某MPV車型前空調暖風能力提升

張 文

（華晨汽車工程研究院電器工程室，遼寧 沈陽 101411）

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某MPV車型前空調暖風能力提升

張 文

（華晨汽車工程研究院電器工程室，遼寧 沈陽 101411）

摘 要：通過降低HVAC內部風阻，提高暖風芯體能力、增大吹腳出風口面積，來提供暖風能力，克服發動機水溫低，結構布置等限制，進行方案設計和環境模擬試驗驗證，結果表明，通過設計改進，整車的暖風性能有了明顯提高。

關鍵詞：整車；暖風性能；CFD；降低風阻；暖風芯體

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.02.049

CLC NO.: U462.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2016)02-141-03

1、問題提出

某MPV車型是在某老款的MPV車型基礎上進行開發，定位比老款高，且下車身防火墻等相關車身件為COP件，由于中控制扶手箱要增加，車身高度的降低，原老款車型的后暖風和頂蒸需要布置在后側圍內，具體布置變化見下圖1：

圖1

基于以上的布置變化，在更改前，前暖風只負責第一排的取暖，更改后，前暖風要負責第一排和第二排的取暖，且由于發動機的更換，同等條件下，新款車型發動機的水溫比老款低10℃，見圖1，種種限制，對暖風能力的是一項很大的挑戰。

圖2

2、問題分析

為了給提升指出方向，首先對原車型前暖風能力進行分析。

試驗條件如下：

- 冷卻液：50%水/50%冷卻液

- 進風干球溫度：20±1℃

- 進風相對濕度：試驗中變動幅度RH20%以內

- 暖風進水溫度：85±3℃

- 冷卻液流量：6L/min

- 外循環

- 吹腳模式

- 全暖模式

試驗結果如下：

表1

芯體能力試驗：

試驗條如下：

- 冷卻液：50%水/50%冷卻液

- 進風干球溫度：20±1℃

- 進風相對濕度：試驗中變動幅度RH20%以內

- 暖風進水溫度：85±3℃

- 冷卻液流量：6L/min

試驗結果如下：

表2

CFD 分析：

通過CFD分析，從下圖HVAC內部流場圖發現在吹腳出口前存在較大渦流，且吹腳出口風速較大，最大處風速為13.88m/s，說明吹腳出口的壓損較大，需要對吹腳出口加大。

圖3

總成壓力損失如下：

圖4

3、提升方案

通過以上試驗及分析，可以看出現有前暖風存在以下幾個問題。

1)前暖風總成風阻大2)芯體能力不足

3.1 降低前暖風總成風阻

從下圖PQ曲線可以看出，鼓風機不變，總成風阻越小，總成風量越大，總成風量提高了，總成能力就會提高。所以降低總成風阻是提高暖風能力的有效方式。

圖5

降低風阻主要通過以下兩種方式：

1）擴大吹腳出風口面積

圖6

2）在保證外形尺寸的前提供優化HVAC內部結構，將原來的鼓風機、蒸發器和暖風三分體結構更改鼓風機和蒸發器暖風機總成兩部分，將可以減小蒸發器與暖風機之間的安裝密封結構而產生的風阻，又可以減少漏風，對提高總成風量有很大幫助。

圖7

更改前后總成風阻曲線如下圖所示：在同等風量下，風阻明顯減小。

圖8

3.2 提高暖風芯體能力

1)芯體結構

將暖風芯的單排扁管結構改成雙排扁管結構，增加流程，從而提高換熱效率。

2)翅片密度

增加翅片密度，可以增加換熱面積。

基于以上方案，制作手工樣件，測量其換熱能力，試驗能力見下表。同等風量下雙排扁管結構比單排扁管結構能力提升1100W，雖然風阻及流阻都有相應的增加，但仍然在可接受范圍內。同種又扁管結構翅片密度從94/dm增加到111/dm，暖風能力又有200W的提升，風阻沒有明顯變化。最終選定暖風芯體確定為雙扁管結構，翅片密度為111/dm。

圖9

4、環模試驗驗證

暖風提升前后，測量整車各排腳平均溫度，試驗條件：環境溫度-20℃，曲線如下：

圖10

從以上曲線，可以看出在試驗開始10min后，新款車型發動機水溫度比老款發動機水溫低10℃，但第一排腳部溫度與老款相當，第排二腳部溫度由原來的-5℃提高到3℃，暖風能力提升顯著。

參考文獻

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Improve Heating Perfomance of a Mpv Vehicle Frotn Hvac

Zhang Wen
（Economical and Technology Development Zone, ShenyangP.R.China1; Brilliance Auto R&D Center (BARC), Liaoning Shenyang 101411）

Abstract:By reducing HVAC internal wind resistance, improve the performance of the heater core, increasing the area of foot outlet, to provide heating performance, overcome the low coolant temperature, structure arrangement and so on, scheme design and CWT test, the results show that by design improvements, vehicle heating performance has improved obviously. Keywords: complete vehicle; heating performance; CFD; reduce wind resistance; heating core

作者簡介：張文，就職于華晨汽車工程研究院電器工程室。

中圖分類號：U462.2

文獻標識碼：A

文章編號：1671-7988(2016)02-141-03