车用风扇及换热器气动性能试验台设计与试制

　　引言

　　汽车发动机舱结构布置,气候条件和汽车行驶工况等是影响汽车热管理性能的决定性因素。在风扇叶片旋转效应等影响下,车内换热器空气侧流场非常复杂,所以揭示空气侧复杂流场对换热器气动性能的影响,特别是探寻众多影响因素之中的统一性,对于提高集成于整车之中的热管理系统性能具有特别重要的意义。

　　研究车内换热器空气侧流场,风扇与换热器的匹配性能等问题,原则上是可以采用CFD软件来进行模拟计算分析的,但是理论计算结果是否能准确反映汽车热管理系统实际运行的情况必须通过试验来验证。因此,建设本风室试验平台的目的在于:

　　(1)为整车热环境风洞试验提供汽车热管理部套件性能试验;

　　(2)为汽车热管理部套件性能数值分析提供试验验证;

　　(3)为热管理部套件性能匹配研究提供试验数据。

　　本风室试验台主要用于车用风扇、换热器和风扇与换热器匹配的气动性能试验。

　　1　风室试验台结构方案

　　本风室试验台根据GB/T1236- 2000中A型进、出气试验方式设计而成,由多喷嘴流量测量系统[1]、配有风机箱低噪声辅助风机、自动控制与数据采集系统等部分组成。该风室既可以做进气试验,也可以做出气试验。低噪声辅助风机再配上风机箱,不但在有限体积上有效地增加了风量,而且还减少了试验台的噪声。辅助风机箱和风室间配有相同的工装接口,便于进、出气试验类型的转换。同时辅助风机箱和风室下都装有带有绞死装置的脚轮车,方便试验台的移动和定位。

　　该风室试验台具有如下特点:

　　(1)流量适应范围广[2]:5个不同喷嘴的组合,可以测得多种不同的流量范围;

　　(2)测量精度高:精确控制喷嘴安装面的前后压差,根据被测流量范围要求开启不同组合的喷嘴数可以确保测量精度;

　　(3)稳定性好:辅助风机通过变频器控制风机转速,精度可达±1r/min,可以使系统在不同工况情况下具有良好的稳定性;

　　(4)自动化程度高:带有气动执行机构的喷嘴盖和Labview软件的编程控制,方便地实现了整个试验台的自动化控制。

　　2　风量的确定

　　一般轿车散热器的迎风面积在0.123~0.319m²之间。轿车怠速下通过散热器的速度约为2.5m/s =9km/h,而最高车速下通过散热器的迎风速度约为11m/s =40km/h,通过散热器的最小和最大的风量在1100~12600m³/h。

　　3　喷嘴的选择和组合

　　目前一般厂家做的汽车空调冷凝器、散热器和冷却风扇的风室试验台都采用4个喷嘴。本风室试验台为了扩大风量测量范围,确保风量测量精度,根据国标GB/T 2624选择了5个喷嘴,喷嘴安装布置见图2。此种喷嘴组合可以测得的风量范围为500~14000m³/h。