伊虎城 黃寅 梅錚 趙豐 牟連嵩

摘 要：隨著國(guó)內(nèi)汽車(chē)水平的不斷提高，作為熱管理類(lèi)試驗(yàn)主要驗(yàn)證手段的汽車(chē)環(huán)境風(fēng)洞也逐步進(jìn)入主機(jī)廠的視野范圍，但目前企業(yè)鑒于成本原因熱管理類(lèi)試驗(yàn)均在環(huán)境倉(cāng)內(nèi)開(kāi)展。與環(huán)境風(fēng)洞對(duì)比環(huán)境倉(cāng)的邊界層位移厚度、湍流度、均勻度等氣流品質(zhì)較差，試驗(yàn)結(jié)果的可信度不確定。文章通過(guò)設(shè)計(jì)整車(chē)工況，將汽車(chē)環(huán)境風(fēng)洞與環(huán)境倉(cāng)的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比對(duì)分析，結(jié)果表明：氣流品質(zhì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有較為明顯的影響，（1）冷卻液溫度測(cè)試結(jié)果有一定的參考意義;（2）熱害試驗(yàn)結(jié)果偏差較大，無(wú)參考意義;（3）環(huán)境倉(cāng)受不規(guī)則亂流影響，車(chē)身周?chē)h(huán)境溫度結(jié)果要低于環(huán)境風(fēng)洞，整車(chē)尾部偏差程度尤為突出。

關(guān)鍵詞：熱管理;環(huán)境倉(cāng);環(huán)境風(fēng)洞;冷卻;熱害;偏差

中圖分類(lèi)號(hào)：U467 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）21-148-04

Abstract： With the continuous improvement of domestic automobile level， the automotive Climatic wind tunnel， which is the main verification method for the thermal management tests， has gradually come into the field of vision of the main engine factory， At present the thermal management tests are all carried out in the environmental warehouse for cost reasons in enterprises. Compared with the Climatic wind tunnel， the boundary layer displacement thickness， turbulence degree and uniformity of the Chamber are poor， and the reliability of the test results is uncertain. In this paper， the test results of Climatic wind tunnel and Environmental Chamber are compared and analyzed by designing the whole vehicle working condition. The results show that the quality of airflow has obvious influence on the test results. The test result of coolant temperature has certain reference significance. 2.The results of heat damage test have large deviation and no reference significance.3.The temperature around the body is lower than that in the wind tunnel， especially the deviation of the rear part of the vehicle.

Keywords： Heat management; Environmental chamber; Climatic wind tunnel; cooling; Heat damage; Deviation

CLC NO.： U467 ?Document Code： B ?Article ID： 1671-7988（2020）21-148-04

前言

汽車(chē)環(huán)境模擬類(lèi)試驗(yàn)裝置包括環(huán)境風(fēng)洞和環(huán)境倉(cāng)輛類(lèi)。環(huán)境風(fēng)洞和環(huán)境倉(cāng)之間有很多相似之處，但又存在一個(gè)關(guān)鍵區(qū)別，即環(huán)境風(fēng)洞對(duì)流過(guò)車(chē)身的空氣流組織和速度分布模擬精度要求較高，而環(huán)境倉(cāng)則對(duì)車(chē)身周?chē)鷼饬鹘M織狀態(tài)無(wú)精度要求。而車(chē)輛在行駛過(guò)程中車(chē)身周?chē)臍饬鹘M織必定會(huì)對(duì)車(chē)輛及部件的性能產(chǎn)生影響，從這個(gè)角度講，環(huán)境風(fēng)洞的試驗(yàn)結(jié)果更符合實(shí)際情況。但企業(yè)考慮到成本問(wèn)題，目前國(guó)內(nèi)主機(jī)廠的熱管理類(lèi)試驗(yàn)大部分在環(huán)境倉(cāng)內(nèi)開(kāi)展，本文通過(guò)設(shè)計(jì)工況，著重從冷卻和熱害兩個(gè)維度對(duì)環(huán)境倉(cāng)的試驗(yàn)結(jié)果偏差進(jìn)行分析。

1 概述

汽車(chē)環(huán)境風(fēng)洞：在室內(nèi)條件下，模擬汽車(chē)行駛時(shí)的自然環(huán)境，包括溫度、濕度、日照模擬、氣流、降雨和降雪等，主要有轉(zhuǎn)轂系統(tǒng)、陽(yáng)光模擬系統(tǒng)、主風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、加濕系統(tǒng)等構(gòu)成。

環(huán)境倉(cāng)：可以模擬汽車(chē)在實(shí)際行駛中遇到的陽(yáng)光、、冷熱負(fù)荷、行駛速度等，主要有轉(zhuǎn)轂系統(tǒng)、陽(yáng)光模擬系統(tǒng)、冷去風(fēng)機(jī)、制冷系統(tǒng)、加濕系統(tǒng)等構(gòu)成。

1.1 參數(shù)對(duì)比

通過(guò)上表中參數(shù)對(duì)比，可以得到環(huán)境風(fēng)洞與環(huán)境倉(cāng)對(duì)比，不僅溫濕度控制精度要高，而且邊界層位移厚度、軸向靜壓梯度等影響車(chē)身周?chē)諝饬鹘M織的氣流品質(zhì)要求較高，而環(huán)境倉(cāng)無(wú)相關(guān)要求。本文設(shè)計(jì)以下試驗(yàn)，在相同環(huán)境條件下，分別在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)開(kāi)展低速爬坡、高速爬坡和高速工況，按照要求記錄車(chē)速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和擋位等信息，保證迎面風(fēng)速、車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)輸出熱量等參數(shù)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室能夠一致。

2 工況設(shè)計(jì)

2.1 車(chē)型選擇

試驗(yàn)車(chē)輛為2014款大眾朗逸，具體參數(shù)如下：

2.2 布點(diǎn)清單

試驗(yàn)主要針對(duì)冷卻液、熱害和環(huán)境條件三部分安裝溫度傳感器，具體明細(xì)如下：

2.3 試驗(yàn)工況

試驗(yàn)工況為在同一溫度條件、無(wú)濕度要求、無(wú)光照要求條件下開(kāi)展，具體內(nèi)容如下：

3 試驗(yàn)過(guò)程

3.1 車(chē)輛狀態(tài)

車(chē)輛狀態(tài)主要為試驗(yàn)開(kāi)展過(guò)程中試驗(yàn)車(chē)輛的擋位、轉(zhuǎn)速、擋位等信息。

通過(guò)上表可得，車(chē)輛狀態(tài)在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)比，相同工況下的擋位相同，車(chē)速、轉(zhuǎn)速幾乎一致，即迎面冷卻風(fēng)速和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出熱量可以判定基本一致。

3.2 試驗(yàn)照片

4 試驗(yàn)結(jié)果分析

4.1 冷卻結(jié)果分析

冷卻結(jié)果分析主要通過(guò)將兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)結(jié)果中散熱器進(jìn)、出水和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、出水的平衡溫度做比對(duì)分析得出。

結(jié)果表明：環(huán)境倉(cāng)與環(huán)境風(fēng)洞測(cè)試結(jié)果對(duì)比，環(huán)境倉(cāng)測(cè)試結(jié)果偏差為（0.9～4.2）℃不等，偏差率0.97%～5.14%不等;且高速工況結(jié)果偏差最小，高速爬坡工況結(jié)果偏差最大，對(duì)于冷卻方向考核，環(huán)境倉(cāng)試驗(yàn)結(jié)果有一定的借鑒意義，但不能作為最終的驗(yàn)收數(shù)據(jù)。

4.2 熱害結(jié)果分析

熱害結(jié)果分析主要將兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)結(jié)果中預(yù)催表面、主催表面、前消表面、后消表面溫度做比對(duì)分析得出。

結(jié)果表明：環(huán)境倉(cāng)與環(huán)境風(fēng)洞測(cè)試結(jié)果對(duì)比，環(huán)境倉(cāng)測(cè)試結(jié)果偏差為（5.6～34.2）℃不等，偏差率3.59%～17.34%不等;且三個(gè)工況試驗(yàn)結(jié)果橫向?qū)Ρ葻o(wú)規(guī)律性，說(shuō)明對(duì)于熱害方向考核，環(huán)境倉(cāng)試驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)與真實(shí)結(jié)果偏差較大，無(wú)法作為最終的驗(yàn)收數(shù)據(jù)。

4.3 車(chē)身周?chē)Y(jié)果分析

車(chē)身周?chē)Y(jié)果分析主要將兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)結(jié)果中前格柵進(jìn)氣、前機(jī)艙蓋環(huán)境、前風(fēng)窗玻璃環(huán)境等車(chē)身周?chē)臏囟茸霰葘?duì)分析得出。

數(shù)據(jù)表明：環(huán)境倉(cāng)與環(huán)境風(fēng)洞測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析，環(huán)境倉(cāng)測(cè)試結(jié)果偏差為（-4.2～-0.3）℃不等，偏差率-10.62%～0.92%不等;且三個(gè)工況試驗(yàn)結(jié)果橫向?qū)Ρ葻o(wú)規(guī)律性;總體環(huán)境倉(cāng)溫度要比環(huán)境風(fēng)洞對(duì)應(yīng)溫度要低，整車(chē)尾部溫度較為明顯，分析原因室由于環(huán)境倉(cāng)亂流較多，且尾部無(wú)導(dǎo)流，尾部氣流為較為復(fù)雜，后部或其他方向的混風(fēng)的可能性比較大。

5 結(jié)論

環(huán)境倉(cāng)對(duì)于環(huán)境風(fēng)洞對(duì)比，氣流品質(zhì)帶來(lái)的影響還是明顯，具體如下：

（1）冷卻方向：環(huán)境倉(cāng)試驗(yàn)結(jié)果有一定的借鑒意義，但不能作為最終的驗(yàn)收數(shù)據(jù)。

（2）熱害方向：環(huán)境倉(cāng)試驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)與真實(shí)結(jié)果偏差較大，無(wú)法作為最終的驗(yàn)收數(shù)據(jù)。

（3）車(chē)身周?chē)嚎傮w環(huán)境倉(cāng)溫度要比環(huán)境風(fēng)洞對(duì)應(yīng)溫度要低，整車(chē)尾部溫度較為明顯，分析原因是由于環(huán)境倉(cāng)亂流較多，且尾部無(wú)導(dǎo)流，尾部氣流為較為復(fù)雜，后部或其他方向的混風(fēng)的可能性比較大。

綜上：鑒于以上結(jié)果建議主機(jī)廠冷卻可以在環(huán)境倉(cāng)內(nèi)開(kāi)展，熱害類(lèi)試驗(yàn)在環(huán)境風(fēng)洞或道路上開(kāi)展，避免因測(cè)試偏差帶來(lái)的過(guò)設(shè)計(jì)影響。為保證試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性，驗(yàn)收類(lèi)試驗(yàn)盡量在環(huán)境風(fēng)洞內(nèi)開(kāi)展。

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