雾气发生器的研制

2010-05-03国家机动车产品质量监督检验中心上海

质量与标准化 2010年9期

国家机动车产品质量监督检验中心（上海）陈星

雾气发生器作为模拟汽车风窗玻璃除霜除雾系统的必用设备，应具备模拟产生一人到多人呼吸水气排放的功能。原雾气发生器是依照1994版GB 11555《汽车风窗玻璃除霜和除雾系统的性能和试验方法》标准和GB 11556《汽车风窗玻璃除雾系统的性能要求及试验方法》开发的，设计时采用0.07 m3/min～0.1 m3/min的雾气排量，该雾气发生量远远不能满足2009版GB 11555中雾气发生量在4.2 m3/min～6.0 m3/min范围的试验要求，而且设备无缺水保护系统、还未具备加热、定时、风扇和断水等指示及控制功能，试验人员在使用过程中很不方便。而该装置性能无容置疑应符合GB 11555更新版要求。该标准主要涉及的技术性能指标如下：

·容器盛水量不少于2.25 L；

·在（-3±1）℃，沸点的热损失应不大于75 W；

·鼓风机在50Pa的静压时，应该有4.2m3/min～6.0m3/min的排量；

·在雾气发生器的顶部必须有6个直径（Ф）为6.3 mm的出气孔、出气筒Ф为100 mm；

·雾气发生器输出的蒸汽量，在（-3±1）℃的条件下为n×（70±5）g/h，其中n为汽车制造厂规定的汽车座位数。

通过调研了解到，众多设备供应商考虑到该专用设备社会需求量少、开发成本高，故不再生产，而且国外也没有找到厂家生产该专用设备。因此，根据目前试验的需要，我们按照GB 11555-2009关于雾气发生器的要求，自行研制了新型SW-1型雾气发生器（图1、图2分别是满足GB 11555-1994、GB 11555-2009的雾气发生器设备外形照片），为我们检测的顺利完成奠定了基础。

图1 1994版雾气发生器

图2 2009版雾气发生器

一、新型SW-1型雾气发生器技术特征

新研制的SW-1型雾气发生器不但具备原设备的所有功能，而且融入了不少创新技术设计。

1.低能耗、便携设计

水箱容积为2.8 L，有效盛水容积大于2.25 L。整体为双层无接缝铝合金材料制成，外观为圆弧形，减少热量损失并加强密封性；设备重量7.3 kg，设计有便携式提手，便于携带。

2.隔热保温技术的应用

为减少雾气发生器在低温下的热量损失量，采用铝合金双层50 mm间隔，隔热材料一次性浇灌进行保温，在试验过程中效果较好。雾气发生器在-18℃低温仓环境温度下将水加热至沸腾，用热电偶传感器测量水箱外壳在5℃以下，热损失量远远小于标准规定的（-3±1）℃范围，沸点热损不大于75 W的要求。

3.独有的锥形雾气导流装置

采用电压输入为12 V（安全电压），功率为15 W的专用离心式静压风扇。风扇安装在Ф为100 mm出气筒上方，出气筒内部设计有倒盖的锥形导流装置，风扇在工作时通过锥形导流装置能将蒸发气体朝下均匀吹到6个Ф为6.3 mm的出气孔，更合理地模拟实验人员在车内呼吸的真实情况（见图3出气装置）。

图3 出气装置

4.大功率特制U形加热管

采用大功率专用特殊形式的U型发热管（见图4）设计，功率为2 kW，采用可调电压模块控制发热管功率大小，保证在220 V电压，短时间将水迅速加热至沸腾，利用离心式静压风扇将雾气顺着锥形导流装置从6个Ф为6.3 mm的出气孔吹出4.2 m3/min～6.0 m3/min的雾气发生量。同时在电压表上显示出相应电压值，使操作员按照计量标定后的各个电压对应相应的雾气发生量即可，便于操作。

图4 U形加热管

5.智能的控制系统人性化操作界面

整个系统设计有四套控制单元，控制系统相互关联。操作方式采用触摸式，突出了方便、直观、可靠的优点。风扇控制系统可独立控制，在试验过程中按照标准中试验要求随时开启。定时、加热、电压表控制系统相互关联，按照试验要求将时间定时，然后将电压调到预订雾气发生量的大小，加热系统开始工作。到设定时间，设备将自动关闭加热系统，此时电压显示为零。有了该设计，便于操作人员在不同时间进行试验操作，完全符合GB 11555-2009标准中实验要求。系统中设计有水位传感器，试验过程中断水后会自动提示及自动关闭主机电源，防止由于缺水后加热器还在工作，损坏加热管。

整个系统控制单元设计了多个继电器进行时间定时控制、可控硅控制电压变化、三相安全接地保护装置和主板电源保护等元件（见图5）。