汽車空調(diào)降溫性能試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分析

朱小波 何浪

（貴州長(zhǎng)江汽車有限公司）

汽車空調(diào)的降溫性能關(guān)乎用戶對(duì)汽車品質(zhì)的評(píng)價(jià)，是提高用戶滿意度的關(guān)鍵因素之一。目前汽車空調(diào)降溫性能試驗(yàn)以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T 658—2000《汽車空調(diào)整車降溫性能試驗(yàn)方法》為依據(jù)[1]，各主機(jī)廠形成了各自不同的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。汽車空調(diào)降溫要滿足乘客的舒適性要求，需充分考慮用戶實(shí)際使用情況，進(jìn)行多指標(biāo)驗(yàn)證。文章對(duì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及各企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了分析，分別對(duì)4 款5 座、7 款7 座共11 款車型進(jìn)行空調(diào)降溫性能試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，提出了汽車空調(diào)單怠速工況及降溫速率評(píng)價(jià)指標(biāo)，為汽車空調(diào)系統(tǒng)開發(fā)提供了重要參考指標(biāo)[2]。

1 汽車空調(diào)降溫性能試驗(yàn)

1.1 部分主機(jī)廠試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

表1～表3 分別示出國(guó)內(nèi)3 家主機(jī)廠的汽車空調(diào)降溫試驗(yàn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

表2 某合資品牌主機(jī)廠1 汽車空調(diào)降溫性能試驗(yàn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

表3 某合資品牌主機(jī)廠2 汽車空調(diào)降溫性能試驗(yàn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

從表1～表3 可以看出，不同主機(jī)廠之間的試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)各不相同，但都缺乏對(duì)單怠速的驗(yàn)證，且未對(duì)降溫速率進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.2 試驗(yàn)前車輛狀態(tài)確認(rèn)

試驗(yàn)前對(duì)車輛狀態(tài)的確認(rèn)能有效提高試驗(yàn)效率及試驗(yàn)結(jié)果的有效性，避免試驗(yàn)過程中由于狀態(tài)誤差導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果的失真。試驗(yàn)前車輛狀態(tài)的確認(rèn)包括冷媒加注量及是否存在泄漏、整車密封性是否滿足要求、空調(diào)系統(tǒng)是否能正常運(yùn)轉(zhuǎn)、控制面板各控制開關(guān)能否正常切換、風(fēng)機(jī)風(fēng)量等。

1.3 各參數(shù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)

試驗(yàn)監(jiān)測(cè)參數(shù)主要包括：汽車主副駕和乘客座椅處人體頭部位置的溫度、空調(diào)高低壓力、蒸發(fā)器進(jìn)出管表面溫度、冷凝器進(jìn)出管表面溫度、環(huán)境溫度、各風(fēng)口溫度及車速等，此外，試驗(yàn)后測(cè)量各出風(fēng)口風(fēng)速。

1.4 試驗(yàn)前準(zhǔn)備階段

文章通過綜合分析及結(jié)合實(shí)際環(huán)境的考慮，設(shè)定了試驗(yàn)階段I 和試驗(yàn)階段II，以此驗(yàn)證汽車空調(diào)系統(tǒng)的降溫能力及確定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。將行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中預(yù)熱階段和加熱階段合并為預(yù)熱階段，以實(shí)現(xiàn)在整車充分預(yù)熱的前提下縮短試驗(yàn)時(shí)間，降低試驗(yàn)成本的目的。

正式試驗(yàn)開展前，需要完成試驗(yàn)準(zhǔn)備工作，準(zhǔn)備階段相關(guān)參數(shù)，如表4所示。

1.5 試驗(yàn)階段I

準(zhǔn)備階段完成后，進(jìn)入試驗(yàn)階段I，具體參數(shù)，如表5所示。

表5 汽車空調(diào)降溫性能試驗(yàn)階段I 參數(shù)表

1.6 試驗(yàn)階段II

試驗(yàn)階段I 完成后，重新對(duì)車輛進(jìn)行預(yù)熱和升溫，在各頭部溫度達(dá)到60℃時(shí)開始試驗(yàn)階段Ⅱ，具體參數(shù)如表6所示。

表6 汽車空調(diào)降溫性能試驗(yàn)階段II 參數(shù)表

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 頭部平均溫度

2.1.1 試驗(yàn)階段I

表7 示出11款車型空調(diào)降溫性能試驗(yàn)階段I的頭部平均溫度。

表7 11款車型空調(diào)降溫性能試驗(yàn)階段I的頭部平均溫度表

從表7可以看出，此11款車型的5 座車型和7 座車型的降溫效果非常好，且在中速（50 km/h）和高速（100 km/h）工況下30 min 結(jié)束時(shí)的頭部溫度相近，怠速工況時(shí)由于7座車型空間較大，后排乘員頭部溫度相對(duì)較高，導(dǎo)致頭部整體平均溫度偏高，但仍然在舒適的溫度范圍內(nèi)。

2.1.2 試驗(yàn)階段II

表8示出11款車型空調(diào)降溫性能試驗(yàn)階段II的頭部平均溫度。從表8可以看出，5座車型在工況結(jié)束時(shí)的頭部平均溫度在舒適范圍內(nèi)，7座車型受后排頭部溫度的影響使得平均溫度偏高，但仍然低于30 ℃，是可以接受的溫度點(diǎn)。

表8 11款車型空調(diào)降溫性能試驗(yàn)階段II的頭部平均溫度表

2.2 溫度曲線

2.2.1 試驗(yàn)階段I

圖1示出11款車型空調(diào)降溫性能試驗(yàn)階段I 的頭部溫度曲線。

圖1 11款車型空調(diào)降溫性能試驗(yàn)階段I的頭部溫度曲線

從圖1可以看出，前10 min的綜合降溫接近直線斜率，計(jì)算得出其降溫速率為3.25 ℃/min，中速后20 min和高速30 min的降溫速率緩慢，進(jìn)入怠速時(shí)，由于迎面風(fēng)很小及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，使得空調(diào)降溫能力減弱，60～70 min內(nèi)頭部溫度會(huì)快速回升，70 min 后頭部溫度緩慢回升。

2.2.2 試驗(yàn)階段II

圖2示出11款車型空調(diào)降溫性能試驗(yàn)階段II的頭部溫度曲線。從圖2可以看出，前10 min的綜合降溫同樣接近直線斜率，計(jì)算得出其降溫速率為2.81 ℃/min，然后趨于緩慢下降。

圖2 11款車型空調(diào)降溫性能試驗(yàn)階段II 的頭部溫度曲線

2.3 結(jié)果分析

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以得出，各大主機(jī)廠在試驗(yàn)階段I可以驗(yàn)證汽車空調(diào)系統(tǒng)的降溫能力，但是忽略了用戶在車輛停放后怠速工況下使用空調(diào)降溫的情況（試驗(yàn)階段II）。通過試驗(yàn)階段II 的驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，空調(diào)系統(tǒng)降溫速率及降溫能力與試驗(yàn)階段I 是存在較大差異的，通過增加此階段的驗(yàn)證可以更充分全面地掌握空調(diào)系統(tǒng)的降溫性能，特別是前10 min 的降溫速率直接影響用戶的迅速體驗(yàn)及主觀感受，保證了用戶使用車輛的空調(diào)降溫舒適性，對(duì)提高用戶滿意度有著重要意義。

3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的確定

從該11 款車型的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，5座車型和7座車型盡管在試驗(yàn)階段I 怠速時(shí)有所區(qū)別，但也在舒適的溫度區(qū)間。在試驗(yàn)階段II 的結(jié)果雖然存在較大的差異，但是在前10 min 的降溫速率只比試驗(yàn)階段I 低0.44 ℃/min，再結(jié)合實(shí)際使用中用戶一般都會(huì)先打開窗戶或車門進(jìn)行散熱后再進(jìn)入車內(nèi)，這樣車內(nèi)空氣熱量會(huì)迅速散失大部分，降溫效果會(huì)得到很大的提高。

根據(jù)上面的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合《汽車空調(diào)整車降溫性能試驗(yàn)方法》對(duì)試驗(yàn)階段I 和試驗(yàn)階段II 提出評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：

1）試驗(yàn)階段I：當(dāng)車速為0 時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)溫度不高于27 ℃；車速為50 km/h 時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)溫度不高于23 ℃；車速為100 km/h 時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)溫度不高于21 ℃；此階段空調(diào)開啟前10 min 降溫速率應(yīng)大于3.2 ℃/min。

2）試驗(yàn)階段II：怠速工況即車速為0 時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)溫度不高于30 ℃；此階段空調(diào)開啟前10 min 降溫速率應(yīng)大于2.8 ℃/min。

4 結(jié)論

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)汽車空調(diào)系統(tǒng)降溫試驗(yàn)方法作了基本規(guī)定，不同主機(jī)廠之間的試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)又各不相同，部分主機(jī)廠還驗(yàn)證了外循環(huán)工況，并充分考慮到了換氣的需求，但都缺乏對(duì)試驗(yàn)階段II（即單怠速）的驗(yàn)證，且在前10 min 的降溫速率上沒有明確要求。文章通過大量數(shù)據(jù)分析及考慮用戶實(shí)際使用過程中的需求，提出了單怠速工況驗(yàn)證及前10 min 的降溫速率要求，同時(shí)對(duì)常規(guī)試驗(yàn)方法中不同工況提出了評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，有利于前期研發(fā)過程中的整車性能評(píng)價(jià)及整車品質(zhì)的提升。