聚風(fēng)板對汽車熱平衡及空調(diào)制冷性能影響的研究

陳 亮

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

汽車熱平衡性能滿足高溫氣候要求，可以保證車輛在使用過程中，發(fā)動機在適宜的溫度范圍內(nèi)正常運行，避免因高溫引起發(fā)動機的各種故障，導(dǎo)致車輛無法正常行駛。汽車空調(diào)制冷性能滿足高溫氣候要求，可以給車內(nèi)乘員提供涼爽舒適的環(huán)境，保證車輛的安全駕駛。整車前端模塊（包含：冷凝器、散熱器、中冷器等）的冷卻能力，是影響汽車熱平衡性能和空調(diào)制冷性能的關(guān)鍵因素。本文通過對前端模塊無聚風(fēng)板與加聚風(fēng)板狀態(tài)進(jìn)行對比測試，通過對測試結(jié)果的分析來研究加聚風(fēng)板對整車熱平衡性能及空調(diào)制冷性能的影響。

1 測試方案

1.1 測試環(huán)境

測試地點為科威特?？仆貙贌釒衬畾夂颍?-11月為夏季，干旱無雨，最高氣溫在50℃以上，甚至達(dá)到60℃，是中東海灣最熱國家。兩次測試過程中環(huán)境：最低溫度44℃；最高溫度53℃；平均溫度47℃。光照強度：1100W/M2左右；相對濕度(RH)：18%左右。

1.2 測試時間

夏季的7～8月份午間高溫時間段。

1.3 測試方法

測試車輛按照測試規(guī)范要求布置溫度、壓力等傳感器，并挑選當(dāng)?shù)亟?jīng)驗豐富駕齡較長的駕駛員作為測試駕駛員；車輛為滿載狀態(tài)，分前端模塊無聚風(fēng)板和加聚風(fēng)板兩種狀態(tài)測試（加聚風(fēng)板見圖1所示）。試驗車輛經(jīng)過暴曬溫升后，測試人員進(jìn)入車內(nèi)，按測試規(guī)范要求設(shè)定空調(diào)控制模式（兩次測試空調(diào)設(shè)定一致），讓測試駕駛員按照當(dāng)?shù)伛{駛習(xí)慣，在科威特市區(qū)和高速上行駛（路線圖見圖2所示），同時采集測試數(shù)據(jù)。測試工況包括城市工況、高速工況和怠速工況。

圖1 前端模塊加裝聚風(fēng)板圖

圖2 路線圖

2 測試結(jié)果及分析

測試樣車為某MPV車型，裝配2.0VVT發(fā)動機，5檔手動變速箱，雙空調(diào)系統(tǒng)，原車狀態(tài)為無聚風(fēng)板狀態(tài)。

發(fā)動機出水溫度是整車 ECU控制空調(diào)壓縮機吸合和發(fā)動機工作狀態(tài)的重要參數(shù)，因此熱平衡性能的測試結(jié)果選取各工況采集的最高溫度做對比，兩種狀態(tài)測試結(jié)果見表 1。兩種狀態(tài)發(fā)動機出水溫度試驗過程數(shù)據(jù)，見圖3。

表1 兩種狀態(tài)熱平衡性能測試結(jié)果

由以上測試結(jié)果可以看出，同一輛測試樣車在外界環(huán)境基本一致的情況下，前端模塊加裝聚風(fēng)板后，各測試工況中前格柵進(jìn)風(fēng)溫度有明顯的下降，城市工況和高速工況前格柵進(jìn)風(fēng)溫度下降，說明加裝聚風(fēng)板后能有效的將前格柵進(jìn)風(fēng)導(dǎo)向前端冷卻模塊；怠速工況前格柵進(jìn)風(fēng)溫度下降，說明加裝聚風(fēng)板后能有效防止發(fā)動機艙內(nèi)熱氣流對前端冷卻模塊的影響。

圖3 發(fā)動機出水溫度—時間曲線

因此，加裝聚風(fēng)板能有效降低前格柵進(jìn)風(fēng)溫度，進(jìn)而提高散熱器的散熱能力，使各試驗工況下機油、發(fā)動機出水和發(fā)動機進(jìn)氣溫度明顯下降。所以，加裝聚風(fēng)板對熱平衡性能有明顯的提升作用。

空調(diào)系統(tǒng)蒸發(fā)器出風(fēng)口溫度，是判斷空調(diào)系統(tǒng)制冷性能優(yōu)劣最直接的依據(jù)。出風(fēng)口溫度過高則空調(diào)制冷性能較差，只有出風(fēng)口溫度在合理的范圍內(nèi)，才能給車內(nèi)乘員帶來舒適涼爽的駕乘體驗。因本次測試樣車為雙蒸發(fā)器系統(tǒng)，故將兩個蒸發(fā)器的出風(fēng)口平均溫度分別進(jìn)行對比。各試驗工況結(jié)束時，各蒸發(fā)器出風(fēng)口平均溫度測試結(jié)果，見表 2。前蒸發(fā)器出風(fēng)口溫度試驗過程數(shù)據(jù)，見圖 4，后蒸發(fā)器出風(fēng)口溫度試驗過程數(shù)據(jù)，見圖5。

表2 兩種狀態(tài)測試結(jié)果

由以上測試結(jié)果可以看出，前端模塊加裝聚風(fēng)板后，各試驗工況過程中前蒸發(fā)器和后蒸發(fā)器出風(fēng)口平均溫度有明顯的下降。由加裝聚風(fēng)板后熱平衡性能提升可知，加聚風(fēng)板有利于提升前端模塊的冷卻能力，空調(diào)系統(tǒng)冷凝器的冷卻能力也同時得到了提升，所以，加裝聚風(fēng)板使蒸發(fā)器出風(fēng)口溫度明顯降低，對空調(diào)制冷性能有明顯的提升作用。

圖4 前蒸發(fā)器出風(fēng)口平均溫度—時間曲線

圖5 后蒸發(fā)器出風(fēng)口平均溫度—時間曲線

3 結(jié)論

理論上加裝聚風(fēng)板后，有利于將前格柵進(jìn)風(fēng)導(dǎo)向前端冷卻模塊，同時避免發(fā)動機艙內(nèi)熱氣流對前端冷卻模塊進(jìn)風(fēng)的影響。本文通過在熱帶沙漠氣候的科威特夏季高溫時間段，實地進(jìn)行某MPV車型熱平衡性能和空調(diào)制冷性能測試，針對前端模塊加裝聚風(fēng)板狀態(tài)和不加裝聚風(fēng)板狀態(tài)分別進(jìn)行測試，并對測試結(jié)果對比分析。證實，加裝聚風(fēng)板有利于提升前端冷卻模塊的冷卻能力，進(jìn)而提升熱平衡性能和空調(diào)制冷性能。

[1] 陳家瑞.汽車構(gòu)造.[M]機械工業(yè)出版社.

[2] 劉惟信.汽車設(shè)計.[M]清華大學(xué)出版社.

[3] 王若平.汽車空調(diào).[M]機械工業(yè)出版社.