某特种驾驶室除雾风道设计

杨曦明，范广龙

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

某特种驾驶室除雾风道设计

杨曦明，范广龙

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

本文从汽车除雾风嘴位置选择、风道设计方法、CFD分析等方面阐述汽车除雾系统的设计，以满足汽车除雾法规要求。

汽车；除雾；风道设计；法规要求

CLC NO.: U463.8 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)04-46-02

前言

汽车在寒冷、潮湿环境下行驶时，由于驾驶室内的气温比较低，通常车风窗玻璃的内、外表面上形成一层薄雾，这是由于车内的水蒸气凝结在温度较低的车风窗玻璃上形成的，这时需要用除雾装置清除覆盖在风窗玻璃内、外表面上的雾，使风窗玻璃回复清晰视野的面积。

1、特种汽车除雾的性能要求

除雾性能要求：试验开始10 min 时，至少将A 区90%和B 区80%面积上的雾除净。

2、除雾风嘴的位置确定

为使除雾风量在玻璃表面形成风幕，把车内热湿空气与玻璃隔开，除雾出风喷口的布置非常关键。可根据图2方法进行布置：

2.1 过除雾喷口中心，顺着出风方向做延伸线与前风挡玻璃形成的焦点；通过的V2点和Y轴做与水平向下5°的平面与前风挡玻璃形成的焦点；这两个焦点的距离为100—150mm。

2.2 喷口角度与风窗玻璃夹角(如图2中的θ°),随前挡玻璃角度的倾斜角度变化。

2.3 除雾喷口和风窗玻璃下端面的水平距离，与喷口角度的关系见表1。

2.4 除雾喷口在风窗玻璃下面尽可能均布，喷口总宽度不能小于玻璃总宽度的1/2。

表1 不同θ°的风口和前风挡距离值

3、除雾风道的设计

除雾风道在设计时，由于受仪表板空间的严格限制，会因各种避让增大风阻。因此遵循以下方法，尽可能降低压力损失。

3.1 风道尽可能圆整，避免风道断面的突变。变化时，弯曲的数量和截面积的变化也要尽可能的小。

3.2 当风道截面变化剧烈时，遵守以下设计要求：膨胀时，膨胀角度必须小于14°；收缩时，收缩角度必须小于40°。

3.3 风道入口截面面积和出风口截面面积尽可能相近。

3.4 风道的气流噪音必须控制在允许范围内。

依据上述方法和某特种车型具体边界，除雾风道进行图3如下设计。

4、除雾风道的CFD分析

本文车型的除雾风道是在CATIA V5 R19的平台上进行设计的。几何模型完全保留了实际构建的几何特征，但为方便除雾计算，一些细小的几何特征将被忽略，例如管道的弧形倒角将按照硬性直线倒角对待。

网格划分是运用HyperMesh完成，对于复杂的风道结构，主要采用非结构化的四面体网格进行网格划分，在风道、风窗玻璃内表面及仪表盘表层布置有3层边界层，网格总数约为650万（见图4）。网格类型为Polyhedral Mesher和Prism Layer Mesher。

除雾系统是主要以管道流动配合除雾模型的三维瞬态流场分析，通过STAR CCM+软件采用有限体积方法离散流场求解N-S方程。对热源的模拟采用流体域施加能量源项的处理方法进行处理。

5、分析结果

风量设计标称风量为900m3/h，雾层厚度0.015mm。从图5可以发现经过10分钟后雾层在风窗玻璃A区完全消除，B区只有10%的雾层还没有消除。该除雾系统满足设计要求。

6、结束语

本文介绍的一种正向开发除雾风道的方法。通过对法规要求的落实、风嘴位置的布置、风管三维的设计、除雾风道在整车下的CFD分析，确保了后续整车除雾试验的验证成功。

上述方法是对特种车辆前除雾风管的以往经验的总结。新产品的开发依照此方法进行设计，不仅减少方案修改次数，降低开发成本，并且缩短研发周期。

[1]GBll555-2009《汽车风窗玻璃豫霜和除雾系统的性能和试验方法》.

[2]何明，郭华梅，徐波.浅谈前除霜风管的设计.河南省汽车工程学会第八届科研学术研讨会论文集.p72-74.

[3]吴建宁.高寒地区客车除霜系统设计关键事项.机电技术.2013第4期. p111-112.

A special cab demisting duct design

Yang Ximing, Fan Guanglong
（Shaanxi Heavy-Duty Truck Co., Ltd., Shaanxi Xi'an 710200）

The thesis mainly introduces the design of the car demisting system from location selection of demisting opening、dust design method、CFD analysis aspect , and conforms with the national standard of motor vehicle demisting。

Automobile；Defogging；Air duct design；Rule

U463.8

A

1671-7988(2015)04-46-02

杨曦明，就职于陕西重型汽车有限公司。