汽车空调除霜除雾性能测试方法研究

任岗，宁红



汽车空调除霜除雾性能测试方法研究

任岗，宁红

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230091）

文章通过现阶段汽车空调系统除霜、除雾性能测试方法及缺点进行分析，在参考国内外相关研究基础上，构建了汽车空调除霜除雾性能测试系统，并进行关键部件的设计和调试。该系统的发生装置可以满足雾、霜量的一致性的要求；同时，数据和图像采集系统可以有效提升试验精度，辅助自动生成试验报告，大大节省人力物力。经过实车测试，该系统工作可靠、数据准确、测试高效，为汽车空调除霜除雾性能测试和评估提供了有效手段。

汽车；空调；测试系统；除霜除雾性能

前言

汽车玻璃上形成的霜和雾会影响驾驶员的视野，严重时会导致不可挽回的交通事故。因此，汽车空调系统除霜除雾效果的好坏直接决定客户能否安全的使用汽车。除霜除雾性能的检测历来都是作为汽车主动安全标准之一强制执行的。当前虽有国标，但由于无成熟的测试系统支撑，各整车厂在该方面的测试能力均有不足。随着汽车空调技术朝着安全、高效、节能、舒适方向发展，健全空调除霜除雾试验能力成为当前需要迫切发展的技术要求之一。

1 国内外研究概况

2002年Kitada Motohire等人通过将玻璃内表面上的雾看成是很多水滴的累积的方法，用软件仿真分析了汽车前挡风玻璃的除雾过程，取得了较好的结果。2007年Kharat RB等人对汽车内部空间建模，分析前挡风玻璃表面雾的消散原理，把模拟结果和实验结果进行对比，结果相似。2007年瞿晓华等人采用Fluent流体分析软件对乘用车的前挡风玻璃进行了除霜分析，并与实验结果进行了对比分析，验证了Fluent软件在乘用车除霜分析中的可信赖性。2007年张晓兰等人通过建立两种不同风道模型并利用Fluent流体分析软件模拟了空调除霜过程，对两种风道下汽车前风窗玻璃除霜性能进行了对比分析，提出了优化设计方向。

2 传统试验方法缺点及研究目标

传统除霜除雾试验方法有以下缺点：

（1）雾气的蒸发量和喷霜量不能精确控制；A、A’、B区一致性很难保证；

（2）只能采集温度数据，无法了解车辆其他相关方面参数。

因此研发一套可实现国标的自动测试系统显得尤为重要。该系统力求达到以下目的：

（1）霜、雾量严格按国标执行，提升试验精度。

（2）数据和图像记录、处理、分析实现自动化。

3 空调除霜除雾测试系统开发

3.1 雾气发生装置和喷霜装置开发

根据国标要求进行多轮次整改和实车测试，开发出雾气发生装置（如图1所示）和喷霜装置（如图2所示）。

图1 雾气发生装置

图2 喷霜装置

3.2 数据和图像采集系统开发

选用德国NI9038数采，开发出采集温度、电压、电流、风速、产雾量、ECU数据等集一体的数据采集系统。选取500万像素工业级相机，在低温下对各玻璃拍照记录后，采用将图像实时传输给处理软件分析的手段进行霜雾消散全过程精确控制。

图3 数据和图像采集系统

4 测试方法优化

4.1 制定除霜喷霜量数据库

通过对前挡风玻璃及侧窗面积多次测量结合设计数模数据，制定除霜试验喷霜量数据库。依据数据库进行喷霜操作，有效提升试验的精准度。

4.2 对A、A’、B区计算

图像采集系统配合软件通过标签识别前挡玻璃轮廓，进而根据国标GB11555-2009通过以下原理利用R点坐标计算出A、A’、B区面积，提升试验结果精度。

①根据R点坐标计算出V、V’坐标；

②利用V、V’坐标和X1、Z1、α（玻璃倾斜角）等数据按国标可分别算出A、A’、B区界限的12个点的坐标值，形成各区域面积；

4.3 自动生成试验报告

自动生成试验报告是利用独立的vi软件把试验信息、数据按照一定的格式写入Word文档中，按照指定模板自动生成除霜除雾试验报告。

5 新系统下试验方法的优缺点

优化后具有以下3点优势：

5.1 提高了试验的精确度

雾气发生装置能精准控制雾气量，精确了试验条件；喷霜装置精度可达±0.1g。

5.2 提高了试验结果的准确度和一致性

数据采集系统采集频率为10HZ，数据量大且更加准确；软件自动截取节点时间雾、霜消散边界，使得一致性提高；图像采集系统得到的各玻璃图像效果有明显的提升。另外对A、B区的计算也使得除霜、除雾试验判定更加准确。

图4 传统前挡与自动化前挡处理结果

5.3 试验中自动化和智能化较多，省时省力

通过自动处理数据、图像和试验报告的步骤，大大节省了试验的综合耗时。根据48台次车辆开发前后平均综合耗时统计对比，综合总耗时由平均22.3h缩短至18.4h，试验效率提升约17.5%。

5.4 缺点

相机低温保温措施不能完全适应环境仓冷热交替环境的变化，需定时人工开关。

6 结论

空调除霜、除雾性能测试作为整车需测试的重要性能之一，通过在专业设备开发和优化测试手段等方面进行研究分析，立足于国标规范，达到了提升试验前的边界条件、试验后的数据精度等目标。同时攻克除霜、除雾图像动态采集这一难题，结合软件算法，对A、B区精确界定，提升试验水准。该方法大大降低试验人力成本和时长，提升试验效率。

[1] GB 11555-2009.汽车风窗玻璃除霜除雾系统的性能要求及试验方 法.

[2] 施骏业.国内外汽车除霜除雾系统标准分析[D].上海:上海交通大学.

[3] 陈丹华.轿车车内流场与玻璃除霜性能研究[d].武汉理工大学, 2012.

[4] 瞿晓华.轿车除霜CFD分析与试验验证[C].上海市制冷学会学术年会论文集,2007.

[5] 张晓兰.汽车挡风玻璃除霜性能研究[D].上海交通大学,2007.

[6] 陈星.雾气发生器的研制[J].上海标准化,2010: p33-35.

Research on Test Method for Defrosting and Fog Removal Performance of Automotive Air Conditioning

Ren Gang, Ning Hong

（Anhui Jianghuai Automobile Group Co. Ltd, Anhui Hefei 230091）

Based on the analysis of the test methods and shortcomings of defrosting and fogging performance of automotive air-conditioning system at present, this paper establishes the performance test system of automotive air-conditioning defrosting and fogging, and designs and debuts the key components. The generating device of the system can meet the requirements of consistency of fog and frost. At the same time, the data and image acquisition system can effectively improve the test accuracy and assist in the automatic generation of test reports, greatly saving manpower and material resources. After real vehicle testing, the system works reliably, the data is accurate and the test is efficient, which provides an effective means for testing and evaluating the performance of automotive air conditioner.

Automobile; Air conditioning; Testing system; Defrosting and defrosting performance

U467

A

1671-7988(2019)07-59-03

任岗（1990-），性能试验主管工程师，助理工程师，就职于江淮汽车技术中心整车试验院，从事整车热管理方向研究工作。

U467

A

1671-7988(2019)07-59-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.07.020