某车型除雾不合格问题的解决方法

李伟，陈健

（江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

某车型除雾不合格问题的解决方法

李伟，陈健

（江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

文章对某系列车型除雾不合格问题进行研究和提出相应的解决措施，并用CFD分析及环境仓试验验证了解决措施的有效性，最终探讨了汽车除雾不合格问题的解决方法，可大大减少汽车在前期设计过程中的质量缺陷。

除雾；CFD分析；环境仓试验

CLC NO.: U472.3 Document Code: B Article ID: 1671-7988 (2017)09-28-04

引言

空调风窗除雾性能是整车舒适性的一项重要指标，相比较空调的除霜功能，空调的除雾功能在驾驶中的使用频次要更高，除雾效果的好坏直接影响顾客的驾乘感受及驾驶安全性。尤其是在阴雨天行车时，由于室内外温度和湿度差异，汽车玻璃上很容易出现雾气，结在汽车玻璃上的雾气会严重影响驾驶员的视野，对行车安全产生危害，须尽可能的除去车窗玻璃上的雾气。

本文以某市场反馈除雾不合格车型的风道系统实体模型为研究对象，在空调主机约束条件不变的情况下，利用CFD数值模拟技术对空调除霜风道进行分析及优化并通过环境仓试验验证分析优化结果，改善汽车空调除雾系统性能。

1、除雾效果不合格分析

1.1 对空调除霜风道进行CFD分析

1.1.1 建立CFD分析模型

根据数模建立空调除雾分析模型。采用数模为HVAC、空调风道、前围板、挡风玻璃、仪表板、车厢内饰和地板。其中挡风玻璃参照GB-11556划分为A区、A＇区和B区三部分，其中B区包括A区和A＇区，见图1。

图1 整车分析模型

将空调风道的出风口划分为5个部分，空调主风道上分中央右侧出风口、中央出风口、中央左侧出风口；空调左侧风道的左侧出风口；空调右侧风道的右侧出风口，见图2。

图2 空调风道模型

侧窗玻璃根据总布置提供的驾驶员视野范围确定侧除霜参考区域，由于本款车型配置两种后视镜，因此后视区域包含两部分，见图3。

图3 两种配置的后视镜对应的侧风窗后视野区域

1.1.2 计算输入条件

1.1.2.1

表1

1.1.2.2

表2

1.1.3 分析标准

1.1.3.1 流量分配

表3 流量分配标准

1.1.3.2 吹拂速度

表4 风速标准

1.1.4 CFD分析结果

1.1.4.1 流量分配

由表5可以看出，左右侧出风口的风量明显小于标准要求。

表5 流量分配结果

1.1.4.2 吹拂速度

从图4前挡风玻璃表面气流吹拂速度来看，燃烧点主要分布在左右两侧，中间位置无燃烧点分布，B区中间大部分没有被气流吹拂到，平均风速低于1m/s，A区约35%没有被气流吹拂到，平均风速低于1.5m/s，不满足设计要求。从图5侧窗玻璃表面气流吹拂速度来看，左右侧侧窗玻璃后视区域都被1m/s的气流覆盖，但左侧侧窗玻璃气流吹拂的燃烧点比较发散，没有明显的燃烧点位置，会影响整体的除雾效果，右侧侧窗玻璃气流吹拂的燃烧点稍微偏后影响视阔境前端的除雾效果。

图4 前挡风玻璃表面气流吹拂速度

图5 侧风窗玻璃表面 气流吹拂速度

1.2 对实车进行环境仓试验

1.2.1 试验项目及方法

表6 试验标准

1.2.2 试验方案

表7 试验方案

表8 试验标准

1.2.4 试验结果

由图6前挡风玻璃除雾效果图可知A区除雾面积在78.7%左右，B区除雾效果在74.0%左右，不满足试验标准。

图6 前挡风玻璃除雾效果图

由图7、图8左右侧窗除雾效果图可知：左右侧窗在10min内均没有把雾气除掉，不满足试验标准。

图7 左侧窗除雾效果图

图8 右侧窗除雾效果图

2、改进

分析：环境仓试验结果与CFD分析结果对比基本上保持一致状态，根据CFD分析结果及环境仓试验结果可以看出:1.主除霜风道前挡风玻璃上燃烧点偏低，且分布在左右两侧，中间部位没有风吹到；2.左侧窗气流燃烧点较高且不集中；3.右侧窗气流燃烧点略微偏低及比较分散。

改进：1）空调主风道改进

①取消空调主风道中央风口的分段缺口（见图9）。

图9 空调主风道改进前后对比

②调整空调主风道内部的导流板数量及走向（见图10）。

图10 空调主风道改进前后对比

2）空调左右侧风道改进

最后，农业污染问题突出。近年来，广西很多农产品数量在全国位居前列，但随之而来的是农业投入品如化肥、农药及农膜增加，农业面源污染问题加剧。从表4可知，近年来，广西农业投入品的使用量都出现不同程度的增加（除柴油下降外），且化肥、农药等利用率低、流失率高，加剧了农业面源的污染程度，导致农业农村绿色发展受制约。

空调左右侧风道主要是通过修改风道的导风方向来优化除雾效果，改进方案见图11、图12。

图11 空调左侧风道改进前后对比

图12 空调右侧风道改进 前后对比

3、改进验证

3.1 CFD分析验证

①空调主风道除雾效果分析

由图13 CFD分析结果可知改进后消除了B区缺流问题，除雾气流撞击玻璃后能较好贴合玻璃。A区的平均风速为2.41m/s，A'区的平均风速为2.28m/s，B区的平均风速为2.12m/s。其中A区的平均风速略低于标准要求，但其整个区域都在1m/s的风速覆盖范围内，实际除雾效果可以通过环境仓试验验证是否符合要求。

图13 改进后前挡风玻璃CFD分析结果

②侧风窗除雾效果分析

由图14及表9可知修改后左右侧风窗玻璃后视区域平均风速均有所提高，只有左侧风窗玻璃B区的1m/s覆盖区域由100%降低为98%，但其区域内的平均风速提升较多，可以忽略B区1m/s覆盖区域下降导致的影响。

表9

图14 改进后侧风窗玻璃CFD分析结果

3.2 环境仓试验验证

①前风窗除雾环境仓试验

由前挡风玻璃除雾效果图可知A区2min可以除掉约88%左右的雾气，4min以内可以完全除完雾气；B区2min以内可以除掉78%左右的雾气，4min以内可以除掉98%左右的雾气，大大高于标准要求。由环境仓试验看，虽然A区的平均风速略小于2.5m/s的平均风速，但通过试验可以除掉A区的雾气，对改进结果接受。

图15 改进后前挡风玻璃环境仓试验结果

②侧风窗除雾环境仓试验

由侧风窗玻璃除雾效果图可知：左右侧风窗玻璃4min以内可以大部分区域的雾气，6min以内可以完全除完雾气。高于标准要求。

图17 改进后右侧风窗玻璃 环境仓试验结果

图16 改进后左侧风窗玻璃环境仓试验结果

由试验结果可知：整改后的状态比原状态好，满足试验标准要求。

4、结束语

本文依托CFD分析对空调除雾情况进行了仿真分析，依据分析结果通过调整导流片的数量及形状位置和风道的走向来调节从空调吹出的气流的燃烧点的位置及气流在玻璃上的走向，在CFD分析最终合格（或接近于合格状态）的情况下再通过实车做环境仓试验来验证分析数据的除雾效果，验证分析效果的可靠性，以达到预期的整改效果。本文为空调除雾不合格的整改提供一种科学的整改方向，也为后期空调风道设计提供了一套完整的设计思路，节省设计开发时间。

[1] 祁照岗,陈江平,胡伟.汽车空调风道CFD研究与优化[J].汽车工程,2005,27（1）：103-106

[2] 朱娟娟,苏秀平,陈江平.汽车空调除霜风道结构优化研究[J].汽车工程,2004,26（6）：747-749.

The solution to the problem of non conformance of a vehicle

Li Wei, Chen Jian
（R&D Center, Jianghuai Automobile Co. Ltd, Anhui Hefei 230601）

In this paper, a series of models in addition to fog unqualified problem research and put forward the corresponding measures, and verify the effectiveness of the measures by CFD analysis and environmental chamber test, finally discusses the car in addition to solve the problem of substandard fog method, can greatly reduce the vehicle quality defects in the preliminary design process.

demist; CFD analysis; environmental chamber test

U472.3

B

1671-7988 (2017)09-28-04

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.09.011

李伟，男，（1983-），工学学士学位，助理工程师，本科生，就职于江淮汽车股份有限公司技术中心。目前在安徽江淮汽车技术中心工作，岗位内外饰设计主管，研究方向是商用车汽车内外饰的结构设计。现从事内外饰设计工作。