基于試驗(yàn)驗(yàn)證對某輕型客車空調(diào)性能提升

王朝會

（南京依維柯汽車有限公司，江蘇 南京 211806）

伴隨著中國汽車行業(yè)的飛速發(fā)展以及人們生活水平的提高，大家對整車空調(diào)系統(tǒng)性能提出了越來越高的要求。本文以設(shè)計者角度，對一款輕型客車從性能計算、單體零件性能測試及整車臺架試驗(yàn)各方面多角度對整車空調(diào)性能進(jìn)行匹配，對整車性能進(jìn)行提升，以滿足越來越高的性能需求。

1 整車需要制冷量性能參數(shù)設(shè)計計算

總熱負(fù)荷：Q=（Q+Q+Q+Q+Q）=7576kW

式中：Q——車身圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入的熱量，4296W；Q——玻璃窗傳入的熱量，1074W；Q——新風(fēng)、漏風(fēng)傳入的熱量，240W；Q——乘員散發(fā)的熱量，1616W；Q——其他熱源散熱（如儀表、照明），350W。

2 各系統(tǒng)零件單體性能臺架測試參數(shù)

2.1 冷凝器散熱量

1）前冷凝器散熱量：冷凝器進(jìn)風(fēng)干球溫度35℃，冷凝器進(jìn)口壓力1.64MPa±0.01MPa，冷凝器進(jìn)口過熱度25℃，冷凝器出口過冷度5℃，迎面風(fēng)速4.5m/s，前冷凝器散熱量17.4kW。

2）側(cè)冷凝器散熱量：迎面風(fēng)速5m/s，冷凝器入口壓力1.64MPa，空氣溫度35℃±1℃，冷凝器入口過熱度25℃±1℃，冷凝器出口過冷度5℃，側(cè)冷凝器散熱量7.5kW。

2.2 蒸發(fā)器制冷量數(shù)值

1）前蒸發(fā)器制冷功率：風(fēng)量500m/h，進(jìn)風(fēng)干球溫度/濕球溫度27℃±1℃，19.5℃±0.2℃，膨脹閥入口壓力1.64MPaG±0.03MPaG，過冷度0～4℃，過熱度10℃±2℃，蒸發(fā)器出口壓力0.18MPaG±0.01MPaG，前蒸發(fā)器制冷功率5229W。

2）后蒸發(fā)器制冷功率：后蒸發(fā)器進(jìn)氣風(fēng)量500m/h，風(fēng)機(jī)入口側(cè)空氣干球溫度27℃±1℃，風(fēng)機(jī)入口側(cè)空氣濕球溫度19.5℃±0.2℃，后蒸膨脹閥入口壓力1.64MPaG±0.03MPaG，過冷度4℃，過熱度10℃±2℃，蒸發(fā)器出口壓力0.18MPaG±0.01MPaG，后蒸發(fā)器制冷功率7kW。

2.3 壓縮機(jī)性能參數(shù)（表1）

表1 壓縮機(jī)性能參數(shù)

發(fā)動機(jī)與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速比為1.185，通過數(shù)據(jù)計算，可得發(fā)動機(jī)在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速情況下，壓縮機(jī)制冷量為8710kW。

3 整車試驗(yàn)室試驗(yàn)標(biāo)定

3.1 加注量標(biāo)定

整車風(fēng)洞試驗(yàn)環(huán)境條件：環(huán)境溫度40℃，相對濕度50%，迎面風(fēng)速40km/h；空調(diào)模式為外循環(huán)，全冷吹面，鼓風(fēng)機(jī)最大擋，車門窗全開；試驗(yàn)階段，以50g的間隔對整車進(jìn)行加注量標(biāo)定，過冷度曲線如圖1所示。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，加注量標(biāo)定為2200g，在空調(diào)內(nèi)容積數(shù)值不變的情況下此加注量數(shù)值確定。

圖1 過冷度曲線

3.2 降溫試驗(yàn)

降溫試驗(yàn)標(biāo)定

整車在風(fēng)洞試驗(yàn)環(huán)境條件：環(huán)境溫度40℃，相對濕度50%，起始頭部溫度55℃；空調(diào)模式為全冷內(nèi)循環(huán)吹面，鼓風(fēng)機(jī)最大擋，車門窗全關(guān)閉。

試驗(yàn)階段：工況1，風(fēng)速80km/h，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為高速綠色區(qū)域運(yùn)行，持續(xù)60min；工況2，工況1持續(xù)60min后，整車轉(zhuǎn)怠速30min。

判定標(biāo)準(zhǔn)：30min后，頭部平均溫度低于25℃；90min后，頭部平均溫度不高于25℃。

對整車進(jìn)行降溫試驗(yàn)驗(yàn)證，降溫試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 降溫試驗(yàn)結(jié)果

原因排查

1）從頭部平均溫度來看，空調(diào)性能沒有達(dá)到設(shè)計要求，從數(shù)據(jù)分析來看，后蒸位置艙存在光照及熱輻射對回風(fēng)二次加熱，對后蒸與頂部空間加隔熱墊進(jìn)行隔離，具體操作見圖2。

圖2 具體操作

2）測量整車漏風(fēng)量，數(shù)據(jù)見表3。

表3 空調(diào)試驗(yàn)車漏風(fēng)量測試數(shù)據(jù)

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)際漏風(fēng)量來看，整車密封性也不在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，導(dǎo)致整車降溫性能不足，煙霧試驗(yàn)測整車漏風(fēng)點(diǎn)，對泄漏點(diǎn)進(jìn)行封堵，處理完成后再次做整車漏風(fēng)量試驗(yàn)，結(jié)果見表4。

表4空調(diào)試驗(yàn)車（二次密封后）漏風(fēng)量測試

從表4可看出，整車漏風(fēng)量數(shù)據(jù)已在范圍內(nèi)。

再次降溫試驗(yàn)

根據(jù)試驗(yàn)條件，再次進(jìn)行整車降溫試驗(yàn)，數(shù)據(jù)見表5。

表5 整車再次降溫試驗(yàn)數(shù)據(jù)

從表5數(shù)據(jù)來看，整車降溫試驗(yàn)通過。因此協(xié)調(diào)項(xiàng)目相關(guān)車身及內(nèi)外飾人員，對整車密封性進(jìn)行調(diào)整修改，滿足整車空調(diào)性能的需求。

4 結(jié)論

從這次整車匹配、試驗(yàn)驗(yàn)證情況來看，在考慮整車各零件及系統(tǒng)匹配時，還需要考慮整車回風(fēng)溫度及漏風(fēng)量設(shè)計參數(shù)值與整車實(shí)際數(shù)值可能存在的偏差。后期在整車空調(diào)系統(tǒng)匹配設(shè)計過程中要多關(guān)注一些整車蒸發(fā)器進(jìn)出口溫度（避免出現(xiàn)大范圍二次加熱的情況）及整車密封性對制冷性能的影響，提前將問題排除及規(guī)避，爭取以較小的代價，將整車性能匹配在合理的范圍內(nèi)。