气动工具，从而完成前后挡风玻璃、后视镜和车门玻璃除霜；车内降湿、通风和高海拔行车车内增压；车内便捷除尘、吸尘、干燥杀菌；轮胎安全便捷换胎充气问题和小型气动随车工具的便捷使用等多项功能。见图1。

1.外部滤清器；2.内滤清器；3.外循环电磁阀；4.低压力开关（常闭）；5.电动气泵；6.高压力开关（常闭）；7.气液分离器；8.储气罐；9.内循环电磁阀；10.放水电磁阀 1；11.放水电磁阀2；12.电加热器；13.温控开关；14.压缩空气快速接头；15.车窗除霜电磁阀；16.空气量孔；17.至主驾驶侧车窗玻璃；18.至副驾驶侧车窗玻璃；19.至左后侧车窗玻璃；20.至右后车窗玻璃；21.至后挡风玻璃；22.前挡风玻璃；23.左右后视镜；24.前挡风玻璃除霜电磁阀；25.通过快速接头接轮胎充气表；26.通过快速接头接充气软管；27.通过快速接头接洗尘器；28.通过快速接头接气动千斤顶、气动工具；29.通过快速接头接除湿软；30.第一分气管；31.第二分气管32.第三分气管。

2.1.2本装置的技术方案

在汽车上加装一个直流电动气泵、一个储气罐、一个气液分离器、一个电加热器，完成空气的压缩、储存、干燥和加热（根据不同功能要求有选择地进行加热），以此为主体，再通过气管和控制气路电磁阀，有选择地使压缩热空气送至前挡风玻璃、倒车镜、各车窗的除霜口进行除霜；通过多功能压缩空气快速接头接不同的随车工具，完成车内便捷除尘、吸尘、干燥杀菌；轮胎安全便捷换胎充气问题和小型气动随车工具的便捷使用等多项功能如图1。

2.1.3本装置的具体实施方案

在发动机仓中，直流电动气泵5（空气压缩）→ 储气罐8（空气储存--储气罐上安装高低压压力开关4、6，按照不同功能需要控制气泵，以控制储气罐8气压；储气罐上安装放水电磁阀控制储气罐放水）→气液分离器 7（空气干燥，气液分离器上安装放水电磁阀控制气液分离器放水），通过气管送到驾驶室内仪表盘下空调风箱处电加热器12（空气加热--根据不同功能要求有选择地进行加热），电加热器出口处安装温控开关控制加热器的加热温度。再通过第一、第二、第三分气管30、31、32分三条主气路：1、到车窗除霜电磁阀控制的5条分气路分别至：①主驾驶侧车窗玻璃上部的除霜口17；②副驾驶侧车窗玻璃上部的除霜口18；③左后车窗玻璃上部的除霜口19；④右后车窗玻璃上部的除霜口20；⑤后挡风玻璃上部的除霜口21，5条分气路都有空气量孔控制通气量；2、到前挡风玻璃除霜电磁阀控制的2条气路分别至：①前挡风玻璃上部的除霜口22；②左右倒车镜除霜口23，2条分气路都有空气量孔控制通气量；3、到驾驶室内副驾驶侧储物箱附近面板处布置的快速压缩空气接头14，随车工具增配轮胎充气表、吹尘枪、吸尘器、除湿软管、室内加压软管、气动千斤顶、简易气动工具和相应空气软管。

2.2本装置工作过程

本装置各功能操作工作过程，见图2。

1-点火开关；2-电动气泵开关；3-除霜、气动转换开关；4-电加热器开关；5-温控开关；6-压力开关 1（低压）；7-压力开关（高压）；8-电加热器保险； 9-电加热器继电器；10-电加热器；11-装置主继电器；12-装置主保险 3；13-电动气泵保险；14-电动气泵继电器；15-电动气泵；16-蓄电池；17-前挡风玻璃除霜电磁阀 18-前挡风玻璃除霜开关；19-车窗除霜电磁阀；20-车窗除霜开关；21-外循环电磁阀；22--内外循环转换开关；23-内循环电磁阀；24-放水电磁阀 1；25-放水电磁阀2；26-放水开关；27-搭铁。

2.2.1除霜

发动机工作状态下打开电动气泵开关 2，将除霜[4]、气动转换开关3打至除霜位置，通过低压开关6控制储气罐气压处于低压状态，打开电加热器开关 4，将内外循环转换开关3打至内循环位置。若对前挡风玻璃和后视镜除霜，打开前挡风玻璃除霜开关18，通过前挡风玻璃除霜口和后视镜除霜口吹出的热气除霜；若对各车窗和后挡风玻璃除霜[5]，打开车窗除霜开关20，通过后挡风玻璃除霜口和各车窗除霜口吹出的热气除霜。

2.2.2轮胎充气

发动机工作状态下打开电动气泵开关 2，将除霜、气动转换开关3打至气动位置，通过低压开关控制储气罐气压处于高压状态，将内外循环转换开关3打至外循环位置。关闭电加热器开关4，通过压缩空气快速接头接轮胎充气表。

2.2.3除尘

发动机工作状态下打开电动气泵开关 2，将除霜、气动转换开关3打至气动位置，通过低压开关控制储气罐气压处于高压状态，将内外循环转换开关3打至外循环位置。关闭电加热器开关4，通过压缩空气快速接头接吹尘枪。

2.2.4吸尘

发动机工作状态下打开电动气泵开关 2，将除霜、气动转换开关3打至气动位置，通过低压开关控制储气罐气压处于高压状态，将内外循环转换开关3打至外循环位置。关闭电加热器开关4，通过压缩空气快速接头接简易吸尘器。

2.2.5轮胎安全便捷换胎和使用简易气动工具

发动机工作状态下打开电动气泵开关 2，将除霜、气动转换开关3打至气动位置，通过低压开关控制储气罐气压处于高压状态，将内外循环转换开关3打至外循环位置。关闭电加热器开关 4，通过压缩空气快速接头接气动千斤顶和简易气动工具。

2.2.6干燥杀菌

发动机工作状态下打开电动气泵开关 2，将除霜、气动转换开关3打至除霜位置，通过低压开关控制储气罐气压处于低压状态，打开电加热器开关4，将内外循环转换开关22打至内循环位置。通过压缩空气快速接头接除湿软管。

2.2.7高海拔行车车内增压

动机工作状态下打开电动气泵开关 2，将除霜、气动转换开关3打至除霜位置，通过低压开关控制储气罐气压处于低压状态，将内外循环转换开22打至外循环位置。关闭电加热器开关4，通过压缩空气快速接头接增压软管。

2.2.8汽车水中意外遇险应急逃生

通过压缩空气快速接头接救生气囊，利用储气罐储存的压缩空气对救生气囊充气（平时作为游泳装备）。

3、结论

本装置属于可用于普遍汽车上的一种多功能辅助装置，大大改善车内环境和方便驾驶人的驾驶生活，具有很广泛的使用价值，因此具有广大潜在的市场需求，配套车上，可以增加汽车商品的附件值，增加汽车卖点，使汽车在销售市场的竞争中，增加销售份额。同时可以带动相关零配件的生产和加工，拉动就业，提高经济效益和带来社会效益。

[1] 冀旺年.汽车空调构造[M].北京:电子工业出版社,2010:16.

[2] 古永棋.汽车电器及电子设备[M].重庆:重庆大学出版社,2011:181.

[3] 冀旺年.汽车车身电气设备系统及附属电气设备[M].北京:电子工业出版社,2009: 163.

[4] 张明国,游光师.汽车电气设备与维修[M].北京:机械工业出版社,2012: 236.

[5] 孙仁云,付百学.汽车电气与电子技术[M].北京:机械工业出版社,2011: 143.

The Development of theAutomotive Vehicle Air Power Multi-function Devices

Zhang Mingguo1, Wang Huaping2
( 1.Hubei University of Arts and Science The Collaborative Innovation Center of Hubei Province for Auto Parts Manufacturing Equipment Digitization, Hubei Xiangyang 441053; 2.Xiangyang factory Shenlong automobile Co., Ltd., Hubei Xiangyang 441004 )

In order to improve the indoor environment and convenient car drivers (activities) associated with driving, driving life in vehicle air power source with high and low pressure of the compressed air, and cold and hot compress air, in order to solve the car windshield, window glass hanging fog efficient removal, the mirror defogging, dusting, vacuuming, washing the car, inside the car drop wet, ventilation, high altitude booster driving the car, car accident water distress emergency evacuation equipment and for small pneumatic accessory tools provide pressure air supply, makeup, with pneumatic jack quick replacement tyres automobile spare tire, auto vehicle air power multi-function devices.

the car indoor environment; High and low pressure air; Cold and hot compressed air; Auto vehicle air power multi-function devices

TB472

A

1671-7988（2015）09-70-03

张明国，就职于湖北文理学院汽车零部件制造装备数字化湖北省协同创新中心。研究方向：汽车零部件设计。