汽车空调风机选型设计研究

许振华，金孟

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北 保定 071000）



汽车空调风机选型设计研究

许振华，金孟

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北 保定 071000）

摘 要：本文主要介绍汽车空调方便并快捷的鼓风机选型和设计方法进行总结，并对蜗壳渐开线对噪音影响进行研究分析。

关键词：汽车空调；鼓风机；蜗壳；噪音

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.04.020

CLC NO.: U462.1Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2016)04-58-02

前言

随着汽车研发技术和人们生活水平地不断提高，人们对汽车的乘坐舒适性要求也越来越高，噪声是影响舒适性的重要因素，而作为车内噪声源之一汽车空调鼓风机，鼓风机的选型设计及鼓风机与蜗壳的匹配成为当今汽车空调领域的难题，本文对以往设计经验和数据进行总结和分享。

1、基于计算机辅助设计进行叶轮和蜗壳设计

1.1 根据初步计算风量对叶轮叶形进行选型（表1）

表1　叶轮叶形

1.2 根据叶轮直径进行蜗壳渐开线设计

渐开线公式

r=（D／2＋δ）＊exp{（θ+β)＊tanα｝

D：叶轮直径

δ：蜗壳间距

β：蜗舌位置

α：剪开角

表2　输入参数

1.3 利用3D建模软件进行蜗壳设计

1.4 通过CFD分析和优化确定最终叶形和蜗壳

1.5 再经过样件制作和试验验证

输出结果如图1渐开线

图1　渐开线

2、分析及试验验证

2.1 CFD分析思路

2.1.1 叶轮叶形选择（鼓风机带蜗壳计算）

已知：转速3500，背压200pa——800pa；

求解：叶形1风量曲线和叶形2风量曲线

结果：确定叶轮叶形

2.1.2 吹面/吹脚/除霜模式风机转速和HVAC壳体风阻确定（鼓风机带蜗壳计算）方法一

已知：背压300-900pa；转速2500-3500

求解：风量曲线

结果：根据吹面/吹脚/除霜模式HVAC总成设计风量550/300/360，来确定某一转速下的对应背压，作为后面HVAC总成壳体风阻的设计目标

2.1.3 HVAC总成风量和风阻设计

已知：根据2或3计算结果选择转速和设计风量。

求解：各段HVAC风阻总和＜设计风阻（总成风阻设计合格即总成风量设计合格）

结果：若各段HVAC风阻总和＞设计风阻

备注：如果不合可以从以下方案优化（方案一，优化各段HVAC风阻；方案二，优化风机叶轮；方案三，优化电机；方案四，综合优化。）

2.2 渐开角对噪音的影响（表3）

表3　渐开角对噪音的影响

3、结论及展望

3.1 树立正确的CFD分析思路

3.2 建立参数化蜗壳设计便于后期调整

3.3 渐开角5°与渐开角8°相比在低频时噪音低4-5dB(A)，高频时噪音相当。

参考文献

[1] 祁大同. 离心压缩机蜗壳型线的一种二维逆命题计算方法. 应用力学学报, 1995, 12( 3) : 33～37.

[2] Eck B. Fa ns. Fir st English Editio n. Ox fo rd: Perg amo n Press, 1973.

[3] 曹淑珍, 向水生, 葛林江. 离心风机蜗壳流场的实验研究. 流体工程. 1990, 18( 4) : 8～12.

[4] Ay der E, Van den Br aembussche R, Br asz J J. Ex per imental and theor etical analysis of the flow in a centrifug al compr esso r volute. ASME Jo ur nal o f Tur bomachinery , 1993, 115( 3) : 582～589.

[5] 刘光宗, 徐雕. 离心式压气机扩压器与蜗壳非轴对称流场的计算与分析. 西安交大学报, 1985, 19( 6) : 77～84.

[6] 祁大同, 席光, 王尚锦. 离心通风机叶轮出口流场的实验分析.流体工程, 1993, 21( 7) : 4～7.

[7] 姚承范, 蒯鸿亮, 朱营康等. 低噪高效风机蜗壳的研究. 流体工程, 1991, 19( 7) : 2～6.

中图分类号：U462.1

文献标识码：A

文章编号：1671-7988(2016)04-58-02

作者简介：许振华，就职于长城汽车股份有限公司技术中心。

Automotive intake system noise simulation and optimization

Xu Zhenhua, Jin Meng
（R&D Center of Great Wall Motor Company, Automotive Engineering Technical Center, Hebei Baoding 071000）

Abstract:This paper mainly introduces the automobile air conditioning fan type selection and design method of convenient and quick summarized, and the spiral involute study of the influence of the noise analysis.

Key Words:Automotive air conditioning; Blower; Volute; Noise