主動(dòng)格柵對(duì)整車(chē)空調(diào)采暖性能影響的研究

陳 亮

（安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

1 測(cè)試方案

汽車(chē)空調(diào)采暖性能滿足高寒地區(qū)要求，可以給車(chē)內(nèi)乘員提供溫暖舒適的環(huán)境，保證車(chē)輛的安全行駛。汽車(chē)行駛時(shí)，汽車(chē)的迎面風(fēng)會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)自身熱量的散失，散熱器內(nèi)冷卻液熱量的散失，降低進(jìn)入暖風(fēng)加熱芯體的冷卻液溫度，進(jìn)而影響整車(chē)空調(diào)的采暖性能。本文通過(guò)對(duì)測(cè)試樣車(chē)的三種狀態(tài)分別進(jìn)行空調(diào)采暖測(cè)試，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，來(lái)研究主動(dòng)格柵對(duì)整車(chē)空調(diào)采暖性能的影響。

1.1 測(cè)試設(shè)備

底盤(pán)測(cè)功機(jī)，是一種高精度可以測(cè)量汽車(chē)驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力、功率、扭矩和車(chē)速等，能夠加載汽車(chē)在實(shí)際的道路上行駛所遇到的各種阻力，進(jìn)而模擬汽車(chē)在實(shí)際道路上行駛的專(zhuān)用設(shè)備。

風(fēng)機(jī)，放置于測(cè)試車(chē)輛前方與底盤(pán)測(cè)功機(jī)聯(lián)動(dòng)，根據(jù)車(chē)速提供對(duì)應(yīng)的迎面風(fēng)速。

環(huán)境倉(cāng)，是一種可以控制環(huán)境溫濕度，模擬汽車(chē)在各種高低溫環(huán)境中行駛的專(zhuān)用設(shè)備。

此外，還需要溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集器等。

1.2 測(cè)試方法

測(cè)試車(chē)輛應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，按照測(cè)試規(guī)范要求布置溫度傳感器。為保證試驗(yàn)結(jié)果的一致性，排除其它外在和內(nèi)在因素的影響，不同狀態(tài)的測(cè)試在同一環(huán)境倉(cāng)，同一底盤(pán)測(cè)功機(jī)，同一測(cè)試樣車(chē)上進(jìn)行，并且要求每次測(cè)試起始條件一致，空調(diào)設(shè)置模式一致。

試驗(yàn)工況以模擬用戶冬天實(shí)際用車(chē)習(xí)慣為主，包括：城市行駛工況、高速行駛工況、怠速工況。

2 測(cè)試結(jié)果及分析

測(cè)試樣車(chē)為某小型SUV車(chē)型，常規(guī)燃油車(chē)，裝配1.6VVT汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，5檔手動(dòng)變速箱，單空調(diào)系統(tǒng)，原車(chē)狀態(tài)試驗(yàn)圖片，見(jiàn)圖1。

常規(guī)燃油車(chē)空調(diào)系統(tǒng)采暖功能的熱源，大都來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃料燃燒的熱量，燃料在氣缸內(nèi)燃燒后將氣缸外水套內(nèi)的冷卻液加熱后，由水泵帶動(dòng)水路循環(huán)將加熱后的冷卻液帶到空調(diào)加熱芯體內(nèi)，然后由鼓風(fēng)機(jī)將冷空氣吹向加熱芯體進(jìn)行熱交換，冷空氣被加熱芯體加熱后由風(fēng)道吹入駕駛室內(nèi)，從而給人提供溫暖舒適的駕乘環(huán)境。

在寒冷的冬季，造成發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒熱量損失較大的因素，就是汽車(chē)行駛時(shí)車(chē)輛前方的迎面風(fēng)。為了完全消除這一因素的影響，我們將測(cè)試樣車(chē)前格柵完全密封，見(jiàn)圖 2。因車(chē)輛的行駛區(qū)域不定，一年四季的溫度不定，將前格柵完全封堵，可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度過(guò)高，造成重大故障。故該措施在汽車(chē)生產(chǎn)廠商進(jìn)行量產(chǎn)時(shí)可行性不強(qiáng)，僅將該狀態(tài)的測(cè)試結(jié)果作為加裝主動(dòng)格柵（見(jiàn)圖3）的對(duì)比參考依據(jù)。

圖1 原車(chē)狀態(tài)試驗(yàn)圖片

圖2 前格柵完全密封狀態(tài)

在散熱器前加裝主動(dòng)格柵，主動(dòng)格柵根據(jù)環(huán)境溫度，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度等自動(dòng)控制格柵的開(kāi)度，以減少發(fā)動(dòng)機(jī)自身熱量和散熱器內(nèi)冷卻液熱量的散失，在普通量產(chǎn)車(chē)上可行性較強(qiáng)，下面將三種狀態(tài)的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。

圖3 主動(dòng)格柵圖片

2.1 暖風(fēng)進(jìn)水溫度測(cè)試結(jié)果

進(jìn)入加熱器芯體的冷卻液，作為空調(diào)采暖性能的直接熱源，升溫越快，溫度越高，越能在短時(shí)間內(nèi)給車(chē)內(nèi)乘員提供溫暖的環(huán)境，也能夠得到用戶的好評(píng)。三種狀態(tài)的暖風(fēng)進(jìn)水溫度，在各測(cè)試工況結(jié)束時(shí)的測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表 1，試驗(yàn)過(guò)程數(shù)據(jù)見(jiàn)圖4。由以上測(cè)試結(jié)果及過(guò)程數(shù)據(jù)圖可以看出，三種狀態(tài)城市行駛工況及高速工況，暖風(fēng)進(jìn)水溫度前格柵密封狀態(tài)最高，加裝主動(dòng)格柵比原狀態(tài)略高，怠速工況原狀態(tài)暖風(fēng)進(jìn)水溫度最低，加裝主動(dòng)格柵最高。此結(jié)果說(shuō)明，加裝主動(dòng)格柵有利于提升進(jìn)入暖風(fēng)加熱芯體內(nèi)的冷卻液溫度。

表1 暖風(fēng)進(jìn)水溫度測(cè)試結(jié)果

圖4 暖風(fēng)進(jìn)水溫度—時(shí)間曲線

2.2 車(chē)內(nèi)平均溫度測(cè)試結(jié)果

表2 車(chē)內(nèi)平均溫度測(cè)試結(jié)果

車(chē)內(nèi)溫度是汽車(chē)內(nèi)駕乘人員直接感受到的溫度，也是空調(diào)系統(tǒng)采暖效果給人的直接主觀感受。車(chē)內(nèi)溫度除了受空調(diào)系統(tǒng)控制外，整車(chē)的密封性和整車(chē)的隔熱、保溫性能也是影響其高低的關(guān)鍵因素。此次測(cè)試在同一輛測(cè)試樣車(chē)上進(jìn)行，可以排除以上因素對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。三種狀態(tài)的車(chē)內(nèi)平均溫度，在各測(cè)試工況結(jié)束時(shí)的測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表 2，試驗(yàn)過(guò)程數(shù)據(jù)見(jiàn)圖5。

圖5 車(chē)內(nèi)平均溫度—時(shí)間曲線

由以上測(cè)試結(jié)果及過(guò)程數(shù)據(jù)圖可以看出，三種狀態(tài)城市行駛工況及高速工況，車(chē)內(nèi)平均溫度前格柵密封狀態(tài)最高，加裝主動(dòng)格柵比原狀態(tài)略高，怠速工況原狀態(tài)車(chē)內(nèi)平均溫度最低，加裝主動(dòng)格柵最高。此測(cè)試結(jié)果與暖風(fēng)進(jìn)水溫度測(cè)試結(jié)果一致，印證了進(jìn)入暖風(fēng)加熱芯體的冷卻液溫度，是影響整車(chē)空調(diào)采暖性能的關(guān)鍵因素。也說(shuō)明了加裝主動(dòng)格柵有利于提升車(chē)內(nèi)平均溫度，即有利于提升整車(chē)空調(diào)采暖性能。

3 結(jié)論

理論上在寒冷的冬季，將前格柵密封或在散熱器前加裝主動(dòng)格柵，有利于減少發(fā)動(dòng)機(jī)自身熱量和散熱器內(nèi)冷卻液熱量的散失，提升進(jìn)入空調(diào)系統(tǒng)加熱芯體的冷卻液溫度。本文通過(guò)在同一環(huán)境倉(cāng)，同一底盤(pán)測(cè)功機(jī)，同一測(cè)試樣車(chē)上，對(duì)某SUV車(chē)型進(jìn)行空調(diào)采暖性能測(cè)試，針對(duì)原車(chē)狀態(tài)，封堵前格柵狀態(tài)以及加裝主動(dòng)格柵狀態(tài)分別進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析。

前格柵完全密封對(duì)提升整車(chē)空調(diào)采暖性能效果最好，但在普通量產(chǎn)車(chē)上可行性不強(qiáng)。而在散熱器前加裝主動(dòng)格柵，在量產(chǎn)車(chē)上可實(shí)施性較強(qiáng)，且測(cè)試結(jié)果證實(shí)加裝主動(dòng)格柵有利于提升整車(chē)的空調(diào)采暖性能。

參考文獻(xiàn)

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