賴志藝

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出口歐洲高寒地區(qū)公交車水暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)

賴志藝

(廈門(mén)金龍旅行車有限公司，福建 廈門(mén) 361028)

現(xiàn)國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的客車出口歐洲，由于歐洲理念和法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)與我國(guó)不同，國(guó)內(nèi)這方面的文獻(xiàn)很少，以廈門(mén)金龍旅行車的兩種6125公交車為例，闡述出口歐洲高寒地區(qū)低入口公交車暖風(fēng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，為同行提供參考。

出口歐洲高寒地區(qū)；公交車；水暖系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

客車水暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)除了要合理選擇加熱器和散熱器、除霜器外,還需要合理設(shè)計(jì)管路水流系統(tǒng)[1]。

1 暖風(fēng)散熱器的選擇

1.1 總功率的選擇

暖風(fēng)散熱器總功率是除霜機(jī)和所有的散熱器及暖空調(diào)散熱功率值的總和?，F(xiàn)國(guó)內(nèi)及部分國(guó)外的暖風(fēng)性能要求是：以在某穩(wěn)定環(huán)境溫度下，暖風(fēng)開(kāi)啟一定的時(shí)間，車上幾個(gè)測(cè)試點(diǎn)溫度各應(yīng)達(dá)到某個(gè)值為準(zhǔn)[2]。國(guó)內(nèi)對(duì)公交車的暖風(fēng)機(jī)總功率有個(gè)征求意見(jiàn)稿，供熱量要求≥1 670kJ/h /m3，但這比較難滿足的部分國(guó)外如俄羅斯暖風(fēng)性能要求；我們就按經(jīng)驗(yàn)給出2個(gè)計(jì)算方法：外界氣溫在-30°C左右時(shí)。

1.1.1按車的長(zhǎng)度，4~5kW/m。如12 m公交車，暖風(fēng)散熱器總功率是48~60kW。

1.1.2按大巴高三級(jí)的采暖量要求2 000kJ/人[3](0.56kW/人)x最大載客數(shù)量x1.1。加大10%是因?yàn)楣卉嚱?jīng)常上下客開(kāi)門(mén)；如最大載客數(shù)90人，暖風(fēng)散熱器總功率是55.4 kW。

在更低的外界溫度下，應(yīng)再適當(dāng)考慮加大總功率；如俄羅斯圣彼得堡地區(qū)，冬季在-40°C左右，金旅出口到那里的6125公交車散熱總功率為63.5 kW。

這里暖風(fēng)機(jī)的總功率是指暖風(fēng)機(jī)的標(biāo)稱總功率，非實(shí)際發(fā)熱的總功率，由于國(guó)內(nèi)暖風(fēng)機(jī)在規(guī)定試驗(yàn)條件下：暖風(fēng)裝置的進(jìn)水溫度與進(jìn)氣濕度之差為65°C時(shí)的設(shè)計(jì)放熱量；[4]而高寒地區(qū)實(shí)際使用狀態(tài)是水溫70°C左右，車內(nèi)氣溫是15°C，所以實(shí)際發(fā)熱的總功率沒(méi)那么大。

1.2 散熱器形式的選擇

散熱器形式應(yīng)滿足所出口國(guó)家的法規(guī)認(rèn)證要求；如電磁干擾、噪音、所占位置及形狀等；一般情況下,出口北歐地區(qū)的公交車要求盡量安靜，車廂內(nèi)部風(fēng)速盡量柔和，所以他們要求使用更多的自然散熱片和噪音盡量低的強(qiáng)制散熱器，常用的配置是:大功率帶外循環(huán)前除霜機(jī)+座椅下暖風(fēng)（壁掛式暖風(fēng)）+自然散熱片+踏步暖風(fēng)+司機(jī)區(qū)暖風(fēng)+暖空調(diào)。而俄羅斯公交車的要求是溫升速度快，常用配置是：大功率帶外循環(huán)前除霜機(jī)+座椅下暖風(fēng)（壁掛式暖風(fēng)）+踏步暖風(fēng)+司機(jī)區(qū)暖風(fēng)。

2 加熱器的選擇

2.1 功率的選擇

加熱器功率=暖風(fēng)散熱總功率-發(fā)動(dòng)機(jī)余熱功率，發(fā)動(dòng)機(jī)余熱功率一般取發(fā)動(dòng)機(jī)功率的8%~15%。高寒地區(qū)由于實(shí)際散熱功率小于暖風(fēng)機(jī)的標(biāo)稱總功率，所以可以在計(jì)算時(shí)暖風(fēng)散熱總功率值可以減少15%，如出口德國(guó)6125公交車，暖風(fēng)散熱總功率63 kW，發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定功率220 kW，加熱器功率=63kWx85%-220 kWx8%~15%=21~36kW，本例采用30kW加熱器；加熱器功率不足不但易造成發(fā)動(dòng)機(jī)水溫過(guò)低導(dǎo)致暖風(fēng)系統(tǒng)取暖效果差，而且對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命有較大影響。

2.2 加熱器形式的選擇

一般情況下，普通柴油機(jī)公交車采用燃油加熱器，天熱氣公交可以采用燃油加熱器、燃?xì)饧訜崞?、尾氣加熱器?/p>

2.3 水泵的選擇

由于高寒地區(qū)的公交車暖風(fēng)系統(tǒng)散熱器較多，總水阻較大，所以加熱器采用的水泵較非高寒地區(qū)的大，如出口德國(guó)6125公交車采用韋巴斯特U4855水泵。

3 前除霜的選擇

北方高寒地區(qū)由于車內(nèi)的溫度高于車外，乘客散發(fā)的水汽易在前擋玻璃形成水霧，影響司機(jī)視線，除霜出風(fēng)溫度高，所含水分低，能使除霜風(fēng)幕在上升、與車內(nèi)空氣混合、接觸玻璃仍保持較低濕度，從而保持玻璃清晰[5]。車內(nèi)除濕目前最有效的辦法是吸取外界干冷空氣，所以北方高寒地區(qū)要選用帶外循環(huán)的除霜機(jī)，帶外循環(huán)部分帶過(guò)濾網(wǎng)。

除霜效果的好壞，許多方面有關(guān)，其中包括除霜機(jī)散熱功率和出風(fēng)量，一般情況下，可以采用可以布置得下的盡量大功率除霜機(jī)，電機(jī)功率380W，至少240W，兩檔調(diào)速或風(fēng)速線性可調(diào)。

4 水暖管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4.1北歐高寒地帶公交車的暖風(fēng)一般設(shè)計(jì)要求安靜，舒適，成本較高，我們以出口德國(guó)的6125公交車為例，具體的暖風(fēng)原理圖如下所示。

圖1 6125公交車暖風(fēng)原理圖

圖1中K1,K2,K3,K4,K5,K6為電磁水閥或手控大通徑水閥；D38,D25,D8表示相應(yīng)數(shù)值內(nèi)徑的水暖管。

4.1.1暖風(fēng)系統(tǒng)具體說(shuō)明如下

4.1.1.1水路的內(nèi)通徑

整個(gè)水路采用內(nèi)徑38的主管路，主水路最小通徑（包括發(fā)動(dòng)機(jī)取水口和回水口）應(yīng)該是手控大通徑水閥K1和K6的內(nèi)徑，內(nèi)徑大于25。

各分水路膠管采用內(nèi)徑25的管路，分水路最小通徑應(yīng)該是是手控大通徑水閥的內(nèi)徑，內(nèi)徑大于20。

主管路到發(fā)動(dòng)機(jī)回水管之間有一個(gè)內(nèi)徑8的支水路，這支水路的作用是起到保護(hù)加熱器的作用，當(dāng)所有分水路水閥誤操作被關(guān)閉時(shí)，加熱器工作也不會(huì)被燒壞。而且這路水路由于內(nèi)徑很小，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)幾乎無(wú)影響。

各支路（管內(nèi)徑25）的出水壓力，流到內(nèi)徑38的主回水管時(shí)，由于通徑加大231%，壓力可以馬上減小一半以上，使回水管的水壓肯定低于各分水路回水壓力。因?yàn)槿绻捎脙?nèi)徑25的主回水管，三個(gè)分水路回水壓力不均勻，會(huì)造成回水壓力高的那路暖風(fēng)的水倒流回水壓力低的那路暖風(fēng)水路，導(dǎo)致回水壓力低的那路暖風(fēng)水路不通，散熱器無(wú)水流流動(dòng)無(wú)法散熱，無(wú)法正常工作。

4.1.1.2暖風(fēng)系統(tǒng)采用混聯(lián)水路，分為三路： 1、除霜器及司機(jī)散熱器，2、乘客區(qū)暖風(fēng)，3車頂暖風(fēng)。這三部分水路分別由K2，K4，K5水閥獨(dú)立控制。車頂暖風(fēng)系統(tǒng)要有電磁閥K5能夠控制水在沒(méi)有壓力的時(shí)候保留在管路中，避免進(jìn)空氣。

在冬季預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，關(guān)閉K3，K4，K5水閥，打開(kāi)加熱器加熱防凍液并打開(kāi)除霜機(jī)除霜。

發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后水溫達(dá)到某種程度后，逐步打開(kāi)K3，K4水閥，打開(kāi)乘客區(qū)和司機(jī)區(qū)暖風(fēng)機(jī)，最后視外界氣溫的高低情況打開(kāi)K5水閥，打開(kāi)車頂暖風(fēng)。

司機(jī)區(qū)帶暖風(fēng)機(jī)，暖風(fēng)機(jī)熱量可以通過(guò)手控球閥K3控制水流量線性調(diào)整，在僅需前除霜的情況下，可以關(guān)閉司機(jī)區(qū)暖風(fēng)機(jī)。

4.1.1.3暖風(fēng)設(shè)計(jì)還要注意以下幾點(diǎn)：

車內(nèi)所有側(cè)面盡量裝自然散熱器，進(jìn)水管路可以布置在車內(nèi)；

前門(mén)和中門(mén)暖風(fēng)機(jī)帶導(dǎo)風(fēng)翻邊，暖風(fēng)以傾斜一定角度吹到地板面，避免車門(mén)位置地板結(jié)冰；

輪椅區(qū)前的暖風(fēng)機(jī)風(fēng)向?yàn)榇迪蜉喴螀^(qū)，避免輪椅區(qū)位置積雪結(jié)冰；

前除霜和司機(jī)暖風(fēng)那路暖風(fēng)水路必須從底盤(pán)走，因?yàn)橄奶煲矔?huì)用到除霜，從車身內(nèi)自然散熱器走，會(huì)發(fā)熱；

前區(qū)地板可以根據(jù)用戶要求加加熱膜；

K1和K6采用38口徑的大通徑球閥或電磁閥，K4，K5采用25口徑電磁閥，K2，K3采用25口徑大通徑球閥；

可以根據(jù)用戶的要求，在做乘客區(qū)加溫度傳感器，與頂置暖風(fēng)系統(tǒng)配合做恒溫系統(tǒng)。

4.2 俄羅斯暖風(fēng)一般設(shè)計(jì)要求有效、實(shí)用、成本較低，具體的暖風(fēng)原理如圖2所示。

俄羅斯暖風(fēng)水路設(shè)計(jì)與北歐類似，只是將頂置暖風(fēng)改為乘客后區(qū)，乘客區(qū)暖風(fēng)改為乘客前區(qū)，散熱器檔位多1~2檔，通過(guò)多檔位控制散熱量。

5 結(jié)束語(yǔ)

在客車系統(tǒng)中，空調(diào)和暖風(fēng)系統(tǒng)就像菜系中鹽和味精的作用。對(duì)于出口高寒地區(qū)的客車而言，暖風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，對(duì)乘客的舒適性影響極大，從而對(duì)該客車的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力產(chǎn)生極大的影響。

圖2 俄羅斯公交車暖風(fēng)原理圖

圖中K1,K2,K3,K4,K5,K6為電磁水閥或手控大通徑水閥；D38，D25，D8表示相應(yīng)數(shù)值內(nèi)徑的水暖管

[1] 李恒.大型客車采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].客車技術(shù)與研究，2005（2）：30－34.

[2] GB/T 12782-2007.汽車采暖性能要求及試驗(yàn)方法[S].

[3] JT/T 325-2010.營(yíng)運(yùn)客車類型劃分及等級(jí)評(píng)定[S].

[4] QC/T 634-2007.汽車水暖式暖風(fēng)裝置[S].

[5] 俞立新.高寒地區(qū)客車前風(fēng)窗玻璃除霜分析及改進(jìn)[J].客車技術(shù)與研究，2008（2）：35－38.

（責(zé)任編輯：季平）

The heater design key point of the low entrance bus exported to Europe to the person in this profession

LAI Zhi-yi

（Xiamen Golden Dragon Bus Co. Ltd.，Xiamen 361028，China）

Now more and more domestic buses export to the Europe, for the different idea and standard between Europe and China and the less literature in this regard, this article takes two kinds of XML6125 buses of Golden Dragon as an examples to explain the heater design key point of the low entrance bus exported to Europe to the person in this profession.

export European extremely frigid zones; bus; water-heating system; design

2011－12－06

賴志藝（1968－），男，福建平和人，工程師，主要研究方向：汽車電器，客車空調(diào)暖風(fēng)設(shè)計(jì)。

U469.1

A

1673-1417（2012）01-0012-04