基于试验验证对某轻型客车空调性能提升

王朝会

（南京依维柯汽车有限公司，江苏 南京 211806）

伴随着中国汽车行业的飞速发展以及人们生活水平的提高，大家对整车空调系统性能提出了越来越高的要求。本文以设计者角度，对一款轻型客车从性能计算、单体零件性能测试及整车台架试验各方面多角度对整车空调性能进行匹配，对整车性能进行提升，以满足越来越高的性能需求。

1 整车需要制冷量性能参数设计计算

总热负荷：Q=（Q+Q+Q+Q+Q）=7576kW

式中：Q——车身围护结构传入的热量，4296W；Q——玻璃窗传入的热量，1074W；Q——新风、漏风传入的热量，240W；Q——乘员散发的热量，1616W；Q——其他热源散热（如仪表、照明），350W。

2 各系统零件单体性能台架测试参数

2.1 冷凝器散热量

1）前冷凝器散热量：冷凝器进风干球温度35℃，冷凝器进口压力1.64MPa±0.01MPa，冷凝器进口过热度25℃，冷凝器出口过冷度5℃，迎面风速4.5m/s，前冷凝器散热量17.4kW。

2）侧冷凝器散热量：迎面风速5m/s，冷凝器入口压力1.64MPa，空气温度35℃±1℃，冷凝器入口过热度25℃±1℃，冷凝器出口过冷度5℃，侧冷凝器散热量7.5kW。

2.2 蒸发器制冷量数值

1）前蒸发器制冷功率：风量500m/h，进风干球温度/湿球温度27℃±1℃，19.5℃±0.2℃，膨胀阀入口压力1.64MPaG±0.03MPaG，过冷度0～4℃，过热度10℃±2℃，蒸发器出口压力0.18MPaG±0.01MPaG，前蒸发器制冷功率5229W。

2）后蒸发器制冷功率：后蒸发器进气风量500m/h，风机入口侧空气干球温度27℃±1℃，风机入口侧空气湿球温度19.5℃±0.2℃，后蒸膨胀阀入口压力1.64MPaG±0.03MPaG，过冷度4℃，过热度10℃±2℃，蒸发器出口压力0.18MPaG±0.01MPaG，后蒸发器制冷功率7kW。

2.3 压缩机性能参数（表1）

表1 压缩机性能参数

发动机与压缩机的转速比为1.185，通过数据计算，可得发动机在试验转速情况下，压缩机制冷量为8710kW。

3 整车试验室试验标定

3.1 加注量标定

整车风洞试验环境条件：环境温度40℃，相对湿度50%，迎面风速40km/h；空调模式为外循环，全冷吹面，鼓风机最大挡，车门窗全开；试验阶段，以50g的间隔对整车进行加注量标定，过冷度曲线如图1所示。从试验数据分析，加注量标定为2200g，在空调内容积数值不变的情况下此加注量数值确定。

图1 过冷度曲线

3.2 降温试验

降温试验标定

整车在风洞试验环境条件：环境温度40℃，相对湿度50%，起始头部温度55℃；空调模式为全冷内循环吹面，鼓风机最大挡，车门窗全关闭。

试验阶段：工况1，风速80km/h，发动机转速为高速绿色区域运行，持续60min；工况2，工况1持续60min后，整车转怠速30min。

判定标准：30min后，头部平均温度低于25℃；90min后，头部平均温度不高于25℃。

对整车进行降温试验验证，降温试验结果见表2。

表2 降温试验结果

原因排查

1）从头部平均温度来看，空调性能没有达到设计要求，从数据分析来看，后蒸位置舱存在光照及热辐射对回风二次加热，对后蒸与顶部空间加隔热垫进行隔离，具体操作见图2。

图2 具体操作

2）测量整车漏风量，数据见表3。

表3 空调试验车漏风量测试数据

从试验数据实际漏风量来看，整车密封性也不在标准范围内，导致整车降温性能不足，烟雾试验测整车漏风点，对泄漏点进行封堵，处理完成后再次做整车漏风量试验，结果见表4。

表4空调试验车（二次密封后）漏风量测试

从表4可看出，整车漏风量数据已在范围内。

再次降温试验

根据试验条件，再次进行整车降温试验，数据见表5。

表5 整车再次降温试验数据

从表5数据来看，整车降温试验通过。因此协调项目相关车身及内外饰人员，对整车密封性进行调整修改，满足整车空调性能的需求。

4 结论

从这次整车匹配、试验验证情况来看，在考虑整车各零件及系统匹配时，还需要考虑整车回风温度及漏风量设计参数值与整车实际数值可能存在的偏差。后期在整车空调系统匹配设计过程中要多关注一些整车蒸发器进出口温度（避免出现大范围二次加热的情况）及整车密封性对制冷性能的影响，提前将问题排除及规避，争取以较小的代价，将整车性能匹配在合理的范围内。