汽車通風(fēng)舒適性能研究

汪文禮、馬勝龍、程建松、魏啟武

（奇瑞汽車股份有限公司 241000)

1 汽車通風(fēng)舒適性能影響因素

由于人們生活水平的提升，人們對(duì)車內(nèi)舒適性的要求也越來越高，所以對(duì)車內(nèi)舒適性影響因素進(jìn)行分析研究是必須面對(duì)的問題。通過研究發(fā)現(xiàn)，影響整車通風(fēng)舒適性能的因素較多，通過大量主觀評(píng)價(jià)和調(diào)研結(jié)果，從用戶能感知到的整車舒適性角度來講，主要有幾個(gè)方面：車內(nèi)空氣質(zhì)量；快速泄壓能力；易起霧程度；人耳壓力；保溫隔熱性能。通過對(duì)這些用戶能感知到的因素研究并分析，得出一個(gè)相關(guān)性結(jié)論，從而優(yōu)化整車舒適性能技術(shù)要求，最終達(dá)到最佳通風(fēng)舒適性能的目的，并應(yīng)用于公司新開發(fā)車型，提升產(chǎn)品競爭力。

2 汽車通風(fēng)舒適性能研究思路

發(fā)現(xiàn)用戶能感知的影響因素后，如何對(duì)其進(jìn)行研究總結(jié)至關(guān)重要。首先，正確的思路是如何將這些用戶感知的因素分解到整車以及關(guān)鍵零部件的要求上。根據(jù)PDCA循環(huán)，首先進(jìn)行研究計(jì)劃。例如整車空氣質(zhì)量，從新鮮空氣的進(jìn)入，即阻止污染空氣的進(jìn)入，相關(guān)影響因素有空調(diào)過濾系統(tǒng)、進(jìn)風(fēng)口面積及空調(diào)濾芯，要將實(shí)車試驗(yàn)和仿真試驗(yàn)相結(jié)合，盡可能準(zhǔn)確達(dá)到最新鮮空氣的目的。其他因素也是如此，從發(fā)現(xiàn)問題到影響因素，再逐層分解，最終制定整車目標(biāo)、系統(tǒng)目標(biāo)和零部件目標(biāo)，達(dá)到研究的目的。

3 汽車通風(fēng)舒適性研究方向及方法

3.1 整車通風(fēng)泄漏量及通風(fēng)框泄漏比例研究

首先，從目前主機(jī)廠都測試的氣密性來講，氣密性是在密封后通風(fēng)框的基礎(chǔ)上進(jìn)行風(fēng)量臺(tái)試驗(yàn)，此時(shí)泄漏的風(fēng)量理想上可以簡化成一個(gè)總的開口，而且該方法忽略通風(fēng)框帶來的影響。目前私家車上基本都有空調(diào)，只要開空調(diào)，后通風(fēng)框就會(huì)開啟，只是開啟角度不一樣。所以從理論上講，開空調(diào)時(shí)打開外循環(huán)就可以簡單理解為“一進(jìn)兩出”，即風(fēng)量從外循環(huán)進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入，從后通風(fēng)框和理想的“氣密性開口”流出。因此開空調(diào)時(shí)，保溫隔熱能力由整車通風(fēng)泄漏量來決定，泄露量越多，則整車保溫隔熱性能越差。但從另一角度想，這樣的話車內(nèi)不易起霧，故兩者是各平衡關(guān)系。

試驗(yàn)測試了大量車型的整車泄露量，通過minitab軟件對(duì)比發(fā)現(xiàn)，一般整車泄露量在60 pa以上時(shí)，“氣密性開口”基本全部打開。泄露量受氣密性因素影響頗大，綜合考慮，建議60 pa時(shí)整車泄漏量為一個(gè)范圍。僅1輛車的泄漏量并不能反映通風(fēng)框帶來的影響，故可以通過測試后通風(fēng)框泄漏比例，更直接反映通風(fēng)框的控制能力，后通風(fēng)框泄漏比例越大，則其通風(fēng)控制能力越強(qiáng)。從理論、試驗(yàn)和仿真三大數(shù)據(jù)分析，最終得出一個(gè)最優(yōu)的后通風(fēng)框泄漏比例。

通過以上2方面要求，就可以更好的提升整車的通風(fēng)舒適性能，盡管在此過程中還受車內(nèi)體積、通風(fēng)框結(jié)構(gòu)和材質(zhì)等其他因素影響，但從企業(yè)角度出發(fā)，平臺(tái)件和通用件能大大節(jié)約產(chǎn)品開發(fā)的時(shí)間和金錢。綜合考慮其他因素影響，建議以一個(gè)最大的技術(shù)要求區(qū)間來約束，既能提高通風(fēng)舒適性，又能節(jié)省成本和時(shí)間。

3.2 車內(nèi)人耳舒適性研究方向及方法

通過查閱和分析大量資料，得知人耳感到不舒適的原因?yàn)樵胍艉蛪毫Γ宋膬H介紹壓力舒適性方向的研究[1]。人耳壓力感覺不舒適一般是壓力瞬間變化引起的，類似高鐵飛機(jī)上的人耳不舒適，一般人耳壓力每秒變化超過300 Pa時(shí)，人就能感覺到不舒適感。當(dāng)汽車關(guān)閉行李艙門時(shí)，正是由于壓力的猛增導(dǎo)致不舒適感出現(xiàn)，所以大量汽車開始配備電動(dòng)行李艙門，可大大提高車內(nèi)人員的人耳舒適性。

對(duì)于關(guān)車門時(shí)產(chǎn)生的人耳不舒適問題，解決起來就比較麻煩了，因?yàn)槠渌苡绊懸蛩靥?，比如車門質(zhì)量、大小、密封條壓縮量、車內(nèi)體積、限位器及門鎖鉸鏈等，但通過研究發(fā)現(xiàn)，車門質(zhì)量、限位器和門鎖鉸鏈對(duì)關(guān)門輕便性影響較小，后通風(fēng)框?qū)θ硕孢m性影響較大。而后通風(fēng)框一般要求面積、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和厚度，材料均采用行業(yè)公認(rèn)的EPDM葉片，拍打聲音小，結(jié)構(gòu)采用“掛鉤式”設(shè)計(jì)，厚度0.4 mm。

而對(duì)于后通風(fēng)框的面積，由于影響因素較多，故從用戶能感知的整車性能角度出發(fā)，只要用戶沒有感知到關(guān)門人耳壓力不舒適即可，通過用關(guān)門速度測試儀DEBRON Model1052來測試大量正常用戶關(guān)門力度，通過正態(tài)分布計(jì)算，最終用1.4 m/s關(guān)門速度來進(jìn)行關(guān)門人耳舒適性試驗(yàn)。采用壓力傳感器設(shè)備，最終確定一個(gè)用戶能接受的關(guān)門壓力限值，作為整車車內(nèi)舒適性能技術(shù)要求。而在零部件層面，可以通過增大后通風(fēng)框面積來降低關(guān)門人耳壓力的效果[2]。

4 結(jié)束語

在整車層次，可以從整車泄露量、后通風(fēng)框泄漏比例和關(guān)門人耳舒適壓力限值3個(gè)整車性能指標(biāo)，來約束整車的通風(fēng)舒適性能；在零部件層次，可以從外循環(huán)進(jìn)風(fēng)口面積、通風(fēng)框面積和氣密性等零部件設(shè)計(jì)要求來進(jìn)行約束，從而達(dá)到整車最佳通風(fēng)舒適性能。從整車目標(biāo)到零部件分解，再到整車驗(yàn)證，形成完整的“V字形”開發(fā)體系；從發(fā)現(xiàn)問題到因素分解，再到分析總結(jié)，形成了完整的解決問題能力。研究方向、方法以及最終達(dá)到的效果都已在產(chǎn)品開發(fā)過程中應(yīng)用，并取得整車通風(fēng)舒適性能的提升，對(duì)整車性能提升和用戶體驗(yàn)都有十分重要的意義。