某MPV车型前空调暖风能力提升

张 文

（华晨汽车工程研究院电器工程室，辽宁 沈阳 101411）



某MPV车型前空调暖风能力提升

张 文

（华晨汽车工程研究院电器工程室，辽宁 沈阳 101411）

摘 要：通过降低HVAC内部风阻，提高暖风芯体能力、增大吹脚出风口面积，来提供暖风能力，克服发动机水温低，结构布置等限制，进行方案设计和环境模拟试验验证，结果表明，通过设计改进，整车的暖风性能有了明显提高。

关键词：整车；暖风性能；CFD；降低风阻；暖风芯体

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、问题提出

某MPV车型是在某老款的MPV车型基础上进行开发，定位比老款高，且下车身防火墙等相关车身件为COP件，由于中控制扶手箱要增加，车身高度的降低，原老款车型的后暖风和顶蒸需要布置在后侧围内，具体布置变化见下图1：

图1

基于以上的布置变化，在更改前，前暖风只负责第一排的取暖，更改后，前暖风要负责第一排和第二排的取暖，且由于发动机的更换，同等条件下，新款车型发动机的水温比老款低10℃，见图1，种种限制，对暖风能力的是一项很大的挑战。

图2

2、问题分析

为了给提升指出方向，首先对原车型前暖风能力进行分析。

试验条件如下：

- 冷却液：50%水/50%冷却液

- 进风干球温度：20±1℃

- 进风相对湿度：试验中变动幅度RH20%以内

- 暖风进水温度：85±3℃

- 冷却液流量：6L/min

- 外循环

- 吹脚模式

- 全暖模式

试验结果如下：

表1

芯体能力试验：

试验条如下：

- 冷却液：50%水/50%冷却液

- 进风干球温度：20±1℃

- 进风相对湿度：试验中变动幅度RH20%以内

- 暖风进水温度：85±3℃

- 冷却液流量：6L/min

试验结果如下：

表2

CFD 分析：

通过CFD分析，从下图HVAC内部流场图发现在吹脚出口前存在较大涡流，且吹脚出口风速较大，最大处风速为13.88m/s，说明吹脚出口的压损较大，需要对吹脚出口加大。

图3

总成压力损失如下：

图4

3、提升方案

通过以上试验及分析，可以看出现有前暖风存在以下几个问题。

1)前暖风总成风阻大2)芯体能力不足

3.1 降低前暖风总成风阻

从下图PQ曲线可以看出，鼓风机不变，总成风阻越小，总成风量越大，总成风量提高了，总成能力就会提高。所以降低总成风阻是提高暖风能力的有效方式。

图5

降低风阻主要通过以下两种方式：

1）扩大吹脚出风口面积

图6

2）在保证外形尺寸的前提供优化HVAC内部结构，将原来的鼓风机、蒸发器和暖风三分体结构更改鼓风机和蒸发器暖风机总成两部分，将可以减小蒸发器与暖风机之间的安装密封结构而产生的风阻，又可以减少漏风，对提高总成风量有很大帮助。

图7

更改前后总成风阻曲线如下图所示：在同等风量下，风阻明显减小。

图8

3.2 提高暖风芯体能力

1)芯体结构

将暖风芯的单排扁管结构改成双排扁管结构，增加流程，从而提高换热效率。

2)翅片密度

增加翅片密度，可以增加换热面积。

基于以上方案，制作手工样件，测量其换热能力，试验能力见下表。同等风量下双排扁管结构比单排扁管结构能力提升1100W，虽然风阻及流阻都有相应的增加，但仍然在可接受范围内。同种又扁管结构翅片密度从94/dm增加到111/dm，暖风能力又有200W的提升，风阻没有明显变化。最终选定暖风芯体确定为双扁管结构，翅片密度为111/dm。

图9

4、环模试验验证

暖风提升前后，测量整车各排脚平均温度，试验条件：环境温度-20℃，曲线如下：

图10

从以上曲线，可以看出在试验开始10min后，新款车型发动机水温度比老款发动机水温低10℃，但第一排脚部温度与老款相当，第排二脚部温度由原来的-5℃提高到3℃，暖风能力提升显著。

参考文献

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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

作者简介：张文，就职于华晨汽车工程研究院电器工程室。

中图分类号：U462.2

文献标识码：A

文章编号：1671-7988(2016)02-141-03