主动格栅对整车空调采暖性能影响的研究

陈 亮

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

1 测试方案

汽车空调采暖性能满足高寒地区要求，可以给车内乘员提供温暖舒适的环境，保证车辆的安全行驶。汽车行驶时，汽车的迎面风会导致发动机自身热量的散失，散热器内冷却液热量的散失，降低进入暖风加热芯体的冷却液温度，进而影响整车空调的采暖性能。本文通过对测试样车的三种状态分别进行空调采暖测试，对测试结果进行分析，来研究主动格栅对整车空调采暖性能的影响。

1.1 测试设备

底盘测功机，是一种高精度可以测量汽车驱动轮的驱动力、功率、扭矩和车速等，能够加载汽车在实际的道路上行驶所遇到的各种阻力，进而模拟汽车在实际道路上行驶的专用设备。

风机，放置于测试车辆前方与底盘测功机联动，根据车速提供对应的迎面风速。

环境仓，是一种可以控制环境温湿度，模拟汽车在各种高低温环境中行驶的专用设备。

此外，还需要温度传感器和数据采集器等。

1.2 测试方法

测试车辆应符合相关标准要求，按照测试规范要求布置温度传感器。为保证试验结果的一致性，排除其它外在和内在因素的影响，不同状态的测试在同一环境仓，同一底盘测功机，同一测试样车上进行，并且要求每次测试起始条件一致，空调设置模式一致。

试验工况以模拟用户冬天实际用车习惯为主，包括：城市行驶工况、高速行驶工况、怠速工况。

2 测试结果及分析

测试样车为某小型SUV车型，常规燃油车，装配1.6VVT汽油发动机，5档手动变速箱，单空调系统，原车状态试验图片，见图1。

常规燃油车空调系统采暖功能的热源，大都来自发动机气缸内燃料燃烧的热量，燃料在气缸内燃烧后将气缸外水套内的冷却液加热后，由水泵带动水路循环将加热后的冷却液带到空调加热芯体内，然后由鼓风机将冷空气吹向加热芯体进行热交换，冷空气被加热芯体加热后由风道吹入驾驶室内，从而给人提供温暖舒适的驾乘环境。

在寒冷的冬季，造成发动机燃烧热量损失较大的因素，就是汽车行驶时车辆前方的迎面风。为了完全消除这一因素的影响，我们将测试样车前格栅完全密封，见图 2。因车辆的行驶区域不定，一年四季的温度不定，将前格栅完全封堵，可能会导致发动机工作温度过高，造成重大故障。故该措施在汽车生产厂商进行量产时可行性不强，仅将该状态的测试结果作为加装主动格栅（见图3）的对比参考依据。

图1 原车状态试验图片

图2 前格栅完全密封状态

在散热器前加装主动格栅，主动格栅根据环境温度，发动机冷却液温度等自动控制格栅的开度，以减少发动机自身热量和散热器内冷却液热量的散失，在普通量产车上可行性较强，下面将三种状态的测试结果进行对比分析。

图3 主动格栅图片

2.1 暖风进水温度测试结果

进入加热器芯体的冷却液，作为空调采暖性能的直接热源，升温越快，温度越高，越能在短时间内给车内乘员提供温暖的环境，也能够得到用户的好评。三种状态的暖风进水温度，在各测试工况结束时的测试结果见表 1，试验过程数据见图4。由以上测试结果及过程数据图可以看出，三种状态城市行驶工况及高速工况，暖风进水温度前格栅密封状态最高，加装主动格栅比原状态略高，怠速工况原状态暖风进水温度最低，加装主动格栅最高。此结果说明，加装主动格栅有利于提升进入暖风加热芯体内的冷却液温度。

表1 暖风进水温度测试结果

图4 暖风进水温度—时间曲线

2.2 车内平均温度测试结果

表2 车内平均温度测试结果

车内温度是汽车内驾乘人员直接感受到的温度，也是空调系统采暖效果给人的直接主观感受。车内温度除了受空调系统控制外，整车的密封性和整车的隔热、保温性能也是影响其高低的关键因素。此次测试在同一辆测试样车上进行，可以排除以上因素对测试结果的影响。三种状态的车内平均温度，在各测试工况结束时的测试结果见表 2，试验过程数据见图5。

图5 车内平均温度—时间曲线

由以上测试结果及过程数据图可以看出，三种状态城市行驶工况及高速工况，车内平均温度前格栅密封状态最高，加装主动格栅比原状态略高，怠速工况原状态车内平均温度最低，加装主动格栅最高。此测试结果与暖风进水温度测试结果一致，印证了进入暖风加热芯体的冷却液温度，是影响整车空调采暖性能的关键因素。也说明了加装主动格栅有利于提升车内平均温度，即有利于提升整车空调采暖性能。

3 结论

理论上在寒冷的冬季，将前格栅密封或在散热器前加装主动格栅，有利于减少发动机自身热量和散热器内冷却液热量的散失，提升进入空调系统加热芯体的冷却液温度。本文通过在同一环境仓，同一底盘测功机，同一测试样车上，对某SUV车型进行空调采暖性能测试，针对原车状态，封堵前格栅状态以及加装主动格栅状态分别进行测试，并对测试结果对比分析。

前格栅完全密封对提升整车空调采暖性能效果最好，但在普通量产车上可行性不强。而在散热器前加装主动格栅，在量产车上可实施性较强，且测试结果证实加装主动格栅有利于提升整车的空调采暖性能。

参考文献

[1] 陈家瑞.汽车构造.[M]机械工业出版社.

[2] 刘惟信.汽车设计.[M]清华大学出版社.

[3] 王若平.汽车空调.[M]机械工业出版社.