楊曦明，范廣龍

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

某特種駕駛室除霧風道設計

楊曦明，范廣龍

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

本文從汽車除霧風嘴位置選擇、風道設計方法、CFD分析等方面闡述汽車除霧系統(tǒng)的設計，以滿足汽車除霧法規(guī)要求。

汽車；除霧；風道設計；法規(guī)要求

CLC NO.: U463.8 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)04-46-02

前言

汽車在寒冷、潮濕環(huán)境下行駛時，由于駕駛室內的氣溫比較低，通常車風窗玻璃的內、外表面上形成一層薄霧，這是由于車內的水蒸氣凝結在溫度較低的車風窗玻璃上形成的，這時需要用除霧裝置清除覆蓋在風窗玻璃內、外表面上的霧，使風窗玻璃回復清晰視野的面積。

1、特種汽車除霧的性能要求

除霧性能要求：試驗開始10 min 時，至少將A 區(qū)90%和B 區(qū)80%面積上的霧除凈。

2、除霧風嘴的位置確定

為使除霧風量在玻璃表面形成風幕，把車內熱濕空氣與玻璃隔開，除霧出風噴口的布置非常關鍵?？筛鶕?jù)圖2方法進行布置：

2.1 過除霧噴口中心，順著出風方向做延伸線與前風擋玻璃形成的焦點；通過的V2點和Y軸做與水平向下5°的平面與前風擋玻璃形成的焦點；這兩個焦點的距離為100—150mm。

2.2 噴口角度與風窗玻璃夾角(如圖2中的θ°),隨前擋玻璃角度的傾斜角度變化。

2.3 除霧噴口和風窗玻璃下端面的水平距離，與噴口角度的關系見表1。

2.4 除霧噴口在風窗玻璃下面盡可能均布，噴口總寬度不能小于玻璃總寬度的1/2。

表1 不同θ°的風口和前風擋距離值

3、除霧風道的設計

除霧風道在設計時，由于受儀表板空間的嚴格限制，會因各種避讓增大風阻。因此遵循以下方法，盡可能降低壓力損失。

3.1 風道盡可能圓整，避免風道斷面的突變。變化時，彎曲的數(shù)量和截面積的變化也要盡可能的小。

3.2 當風道截面變化劇烈時，遵守以下設計要求：膨脹時，膨脹角度必須小于14°；收縮時，收縮角度必須小于40°。

3.3 風道入口截面面積和出風口截面面積盡可能相近。

3.4 風道的氣流噪音必須控制在允許范圍內。

依據(jù)上述方法和某特種車型具體邊界，除霧風道進行圖3如下設計。

4、除霧風道的CFD分析

本文車型的除霧風道是在CATIA V5 R19的平臺上進行設計的。幾何模型完全保留了實際構建的幾何特征，但為方便除霧計算，一些細小的幾何特征將被忽略，例如管道的弧形倒角將按照硬性直線倒角對待。

網格劃分是運用HyperMesh完成，對于復雜的風道結構，主要采用非結構化的四面體網格進行網格劃分，在風道、風窗玻璃內表面及儀表盤表層布置有3層邊界層，網格總數(shù)約為650萬（見圖4）。網格類型為Polyhedral Mesher和Prism Layer Mesher。

除霧系統(tǒng)是主要以管道流動配合除霧模型的三維瞬態(tài)流場分析，通過STAR CCM+軟件采用有限體積方法離散流場求解N-S方程。對熱源的模擬采用流體域施加能量源項的處理方法進行處理。

5、分析結果

風量設計標稱風量為900m3/h，霧層厚度0.015mm。從圖5可以發(fā)現(xiàn)經過10分鐘后霧層在風窗玻璃A區(qū)完全消除，B區(qū)只有10%的霧層還沒有消除。該除霧系統(tǒng)滿足設計要求。

6、結束語

本文介紹的一種正向開發(fā)除霧風道的方法。通過對法規(guī)要求的落實、風嘴位置的布置、風管三維的設計、除霧風道在整車下的CFD分析，確保了后續(xù)整車除霧試驗的驗證成功。

上述方法是對特種車輛前除霧風管的以往經驗的總結。新產品的開發(fā)依照此方法進行設計，不僅減少方案修改次數(shù)，降低開發(fā)成本，并且縮短研發(fā)周期。

[1]GBll555-2009《汽車風窗玻璃豫霜和除霧系統(tǒng)的性能和試驗方法》.

[2]何明，郭華梅，徐波.淺談前除霜風管的設計.河南省汽車工程學會第八屆科研學術研討會論文集.p72-74.

[3]吳建寧.高寒地區(qū)客車除霜系統(tǒng)設計關鍵事項.機電技術.2013第4期. p111-112.

A special cab demisting duct design

Yang Ximing, Fan Guanglong
（Shaanxi Heavy-Duty Truck Co., Ltd., Shaanxi Xi'an 710200）

The thesis mainly introduces the design of the car demisting system from location selection of demisting opening、dust design method、CFD analysis aspect , and conforms with the national standard of motor vehicle demisting。

Automobile；Defogging；Air duct design；Rule

U463.8

A

1671-7988(2015)04-46-02

楊曦明，就職于陜西重型汽車有限公司。