试验工况对整车空调采暖性能影响的研究

端方勇，任岗

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

随着国民经济的增长，国民的购买能力逐渐提高，消费者在关注汽车动力性、经济性、安全性、耐久性的同时，也越来越注重汽车的外观、环保和舒适性。随着汽车工业技术的快速发展，汽车空调系统已成为现代汽车标准配置。汽车空调性能的优劣，是客户对汽车舒适性最直观的感受。汽车采暖性能是汽车空调性能的重要组成部分，在低温环境下，空调采暖系统能给客户提供舒适、安全的驾乘环境。如何评价汽车在低温环境下的采暖性能，成为了试验工程师的研究对象。

为适应客户不断提高的驾乘舒适性，汽车空调试验开发也需要不断提高自身水平，以满足市场需要的验证。目前原有试验标准已不能全面考核车辆采暖性能，针对车辆实际使用环境，需要试验工程师开发相应的试验工况进行试验验证。

试验工况通常是针对某一类型车辆指定用来代表特定环境下（如空载、满载、城区、郊区、高速公路、低温、高温等）车辆行驶特征的速度～时间历程。让车辆在特定试验工况下进行试验，并对试验数据进行分析，可以为发动机及整车设计提供重要参考，也可为车辆在某一特定环境下的适应性提供检测依据和评价标准，具有重要的作用。

目前汽车空调采暖系统用于乘员舱内冬季取暖和风窗除霜、除雾。按所使用的热源不同，取暖装置可分为两大类：一类是余热式采暖系统即利用汽车发动机冷却水或废气作为热源；另一类是独立热源式采暖系统即利用煤油或柴油在燃烧器中燃烧加热空气。余热式采暖系统又因热源不同，又分为余热水暖式和余热气暖式。余热气暖式虽然换热量较大，但使用不安全，目前在汽车上应用很少。一般家用轿车均是采用余热水暖式采暖系统；寒区版商用车一般采用独立热源式采暖系统。本文主要以采用余热水暖式采暖系统的家用轿车为例，比较手动挡和自动挡轿车在不同试验工况下空调采暖试验结果。

1 试验方案

整车空调采暖试验在《GBT 12782-2007汽车采暖性能试验方法》中有明确规定，此试验工况为速度60km/h、暖机工况，称之为标准工况。根据客户在实际使用中遇到的情况，增加常规工况，高速工况和城市工况。

1.1 标准工况

1.1.1 将车辆移动到试验路段

打开全部车门及车窗浸置，使车内温度与环境温度保持一致，15min后人员进入车内，关闭车门车窗及通风孔。

1.1.2 试验采用外循环、吹脚模式

将风量调到最大，温度调至最高，环境温度为-25±3℃。若试验时车窗起雾可将模式调整为吹脚除霜模式，雾除尽后改为吹脚模式。

1.1.3 试验前进行怠速

待发动机水温稳定后开始试验，试验时以D档 60km/h匀速行驶40min。

1.2 常规工况

1.2.1 试验时间总计45min

首先人员进入车内，关闭车门、车窗及通风孔并开始采集数据。关闭所有除霜风口后起动车辆怠速5min，然后开启除霜装置，以D档60km/h匀速行驶40min。

1.2.2 试验采用外循环、吹脚模式

将风量调到最大，温度调至最高，环境温度为-25±3℃。若试验时车窗起雾可将模式调整为吹脚除霜模式，雾除尽后改为吹脚模式。

1.3 高速工况

1.3.1 试验时间总计45min

首先人员进入车内，关闭车门、车窗及通风孔并开始采集数据。关闭所有除霜风口后起动车辆怠速5min，然后开启除霜装置，以最高档100km/h匀速行驶40min。

1.3.2 试验采用外循环、吹脚模式

将风量调到最大，温度调至最高，环境温度为-25±3℃。若试验时车窗起雾可将模式调整为吹脚除霜模式，雾除尽后改为吹脚模式。

1.4 城市工况

1.4.1 试验时间总计45min

首先人员进入车内，关闭车门、车窗及通风孔并开始采集数据。关闭所有除霜风口后起动车辆怠速5min，然后开启除霜装置，在选定道路根据城市道路状况及限速情况行驶40min。

1.4.2 试验采用外循环、吹脚模式

将风量调到最大，温度调至最高，环境温度为-25±3℃。若试验时车窗起雾可将模式调整为吹脚除霜模式，雾除尽后改为吹脚模式。

2 试验验证及分析

以某公司生产的同款两辆轿车（一辆自动挡、一辆手动挡）为例，分别按上述四个工况进行采暖试验，测试同一车型四个工况采暖性能差异以及同款车型手动挡和自动挡采暖性能差异。

选取环境条件符合试验要求的天气开展采暖试验，同一工况试验，两辆试验车均同时开展，试验结果见表1～表4。

表1

图1 暖风进水温度～时间曲线

表2

图2 车内平均温度～时间曲线

表3

图3 暖风进水温度～时间曲线

表4

由上述试验结果可以看出：

①各工况下水温基本在15min左右就能达到平衡；

②城市工况为四个工况中考核最苛刻的工况，其次为常规工况，然后为标准工况，最后为高速工况；

③标准工况和城市工况手动挡和自动挡暖风水温差异较大，手动挡水温高于自动挡；常规工况和高速工况手动挡和自动挡暖风水温差异较小；

④城市工况中手动挡比自动挡升温速率更快，平衡时水温差约10℃。

图4 车内平均温度～时间曲线

3 结论

本文通过测试同款车型两辆样车按四个工况进行采暖试验，对比相同工况下自动挡和手动挡采暖效果差异，以及一辆样车四个工况下采暖效果差异。通过这些对比，可以明确同款车型，用手动挡车型进行采暖试验，考核更苛刻，若手动挡满足采暖效果，自动挡可不再进行验证；同一辆样车，按城市工况进行采暖试验，考核更苛刻，若城市工况满足采暖效果，其他工况可不再进行验证。

通过对比测试，可以了解试验工况对整车空调采暖性能影响，然后针对车型特点，进行差异化试验验证，可以节约试验费用，缩短验证周期，提高试验验证效率。

参考文献

[1] GB/T 12782-2007汽车采暖性能试验方法.

[2] GB/T 12534 汽车道路试验方法通则.