國(guó)家機(jī)動(dòng)車產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（上海） 陳 星

霧氣發(fā)生器作為模擬汽車風(fēng)窗玻璃除霜除霧系統(tǒng)的必用設(shè)備，應(yīng)具備模擬產(chǎn)生一人到多人呼吸水氣排放的功能。原霧氣發(fā)生器是依照1994版GB 11555《汽車風(fēng)窗玻璃除霜和除霧系統(tǒng)的性能和試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)和GB 11556《汽車風(fēng)窗玻璃除霧系統(tǒng)的性能要求及試驗(yàn)方法》開發(fā)的，設(shè)計(jì)時(shí)采用0.07 m3/min～0.1 m3/min的霧氣排量，該霧氣發(fā)生量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足2009版GB 11555中霧氣發(fā)生量在4.2 m3/min～6.0 m3/min范圍的試驗(yàn)要求，而且設(shè)備無缺水保護(hù)系統(tǒng)、還未具備加熱、定時(shí)、風(fēng)扇和斷水等指示及控制功能，試驗(yàn)人員在使用過程中很不方便。而該裝置性能無容置疑應(yīng)符合GB 11555更新版要求。該標(biāo)準(zhǔn)主要涉及的技術(shù)性能指標(biāo)如下：

·容器盛水量不少于2.25 L；

·在（-3±1）℃，沸點(diǎn)的熱損失應(yīng)不大于75 W；

·鼓風(fēng)機(jī)在50Pa的靜壓時(shí)，應(yīng)該有4.2m3/min～6.0m3/min的排量；

·在霧氣發(fā)生器的頂部必須有6個(gè)直徑（Ф）為6.3 mm的出氣孔、出氣筒Ф為100 mm；

·霧氣發(fā)生器輸出的蒸汽量，在（-3±1）℃的條件下為n×（70±5）g/h，其中n為汽車制造廠規(guī)定的汽車座位數(shù)。

通過調(diào)研了解到，眾多設(shè)備供應(yīng)商考慮到該專用設(shè)備社會(huì)需求量少、開發(fā)成本高，故不再生產(chǎn)，而且國(guó)外也沒有找到廠家生產(chǎn)該專用設(shè)備。因此，根據(jù)目前試驗(yàn)的需要，我們按照GB 11555-2009關(guān)于霧氣發(fā)生器的要求，自行研制了新型SW-1型霧氣發(fā)生器（圖1、圖2分別是滿足GB 11555-1994、GB 11555-2009的霧氣發(fā)生器設(shè)備外形照片），為我們檢測(cè)的順利完成奠定了基礎(chǔ)。

圖1 1994版霧氣發(fā)生器

圖2 2009版霧氣發(fā)生器

一、新型SW-1型霧氣發(fā)生器技術(shù)特征

新研制的SW-1型霧氣發(fā)生器不但具備原設(shè)備的所有功能，而且融入了不少創(chuàng)新技術(shù)設(shè)計(jì)。

1.低能耗、便攜設(shè)計(jì)

水箱容積為2.8 L，有效盛水容積大于2.25 L。整體為雙層無接縫鋁合金材料制成，外觀為圓弧形，減少熱量損失并加強(qiáng)密封性；設(shè)備重量7.3 kg，設(shè)計(jì)有便攜式提手，便于攜帶。

2.隔熱保溫技術(shù)的應(yīng)用

為減少霧氣發(fā)生器在低溫下的熱量損失量，采用鋁合金雙層50 mm間隔，隔熱材料一次性澆灌進(jìn)行保溫，在試驗(yàn)過程中效果較好。霧氣發(fā)生器在-18℃低溫倉(cāng)環(huán)境溫度下將水加熱至沸騰，用熱電偶傳感器測(cè)量水箱外殼在5℃以下，熱損失量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的（-3±1）℃范圍，沸點(diǎn)熱損不大于75 W的要求。

3.獨(dú)有的錐形霧氣導(dǎo)流裝置

采用電壓輸入為12 V（安全電壓），功率為15 W的專用離心式靜壓風(fēng)扇。風(fēng)扇安裝在Ф為100 mm出氣筒上方，出氣筒內(nèi)部設(shè)計(jì)有倒蓋的錐形導(dǎo)流裝置，風(fēng)扇在工作時(shí)通過錐形導(dǎo)流裝置能將蒸發(fā)氣體朝下均勻吹到6個(gè)Ф為6.3 mm的出氣孔，更合理地模擬實(shí)驗(yàn)人員在車內(nèi)呼吸的真實(shí)情況（見圖3出氣裝置）。

圖3 出氣裝置

4.大功率特制U形加熱管

采用大功率專用特殊形式的U型發(fā)熱管（見圖4）設(shè)計(jì)，功率為2 kW，采用可調(diào)電壓模塊控制發(fā)熱管功率大小，保證在220 V電壓，短時(shí)間將水迅速加熱至沸騰，利用離心式靜壓風(fēng)扇將霧氣順著錐形導(dǎo)流裝置從6個(gè)Ф為6.3 mm的出氣孔吹出4.2 m3/min～6.0 m3/min的霧氣發(fā)生量。同時(shí)在電壓表上顯示出相應(yīng)電壓值，使操作員按照計(jì)量標(biāo)定后的各個(gè)電壓對(duì)應(yīng)相應(yīng)的霧氣發(fā)生量即可，便于操作。

圖4 U形加熱管

5.智能的控制系統(tǒng)人性化操作界面

整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有四套控制單元，控制系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)。操作方式采用觸摸式，突出了方便、直觀、可靠的優(yōu)點(diǎn)。風(fēng)扇控制系統(tǒng)可獨(dú)立控制，在試驗(yàn)過程中按照標(biāo)準(zhǔn)中試驗(yàn)要求隨時(shí)開啟。定時(shí)、加熱、電壓表控制系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，按照試驗(yàn)要求將時(shí)間定時(shí)，然后將電壓調(diào)到預(yù)訂霧氣發(fā)生量的大小，加熱系統(tǒng)開始工作。到設(shè)定時(shí)間，設(shè)備將自動(dòng)關(guān)閉加熱系統(tǒng)，此時(shí)電壓顯示為零。有了該設(shè)計(jì)，便于操作人員在不同時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)操作，完全符合GB 11555-2009標(biāo)準(zhǔn)中實(shí)驗(yàn)要求。系統(tǒng)中設(shè)計(jì)有水位傳感器，試驗(yàn)過程中斷水后會(huì)自動(dòng)提示及自動(dòng)關(guān)閉主機(jī)電源，防止由于缺水后加熱器還在工作，損壞加熱管。

整個(gè)系統(tǒng)控制單元設(shè)計(jì)了多個(gè)繼電器進(jìn)行時(shí)間定時(shí)控制、可控硅控制電壓變化、三相安全接地保護(hù)裝置和主板電源保護(hù)等元件（見圖5）。

圖5 觸摸式操作界面

6.設(shè)備檢定溯源性

通過設(shè)備標(biāo)定后，利用精密天平稱重法，使電壓與霧氣發(fā)生量一一對(duì)應(yīng)，使測(cè)量的數(shù)據(jù)有可溯源性，符合JJG 99-2006《砝碼檢定規(guī)程》要求。表1為霧氣發(fā)生器的標(biāo)定結(jié)果。

表1 霧氣發(fā)生器標(biāo)定結(jié)果

二、設(shè)備的實(shí)踐與運(yùn)用

2009年10月，依據(jù)GB 11555-2009，使用新研制的霧氣發(fā)生器進(jìn)行汽車風(fēng)窗玻璃除霜除霧系統(tǒng)的性能試驗(yàn)，通過了工信部專家組的現(xiàn)場(chǎng)評(píng)審。

目前該設(shè)備已經(jīng)應(yīng)用在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中（見圖6），在低溫倉(cāng)工作運(yùn)行正常（見圖7）。由于在標(biāo)定中已經(jīng)標(biāo)明不同的人數(shù)對(duì)應(yīng)不同電壓，試驗(yàn)人員可方便操作及控制，實(shí)驗(yàn)效果良好，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確。

圖6 霧氣發(fā)生器在試驗(yàn)車輛現(xiàn)場(chǎng)工作

圖7 霧氣發(fā)生器應(yīng)用在低溫倉(cāng)

三、設(shè)備故障分析及解決方案

為便于試驗(yàn)人員處理試驗(yàn)中可能遇到的問題，本文針對(duì)可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行歸納和分析（詳見表2）。

表2 故障分析及解決方案

四、后語

通過設(shè)計(jì)新型的SW-1型霧氣發(fā)生器，不僅解決了老產(chǎn)品不能滿足新標(biāo)準(zhǔn)要求的問題，還讓產(chǎn)品性能上升了一個(gè)臺(tái)階，設(shè)備故障率下降，試驗(yàn)穩(wěn)定性增強(qiáng)，設(shè)備維修費(fèi)用明顯降低，減少了成本，為提高本中心檢測(cè)技術(shù)水平和推動(dòng)檢測(cè)業(yè)務(wù)的發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。