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        基于試驗驗證對某輕型客車空調(diào)性能提升

        2022-10-27 06:51:44王朝會
        汽車電器 2022年10期

        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各方面多角度對整車空調(diào)性能進行匹配,對整車性能進行提升,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

        總熱負荷:Q=(Q+Q+Q+Q+Q)=7576kW

        式中:Q——車身圍護結(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:冷凝器進風(fēng)干球溫度35℃,冷凝器進口壓力1.64MPa±0.01MPa,冷凝器進口過熱度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)器進氣風(fēng)量500m/h,風(fēng)機入口側(cè)空氣干球溫度27℃±1℃,風(fēng)機入口側(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 壓縮機性能參數(shù)(表1)

        表1 壓縮機性能參數(shù)

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

        3 整車試驗室試驗標定

        3.1 加注量標定

        整車風(fēng)洞試驗環(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)機最大擋,車門窗全開;試驗階段,以50g的間隔對整車進行加注量標定,過冷度曲線如圖1所示。從試驗數(shù)據(jù)分析,加注量標定為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

        降溫試驗標定

        整車在風(fēng)洞試驗環(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)機最大擋,車門窗全關(guān)閉。

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

        判定標準:30min后,頭部平均溫度低于25℃;90min后,頭部平均溫度不高于25℃。

        對整車進行降溫試驗驗證,降溫試驗結(jié)果見表2。

        表2 降溫試驗結(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)試驗車漏風(fēng)量測試數(shù)據(jù)

        從試驗數(shù)據(jù)實際漏風(fēng)量來看,整車密封性也不在標準范圍內(nèi),導(dǎo)致整車降溫性能不足,煙霧試驗測整車漏風(fēng)點,對泄漏點進行封堵,處理完成后再次做整車漏風(fēng)量試驗,結(jié)果見表4。

        表4空調(diào)試驗車(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

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

        表5 整車再次降溫試驗數(shù)據(jù)

        從表5數(shù)據(jù)來看,整車降溫試驗通過。因此協(xié)調(diào)項目相關(guān)車身及內(nèi)外飾人員,對整車密封性進行調(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、試驗驗證情況來看,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)。

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