主動格柵對整車空調采暖性能影響的研究

陳 亮

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

1 測試方案

汽車空調采暖性能滿足高寒地區要求，可以給車內乘員提供溫暖舒適的環境，保證車輛的安全行駛。汽車行駛時，汽車的迎面風會導致發動機自身熱量的散失，散熱器內冷卻液熱量的散失，降低進入暖風加熱芯體的冷卻液溫度，進而影響整車空調的采暖性能。本文通過對測試樣車的三種狀態分別進行空調采暖測試，對測試結果進行分析，來研究主動格柵對整車空調采暖性能的影響。

1.1 測試設備

底盤測功機，是一種高精度可以測量汽車驅動輪的驅動力、功率、扭矩和車速等，能夠加載汽車在實際的道路上行駛所遇到的各種阻力，進而模擬汽車在實際道路上行駛的專用設備。

風機，放置于測試車輛前方與底盤測功機聯動，根據車速提供對應的迎面風速。

環境倉，是一種可以控制環境溫濕度，模擬汽車在各種高低溫環境中行駛的專用設備。

此外，還需要溫度傳感器和數據采集器等。

1.2 測試方法

測試車輛應符合相關標準要求，按照測試規范要求布置溫度傳感器。為保證試驗結果的一致性，排除其它外在和內在因素的影響，不同狀態的測試在同一環境倉，同一底盤測功機，同一測試樣車上進行，并且要求每次測試起始條件一致，空調設置模式一致。

試驗工況以模擬用戶冬天實際用車習慣為主，包括：城市行駛工況、高速行駛工況、怠速工況。

2 測試結果及分析

測試樣車為某小型SUV車型，常規燃油車，裝配1.6VVT汽油發動機，5檔手動變速箱，單空調系統，原車狀態試驗圖片，見圖1。

常規燃油車空調系統采暖功能的熱源，大都來自發動機氣缸內燃料燃燒的熱量，燃料在氣缸內燃燒后將氣缸外水套內的冷卻液加熱后，由水泵帶動水路循環將加熱后的冷卻液帶到空調加熱芯體內，然后由鼓風機將冷空氣吹向加熱芯體進行熱交換，冷空氣被加熱芯體加熱后由風道吹入駕駛室內，從而給人提供溫暖舒適的駕乘環境。

在寒冷的冬季，造成發動機燃燒熱量損失較大的因素，就是汽車行駛時車輛前方的迎面風。為了完全消除這一因素的影響，我們將測試樣車前格柵完全密封，見圖 2。因車輛的行駛區域不定，一年四季的溫度不定，將前格柵完全封堵，可能會導致發動機工作溫度過高，造成重大故障。故該措施在汽車生產廠商進行量產時可行性不強，僅將該狀態的測試結果作為加裝主動格柵（見圖3）的對比參考依據。

圖1 原車狀態試驗圖片

圖2 前格柵完全密封狀態

在散熱器前加裝主動格柵，主動格柵根據環境溫度，發動機冷卻液溫度等自動控制格柵的開度，以減少發動機自身熱量和散熱器內冷卻液熱量的散失，在普通量產車上可行性較強，下面將三種狀態的測試結果進行對比分析。

圖3 主動格柵圖片

2.1 暖風進水溫度測試結果

進入加熱器芯體的冷卻液，作為空調采暖性能的直接熱源，升溫越快，溫度越高，越能在短時間內給車內乘員提供溫暖的環境，也能夠得到用戶的好評。三種狀態的暖風進水溫度，在各測試工況結束時的測試結果見表 1，試驗過程數據見圖4。由以上測試結果及過程數據圖可以看出，三種狀態城市行駛工況及高速工況，暖風進水溫度前格柵密封狀態最高，加裝主動格柵比原狀態略高，怠速工況原狀態暖風進水溫度最低，加裝主動格柵最高。此結果說明，加裝主動格柵有利于提升進入暖風加熱芯體內的冷卻液溫度。

表1 暖風進水溫度測試結果

圖4 暖風進水溫度—時間曲線

2.2 車內平均溫度測試結果

表2 車內平均溫度測試結果

車內溫度是汽車內駕乘人員直接感受到的溫度，也是空調系統采暖效果給人的直接主觀感受。車內溫度除了受空調系統控制外，整車的密封性和整車的隔熱、保溫性能也是影響其高低的關鍵因素。此次測試在同一輛測試樣車上進行，可以排除以上因素對測試結果的影響。三種狀態的車內平均溫度，在各測試工況結束時的測試結果見表 2，試驗過程數據見圖5。

圖5 車內平均溫度—時間曲線

由以上測試結果及過程數據圖可以看出，三種狀態城市行駛工況及高速工況，車內平均溫度前格柵密封狀態最高，加裝主動格柵比原狀態略高，怠速工況原狀態車內平均溫度最低，加裝主動格柵最高。此測試結果與暖風進水溫度測試結果一致，印證了進入暖風加熱芯體的冷卻液溫度，是影響整車空調采暖性能的關鍵因素。也說明了加裝主動格柵有利于提升車內平均溫度，即有利于提升整車空調采暖性能。

3 結論

理論上在寒冷的冬季，將前格柵密封或在散熱器前加裝主動格柵，有利于減少發動機自身熱量和散熱器內冷卻液熱量的散失，提升進入空調系統加熱芯體的冷卻液溫度。本文通過在同一環境倉，同一底盤測功機，同一測試樣車上，對某SUV車型進行空調采暖性能測試，針對原車狀態，封堵前格柵狀態以及加裝主動格柵狀態分別進行測試，并對測試結果對比分析。

前格柵完全密封對提升整車空調采暖性能效果最好，但在普通量產車上可行性不強。而在散熱器前加裝主動格柵，在量產車上可實施性較強，且測試結果證實加裝主動格柵有利于提升整車的空調采暖性能。

參考文獻

[1] 陳家瑞.汽車構造.[M]機械工業出版社.

[2] 劉惟信.汽車設計.[M]清華大學出版社.

[3] 王若平.汽車空調.[M]機械工業出版社.