汽車空調降溫性能試驗方法及評價標準分析

朱小波 何浪

（貴州長江汽車有限公司）

汽車空調的降溫性能關乎用戶對汽車品質的評價，是提高用戶滿意度的關鍵因素之一。目前汽車空調降溫性能試驗以行業標準QC/T 658—2000《汽車空調整車降溫性能試驗方法》為依據[1]，各主機廠形成了各自不同的企業標準。汽車空調降溫要滿足乘客的舒適性要求，需充分考慮用戶實際使用情況，進行多指標驗證。文章對行業標準及各企業標準進行了分析，分別對4 款5 座、7 款7 座共11 款車型進行空調降溫性能試驗，并對試驗結果進行統計分析，提出了汽車空調單怠速工況及降溫速率評價指標，為汽車空調系統開發提供了重要參考指標[2]。

1 汽車空調降溫性能試驗

1.1 部分主機廠試驗標準

表1～表3 分別示出國內3 家主機廠的汽車空調降溫試驗企業標準。

表2 某合資品牌主機廠1 汽車空調降溫性能試驗企業標準

表3 某合資品牌主機廠2 汽車空調降溫性能試驗企業標準

從表1～表3 可以看出，不同主機廠之間的試驗方法及評價標準各不相同，但都缺乏對單怠速的驗證，且未對降溫速率進行評價。

1.2 試驗前車輛狀態確認

試驗前對車輛狀態的確認能有效提高試驗效率及試驗結果的有效性，避免試驗過程中由于狀態誤差導致試驗結果的失真。試驗前車輛狀態的確認包括冷媒加注量及是否存在泄漏、整車密封性是否滿足要求、空調系統是否能正常運轉、控制面板各控制開關能否正常切換、風機風量等。

1.3 各參數監測點

試驗監測參數主要包括：汽車主副駕和乘客座椅處人體頭部位置的溫度、空調高低壓力、蒸發器進出管表面溫度、冷凝器進出管表面溫度、環境溫度、各風口溫度及車速等，此外，試驗后測量各出風口風速。

1.4 試驗前準備階段

文章通過綜合分析及結合實際環境的考慮，設定了試驗階段I 和試驗階段II，以此驗證汽車空調系統的降溫能力及確定評價標準。將行業標準中預熱階段和加熱階段合并為預熱階段，以實現在整車充分預熱的前提下縮短試驗時間，降低試驗成本的目的。

正式試驗開展前，需要完成試驗準備工作，準備階段相關參數，如表4所示。

1.5 試驗階段I

準備階段完成后，進入試驗階段I，具體參數，如表5所示。

表5 汽車空調降溫性能試驗階段I 參數表

1.6 試驗階段II

試驗階段I 完成后，重新對車輛進行預熱和升溫，在各頭部溫度達到60℃時開始試驗階段Ⅱ，具體參數如表6所示。

表6 汽車空調降溫性能試驗階段II 參數表

2 試驗結果及分析

2.1 頭部平均溫度

2.1.1 試驗階段I

表7 示出11款車型空調降溫性能試驗階段I的頭部平均溫度。

表7 11款車型空調降溫性能試驗階段I的頭部平均溫度表

從表7可以看出，此11款車型的5 座車型和7 座車型的降溫效果非常好，且在中速（50 km/h）和高速（100 km/h）工況下30 min 結束時的頭部溫度相近，怠速工況時由于7座車型空間較大，后排乘員頭部溫度相對較高，導致頭部整體平均溫度偏高，但仍然在舒適的溫度范圍內。

2.1.2 試驗階段II

表8示出11款車型空調降溫性能試驗階段II的頭部平均溫度。從表8可以看出，5座車型在工況結束時的頭部平均溫度在舒適范圍內，7座車型受后排頭部溫度的影響使得平均溫度偏高，但仍然低于30 ℃，是可以接受的溫度點。

表8 11款車型空調降溫性能試驗階段II的頭部平均溫度表

2.2 溫度曲線

2.2.1 試驗階段I

圖1示出11款車型空調降溫性能試驗階段I 的頭部溫度曲線。

圖1 11款車型空調降溫性能試驗階段I的頭部溫度曲線

從圖1可以看出，前10 min的綜合降溫接近直線斜率，計算得出其降溫速率為3.25 ℃/min，中速后20 min和高速30 min的降溫速率緩慢，進入怠速時，由于迎面風很小及發動機轉速低，使得空調降溫能力減弱，60～70 min內頭部溫度會快速回升，70 min 后頭部溫度緩慢回升。

2.2.2 試驗階段II

圖2示出11款車型空調降溫性能試驗階段II的頭部溫度曲線。從圖2可以看出，前10 min的綜合降溫同樣接近直線斜率，計算得出其降溫速率為2.81 ℃/min，然后趨于緩慢下降。

圖2 11款車型空調降溫性能試驗階段II 的頭部溫度曲線

2.3 結果分析

根據試驗結果可以得出，各大主機廠在試驗階段I可以驗證汽車空調系統的降溫能力，但是忽略了用戶在車輛停放后怠速工況下使用空調降溫的情況（試驗階段II）。通過試驗階段II 的驗證發現，空調系統降溫速率及降溫能力與試驗階段I 是存在較大差異的，通過增加此階段的驗證可以更充分全面地掌握空調系統的降溫性能，特別是前10 min 的降溫速率直接影響用戶的迅速體驗及主觀感受，保證了用戶使用車輛的空調降溫舒適性，對提高用戶滿意度有著重要意義。

3 評價標準的確定

從該11 款車型的試驗結果可以看出，5座車型和7座車型盡管在試驗階段I 怠速時有所區別，但也在舒適的溫度區間。在試驗階段II 的結果雖然存在較大的差異，但是在前10 min 的降溫速率只比試驗階段I 低0.44 ℃/min，再結合實際使用中用戶一般都會先打開窗戶或車門進行散熱后再進入車內，這樣車內空氣熱量會迅速散失大部分，降溫效果會得到很大的提高。

根據上面的試驗數據，結合《汽車空調整車降溫性能試驗方法》對試驗階段I 和試驗階段II 提出評價標準：

1）試驗階段I：當車速為0 時，標準溫度不高于27 ℃；車速為50 km/h 時，標準溫度不高于23 ℃；車速為100 km/h 時，標準溫度不高于21 ℃；此階段空調開啟前10 min 降溫速率應大于3.2 ℃/min。

2）試驗階段II：怠速工況即車速為0 時，標準溫度不高于30 ℃；此階段空調開啟前10 min 降溫速率應大于2.8 ℃/min。

4 結論

行業標準作為基礎標準，對汽車空調系統降溫試驗方法作了基本規定，不同主機廠之間的試驗方法及評價標準又各不相同，部分主機廠還驗證了外循環工況，并充分考慮到了換氣的需求，但都缺乏對試驗階段II（即單怠速）的驗證，且在前10 min 的降溫速率上沒有明確要求。文章通過大量數據分析及考慮用戶實際使用過程中的需求，提出了單怠速工況驗證及前10 min 的降溫速率要求，同時對常規試驗方法中不同工況提出了評價標準，有利于前期研發過程中的整車性能評價及整車品質的提升。