CN103063457A

CN103063457A - 整车空调系统模拟试验方法

Info

Publication number: CN103063457A
Application number: CN2012105850338A
Authority: CN
Inventors: 廖新耀; 胡昊
Original assignee: South Air International Co Ltd
Current assignee: South Air International Co Ltd
Priority date: 2012-12-30
Filing date: 2012-12-30
Publication date: 2013-04-24

Abstract

本发明公开了一种整车空调系统模拟试验装置，包括相邻设置的冷凝室和蒸发室，冷凝室和蒸发室之间设有汽车空调系统和支撑机构；汽车空调系统包括由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器组成的空调循环系统，所述压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器之间均采用实际安装到汽车上时的空调管道相连，且空调管道、压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器相互之间的相对位置与安装到汽车上时的相对位置相同；压缩机和冷凝器安装在冷凝室内，节流装置和蒸发器安装在蒸发室内；冷凝室内还设有吹风机，蒸发室内设有吸风机，冷凝室和蒸发室外设有的调控装置。本发明还公开了一种整车空调系统模拟试验方法，能够对汽车空调系统的不同工况进行模拟。

Description

整车空调系统模拟试验方法

技术领域

本发明涉及一种用于检测汽车空调性能的试验方法，具体的为一种整车空调系统模拟试验方法。

背景技术

现有的汽车空调试验方法是将空调系统安装在整车上，然后将整车放置于环境风洞或者环境仓内（带转鼓），进行各种车速条件下对空调运行状态的评估，该汽车空调试验方法具有以下缺陷：

1、试验时间长：

1）试验准备时间长：试验需要装车和调整整车运行状况，一般装车时间会需要几天；

2）整车热车时间长：环境风洞升降温时间长，整车试跑并达到稳定所需的时间较长；

3）试验时间长：由于整车试验过程中对试验异常的调整比较繁琐，所以采用该试验方法所需的试验时间会很长。

2、能耗大：

1）环境风洞需要对整间大功率风场进行温度和流量控制，存在严重能源消耗；

2）环境风洞的制冷机组，日照装置，冷却塔等辅助设备功耗极大；

3）整个试验设备的运行总功耗达到800KW以上。

3、投资运营消耗大：

1）环境风洞附属设备多，如制冷机组、加热器、冷却塔、大功率压缩机组、日照系统，除湿加湿系统、底盘测功系统、整车运行动力系统和水循环处理系统等，这些设备需要的投资成本较高；

2）这些设备占用了大量空间资源，达400多平米；

3）各设备的保养与维护、耗材、耗资巨大；

4）环境风洞的运行需多人共同操作，且操作复杂，对人员要求高，费时费力。

4、环境影响大：

1）环境风洞装机功率巨大，辅助设备运行噪音大，如制冷机组、压缩机机组、冷却塔、底盘测功机和转鼓等，在运行过程中都会产生很大的噪音；

2）易滋生细菌，如冷却塔和水处理系统等，不仅对环境影响较大，而且导致维护成本高；

3）潜在威胁大，易发生故障、泄漏、三废污染及火灾、爆炸等重大安全事故。

有鉴于此，本发明旨在对现有的汽车空调试验方式进行改进，改进后的整车空调系统模拟试验方法不仅能够模拟空调系统的运行状况，而且能够简化试验设备、节约试验时间、缩短开发周期、提高产品的可靠性和改善产品的性能，并降低试验能耗、节省试验资源和减少环境污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种整车空调系统模拟试验方法，该整车空调系统模拟试验方法不仅能够模拟空调系统的运行状况，而且能够简化试验设备、节约试验时间、缩短开发周期、提高产品的可靠性和改善产品的性能，并降低试验能耗、节省试验资源和减少环境污染。

要实现上述技术目的，本发明的整车空调系统模拟试验方法，包括如下步骤：

1）安装汽车空调系统：将压缩机和冷凝器安装于冷凝室内，将节流装置和蒸发器安装于蒸发室内，所述压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器之间采用实际安装到汽车上时的空调管道相连，并使所述空调管道、压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器之间的相对位置关系与安装到汽车上时的相对位置相同；

2）整车空调系统模拟试验：

a.通过调控装置分别调控冷凝室和蒸发室内的环境工况至设定工况；

b.启动汽车空调系统、吹风机和吸风机，并控制所述压缩机、吹风机和吸风机转速至设定转速；

c.汽车空调系统、吹风机和吸风机运行工况稳定后，通过数据采集系统采集试验数据；

3）分析数据。

进一步，改变试验条件，重复第2）步骤，分别采集数据后进行数据分析。

进一步，在第2）步骤中，开启分别设置在冷凝室和蒸发室内并用于空气循环的循环风机。

进一步，在第2）步骤开始前或在第2）步骤完成后，关闭汽车空调系统暖风芯体的风门，并开启高温槽对暖风芯体提供暖风，检测暖风机风门的密闭性能。

本发明的有益效果为：

本发明的整车空调系统模拟试验方法通过将压缩机和冷凝器安装在冷凝室内用于模拟汽车发动机舱，通过将节流装置和蒸发器安装在蒸发室内模拟汽车乘员舱；

通过将压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器之间均采用实际安装到汽车上时的空调管道相连，且将空调管道、压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器相互之间的相对位置设置为与安装到汽车上时的相对位置相同，能够对汽车空调系统在整车运行状态下的实际工况进行模拟，摒弃了传统的需要将汽车空调系统安装到整车上再通过整车运行来试验汽车空调系统工况的方式，并取得了以下有益效果：

1）试验时间更短：

a.试验准备时间短：试验前仅需将汽车空调系统安装到预制好的支撑机构上即可，安装简便快捷；

b.热车时间短：由于在整个试验过程中，整车空调系统模拟试验装置均保持位置不动，因而冷凝室和蒸发室可以设置的较小，通过调控系统调节冷凝室和蒸发室内的环境工况并达到稳定工况所需的时间短；

c.试验时间缩短：在试验过程中仅需调节冷凝室和蒸发室环境工况，以及调节压缩机、吹风机和吸风机的转速即可模拟汽车空调系统在不同工况下的运行状态，能够在较短的时间内实现汽车空调系统在多种工况下的模拟试验；

2）能耗小：整个试验过程中仅需调整冷凝室和蒸发室的环境工况，所需的能耗远小于现有的需要调控整个风洞的工况所需的能耗，且本发明整车空调系统模拟试验装置所需的辅助设备很少，消耗的能源也很少；

3）投资小：本发明的整车空调系统模拟试验装置的设备需求更少，且几乎没有大型设备，占用的空间较小，因此投资相较于现有的试验方式大大减少；另外，由于辅助设备较少，保养维护的成本也较低；

4）对环境影响小：整个试验过程均在密闭的冷凝室和蒸发室内进行，对外界环境几乎不会带来噪音；

本发明的整车空调系统模拟试验方法不仅能够模拟汽车空调系统的运行状况，采集各个试验数据，而且能够方便地改变试验工况，对汽车空调在各个工况下的运行状况进行试验，能够取得更加完整和全面的试验数据，以便对汽车空调系统的性能进行合理的判断和评估，本发明的整车空调系统模拟试验方法可对汽车空调的进行如下的试验：

1）模拟再现和分析空调的结霜试验；

2）模拟标定整车空调系统的加注量试验；

3）模拟评估整车空调系统的噪音试验；

4）模拟测试和计算整车空调系统运行中各工况条件下零部件的换热能力；

5）模拟和分析评估整车空调系统条件下凝露试验；

6）模拟整车空调系统匹配试验；

因此，本发明的整车空调系统模拟试验方法不仅能够模拟汽车空调系统的运行状况，而且能够简化试验设备、节约试验时间、缩短开发周期、提高产品的可靠性和改善产品的性能，并降低试验能耗、节省试验资源和减少环境污染。

附图说明

图1为适用于本发明整车空调系统模拟试验方法的整车空调系统模拟试验装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-冷凝室；2-蒸发室；3-压缩机；4-冷凝器；5-节流装置；6-蒸发器；7-空调管道；8-吹风机；9-吸风机；10-变频电机；11-离合器；12-循环风机；13-暖风芯体；14-高温槽；15-喷嘴组I；16-喷嘴组II；17-数据采集处理器；18-控制器；19-子控制器；20-冷媒加注器；21-操作平台；22-电源模块；

P-压力传感器；T-温度传感器；RH-风量计；F-流量计。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

如图1所示，为为适用于本发明整车空调系统模拟试验方法的整车空调系统模拟试验装置的结构示意图。该整车空调系统模拟试验装置，包括相邻设置的冷凝室1和蒸发室2，冷凝室1和蒸发室2之间设有汽车空调系统和用于支撑汽车空调系统的支撑机构。

汽车空调系统包括由压缩机3、冷凝器4、节流装置5和蒸发器6组成的空调循环系统，压缩机3、冷凝器4、节流装置5和蒸发器6之间均采用实际安装到汽车上时的空调管道7相连，且压缩机3、冷凝器4、节流装置5、蒸发器6以及空调管道7均安装在支撑机构上，空调管道7、压缩机3、冷凝器4、节流装置5和蒸发器6相互之间的相对位置与安装到汽车上时的相对位置相同，采用实际安装到汽车上的空调管道7和将汽车空调系统的各个部件的相互位置安装为与汽车空调系统安装到汽车上时的一致，能够更加准确的模拟汽车空调系统的运行工况。

压缩机3和冷凝器4安装在冷凝室1内，节流装置5和蒸发器6安装在蒸发室2内，即冷凝室1用于模拟汽车发动机舱，蒸发室2用于模拟汽车乘客舱，本实施例的节流装置5采用膨胀阀装置。

冷凝室1内还设有用于向冷凝器4吹风的吹风机8，蒸发室2内设有用于从蒸发器6吸风的吸风机9，冷凝室1和蒸发室2外设有用于分别调节冷凝室1和蒸发室2的室内环境工况的调控装置，通过调控装置能够控制冷凝室1和蒸发室2内的温度、湿度等环境参数，使汽车空调系统模拟在不同的环境工况下运转。

该整车空调系统模拟试验装置，通过设置冷凝室1、并将压缩机3和冷凝器4安装在冷凝室1内用于模拟汽车发动机舱，通过设置蒸发室2、并将节流装置5和蒸发器6安装在蒸发室2内模拟汽车乘员舱；通过将压缩机3、冷凝器4、节流装置5和蒸发器6之间均采用实际安装到汽车上时的空调管道7相连，且将空调管道7、压缩机3、冷凝器4、节流装置5和蒸发器6相互之间的相对位置设置为与安装到汽车上时的相对位置相同，能够对汽车空调系统在整车运行状态下的实际工况进行模拟，摒弃了传统的需要将汽车空调系统安装到整车上再通过整车来试验汽车空调系统工况的方式，并取得了以下有益效果：

1）试验时间更短：

b.热车时间短：由于在整个试验过程中，该整车空调系统模拟试验装置均保持位置不动，因而冷凝室1和蒸发室2可以设置的较小，通过调控系统调节冷凝室1和蒸发室2内的环境工况并达到稳定工况所需的时间短；

c.试验时间缩短：在试验过程中仅需调节冷凝室1和蒸发室2环境工况，以及调节压缩机3、吹风机7和吸风机8的转速即可模拟汽车空调系统在不同工况下的运行状态，能够在较短的时间内实现汽车空调系统在多种工况下的模拟试验；

2）能耗小：整个试验过程中仅需调整冷凝室1和蒸发室2的环境工况，所需的能耗远小于现有的需要调控整个风洞的工况所需的能耗，且该整车空调系统模拟试验装置所需的辅助设备很少，消耗的能源也很少；

3）投资小：该整车空调系统模拟试验装置的设备需求更少，且几乎没有大型设备，占用的空间较小，因此投资相较于现有的试验方式大大减少；另外，由于辅助设备较少，保养维护的成本也较低；

4）对环境影响小：整个试验过程均在密闭的冷凝室1和蒸发室2内进行，对外界环境几乎不会带来噪音等影响；

因此，该整车空调系统模拟试验装置不仅能够模拟汽车空调系统的运行状况，而且能够简化试验设备、节约试验时间、缩短开发周期、提高产品的可靠性和改善产品的性能，并降低试验能耗、节省试验资源和减少环境污染。

进一步，该整车空调系统模拟试验装置还包括压缩机驱动装置，压缩机驱动装置包括用于控制压缩机3转速的变频电机10，变频电机10与压缩机3之间通过离合器11相连，通过设置变频电机10，能够对压缩机3的转速进行控制，方便调节汽车空调系统的工况。

进一步，该整车空调系统模拟试验装置还包括用于控制吹风机8转速的带反馈可调直流电源I和用于控制吸风机9转速的带反馈可调直流电源II，通过带反馈可调直流电源I能够方便控制吹风机8转速，进而控制吹向冷凝器4的风速，用于模拟汽车空调系统在不同的车速下的运行工况；通过带反馈可调直流电源II能够方便控制吸风机9从蒸发器6吸风的风速，用于检验汽车空调系统的性能。

进一步，冷凝室1和蒸发室2内分别设有用于室内空气循环的循环风机12，通过循环风机12，能够使冷凝室1和蒸发室2内的的空气循环，是室内的环境工况均匀，提高试验精度。

进一步，蒸发室2内还设有暖风机热水系统，汽车空调系统上设有暖风芯体13，暖风机热水系统包括与汽车空调系统的暖风芯体13之间组成暖风循环的高温槽14，通过设置暖风机热水系统，能够用于检查汽车空调系统的风门是否漏风。

进一步，吹风机8内设有用于向冷凝器4吹风的喷嘴组I 15，吸风机9内设有用于从蒸发器6吸风的喷嘴组II 16，通过在吹风机8上设置喷嘴组I 15，能够方便计算吹风机8吹向冷凝器4的风量，同理，通过在吸风机9上设置喷嘴组II 16，能够方便计算吸风机9从蒸发器6吸入的风量。

进一步，该整车空调系统模拟试验装置还包括数据采集系统，所述数据采集系统包括：

吹风机数据采集子系统：包括分别设置在吹风机8出风端并用于测量风压的压力传感器；

冷凝器数据采集子系统：包括分别设置在冷凝器4进风端、冷凝器4出风端、冷凝器4冷媒输入端、冷凝器4冷媒输出端的温度传感器和压力传感器；

节流装置数据采集子系统：包括分别设置在节流装置5冷媒输入端、冷媒输出端的温度传感器和压力传感器；

蒸发器数据采集子系统：包括分别设置在蒸发器6进风端、蒸发器6出风端、蒸发器6冷媒输入端、蒸发器6冷媒输出端的温度传感器和压力传感器；

吸风机数据采集子系统：包括分别设置在吸风机9进风端并用于测量风压的压力传感器；

压缩机数据采集子系统：包括分别设置在压缩机3冷媒输入端、冷媒输出端的温度传感器和压力传感器；

暖风机热水数据采集子系统：包括分别设置在高温槽14进水端和出水端的温度传感器、压力传感器和流量计。

通过设置数据采集系统，能够实时采集汽车空调系统模拟试验过程中的各个工作和性能参数，用于对汽车空调系统的性能进行判断和评估。

进一步，该整车空调系统模拟试验装置还包括控制系统，控制系统包括与数据采集系统相连的数据采集处理器17、用于控制压缩机3转速、吹风机8转速、吸风机9转速和高温槽14工况的控制器18，冷凝室1和蒸发室2内分别设有用于控制室内环境工况并与控制器18相连的子控制器19，冷凝器14节流装置5之间设有与控制器18相连的冷媒加注器20。

控制系统还包括操作平台21，通过操作平台21能够对整车空调系统模拟试验装置的运行工况进行控制。本实施例的冷凝室1和蒸发室2内分别设有用于提供电源的电源模块22，电源模块22与各个用电设备相连。

下面结合上述整车空调系统模拟试验装置对本发明的整车空调系统模拟试验方法的具体实施方式作详细说明。

本实施例的整车空调系统模拟试验方法，包括如下步骤：

1）安装汽车空调系统：将压缩机3和冷凝器4安装于冷凝室1内，将节流装置5和蒸发器6安装于蒸发室2内，压缩机3、冷凝器4、节流装置5和蒸发器6之间采用实际安装到汽车上时的空调管道7相连，并使空调管道7、压缩机3、冷凝器4、节流装置5和蒸发器6之间的相对位置关系与安装到汽车上时的相对位置相同，能够真实的模拟汽车空调系统在随汽车运行时的各种工况；

2）整车空调系统模拟试验：

a.通过调控装置分别调控冷凝室1和蒸发室2内的环境工况至设定工况，主要调控冷凝室1和蒸发室2内的温度和湿度达到设定值，用于模拟汽车空调系统在不同的环境状况下工作；

b.启动汽车空调系统、吹风机8和吸风机9，并控制压缩机3、吹风机8和吸风机9转速至设定转速，吹风机8向冷凝器4以不同的风速吹风，用于模拟汽车空调系统在不同的车速下的工作状态，吸风机9以不同的风速从蒸发器6吸风，用于检测汽车空调系统的工作性能；

c.汽车空调系统、吹风机8和吸风机9运行工况稳定后，通过数据采集系统采集试验数据；

3）分析数据。

进一步，改变试验条件，重复第2）步骤，分别采集数据后进行数据分析，能够对通过本实施例的整车空调系统模拟试验方法对汽车空调系统在多种工况下的运行状况进行试验，试验数据更加完整和全面。

进一步，在第2）步骤中，开启分别设置在冷凝室1和蒸发室2内并用于空气循环的循环风机12，使冷凝室1和蒸发室2内的温度和湿度保持均匀，以提高测量精度。

进一步，在第2）步骤开始前或在第2）步骤完成后，关闭汽车空调系统暖风芯体13的风门，并开启高温槽14对暖风芯体13提供暖风，检测暖风机风门的密闭性能，如果有暖风从冷风通道吹出，则表示暖风芯体13的风门漏风，需要修理。

本实施例的整车空调系统模拟试验方法不仅能够模拟汽车空调系统的运行状况，采集各个试验数据，而且能够方便地改变试验工况，对汽车空调系统在各个工况下的运行状况进行试验，能够取得更加完整和全面的试验数据，以便对汽车空调系统的性能进行合理的判断和评估。

本发明的整车空调系统模拟试验方法可对汽车空调的进行如下的试验：

1）模拟再现和分析空调的结霜试验；

2）模拟标定整车空调系统的加注量试验；

3）模拟评估整车空调系统的噪音试验；

5）模拟和分析评估整车空调系统条件下凝露试验；

6）模拟整车空调系统匹配试验。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种整车空调系统模拟试验方法，其特征在于：包括如下步骤：

2）整车空调系统模拟试验：

3）分析数据。

2.根据权利要求1所述的整车空调系统模拟试验方法，其特征在于：改变试验条件，重复第2）步骤，分别采集数据后进行数据分析。

3.根据权利要求2所述的整车空调系统模拟试验方法，其特征在于：在第2）步骤中，开启分别设置在冷凝室和蒸发室内并用于空气循环的循环风机。

4.根据权利要求3所述的整车空调系统模拟试验方法，其特征在于：在第2）步骤开始前或在第2）步骤完成后，关闭汽车空调系统暖风芯体的风门，并开启高温槽对暖风芯体提供暖风，检测暖风机风门的密闭性能。