CN112665871A - 汽车前端冷却模块风量测试系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种汽车前端冷却模块风量测试系统，将待测试的散热器固定在相应车型的安装位置，在散热器的进风端和出风端的外部均固定一圈静压环，两个所述静压环通过信号线连接压差仪并输出压力信号至压差仪。本发明的优点在于：1、避免直接测量速度，使得测试精度提高；2、不会干扰原有流场分布，不会引入人为测试误差；3、可在整车道路测试时测量风量，能够实时得到不同车速下的进风量。
Description
技术领域
本发明涉及汽车整车测试技术领域
背景技术
汽车内燃机在做功驱动汽车前进的同时，还有大约60％的热量需要散失，其 中大约50％的热量被排气带走，还有大概50％(即总热量的30％)的热量被冷却 液带走。所以说，要保证内燃机正常工作，必须要有个稳定、高效的冷却系统。
冷却系统一般由散热器、冷却风扇、水泵、节温器和管道等组成。在整个 冷却系统设计过程中，需要对上述零部件进行选型和匹配。这个过程涉及到各 个部件的参数，尤其是散热器的各种参数，如进风量，进风温度，进水量，进 水温度，以及换热量等等。有了上述零部件的参数后，可以通过一维仿真软件 进行匹配计算，整个系统设计完成后，需要搭载在整车上进行验证，这时就需 要对各种工况进行测试，通过测试数据可以修正仿真模型和优化整个冷却系统 设计。
整车验证测试时，会遇到散热器进风量难以测量的难题。一般采用直接测 量方法，即在散热器表面布置风速测量装置，然后运用公式表面风速*散热器迎 风面积V*A得到散热器进风量Q。为了提高测量精度，可以在散热器表面布置 多个风速测量装置，比如采用九宫格布置9个点，然后求9个点速度平均值或 采用积分方式得到散热器进风量Q。
这种方法主要存在三个问题：
1、空气通过汽车前格栅后一般处于非常紊乱的状态，也即湍流形态，此时 垂直流向的脉动速度很大，会导致风速测量值变化很快，读不准读数，也就是 说测不准，这也是流体力学中一般避免直接测流场速度的原因；
2、风速测试设备会影响原有流场分布，会导致引入不必要的人为误差；
3、风速测量一般只能在实验室测量，不能在车辆实际路试中测试。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种采用间接方法得到散热器进风量， 能够对汽车前端冷却模块进行可靠、有效风量测试的系统。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：汽车前端冷却模块风量测 试系统，将待测试的散热器固定在相应车型的安装位置，在散热器的进风端和 出风端的外部均固定一圈静压环，两个所述静压环通过信号线连接压差仪并输 出压力信号至压差仪。
所述散热器进风端和出风端的外壁固定有固定架，每个所述静压环配有至 少四个固定架分别位于散热器的四周，每个所述静压环通过固定架固定在散热 器上。
所述压差仪的信号输出端通过信号线连接放置在车内的上位机，所述上位 机接收压差仪的信号并通过运算模块获得当前车速下的散热器进风量，所述上 位机将计算的散热器进风量输送至存储器存储、显示器显示。
所述上位机通过数据线连接车辆控制器并获取车速信号，所述上位机将车 速信号输送至运算模块获得车速与散热器进风量关系数据，并将获取的关系数 据输送至存储器存储、显示器显示。
所述车辆的外部设有风速感应设备，所述感应设备输出环境风速信号至上 位机，所述上位机将环境风速信号输送至运算模块作为计算关系数据的影响因 子。
系统启动后，实时获取当前压差信号，并根据压差信号获得散热器进风量。
系统启动后，实时获取车速信号，并在预设的多个车速值下获取散热器进 风量，获得预设车速值下散热器进风量数据表或图。
系统启动后，实时获取环境车速，并将环境车速作为影响因子代入散热器 进风量计算中，获取预设车速值下散热器进风量数据表或图。
本发明的优点在于：
1、避免直接测量速度，使得测试精度提高；
2、不会干扰原有流场分布，不会引入人为测试误差；
3、可在整车道路测试时测量风量，能够实时得到不同车速下的进风量。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为汽车前端冷却模块风量测试系统原理图；
上述图中的标记均为：1、静压环；2、散热器；3、压差仪；
图中箭头为气流方向。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的 各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工 作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技 术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
本发明采用间接方法得到散热器2进风量。即测量散热器2上下游的静压 差，然后通过散热器2自身的静压和风量的关系计算得到在不同车速下散热器2 的进风量。
如图1所示，在散热器2前后加装如上图所示的工装件，需要在散热器2 进风端和出风端的外壁固定有固定架，每个静压环1配有至少四个固定架分别 位于散热器2的四周，一般设置四个，支架即将静压环1固定到散热器2外部 的支撑杆累结构。然后分别布置上静压环1，并将高低压P1和P2连接至压差仪 3，测试人员可以坐在乘客舱里实时读到散热器2的上下游差价值△P。
为了方便计算，可以将压差仪3的信号输出端通过信号线连接放置在车内 的上位机，上位机可以采用一台笔记本电脑，将上位机连接压差仪3，其接收压 差仪3的信号并通过自带的运算模块获得当前车速下的散热器2进风量，上位 机具有存储器和显示器，上位机将计算的散热器2进风量输送至存储器存储、 显示器显示，方便现场记录了解，也方便后期调取数据。
散热器2的自身特性可以通过散热器2单体台架试验获得，在风量台上， 可以通过改变风量，测得一系列的静压差数据，然后运用数据拟合方法得到静 压差与风量的数学关系，如△P＝a*Q^2+b*Q求解可得 
测试人员通过压差仪3读到压差值△P，代入上 式中即可得到目前车速下的散热器2进风量。
为了方便了解车速与散热之间的关系，上位机通过数据线连接车辆控制器 并获取车速信号，所述上位机将车速信号输送至运算模块获得车速与散热器2 进风量关系数据，并将获取的关系数据输送至存储器存储、显示器显示。系统 启动后，实时获取车速信号，并在预设的多个车速值下获取散热器2进风量， 获得预设车速值下散热器2进风量数据表或图。
此外为了减少外部环境影像，如外部环境为无风和大风状态，可能会对数 据操作影像，因此，车辆的外部设有风速感应设备，感应设备输出环境风速信 号至上位机，上位机将环境风速信号输送至运算模块作为计算关系数据的影响 因子。系统启动后，实时获取环境车速，并将环境车速作为影响因子代入散热 器2进风量计算中，获取预设车速值下散热器2进风量数据表或图。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上 述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性 的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在 本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.汽车前端冷却模块风量测试系统，将待测试的散热器固定在相应车型的安装位置，其特征在于：在散热器的进风端和出风端的外部均固定一圈静压环，两个所述静压环通过信号线连接压差仪并输出压力信号至压差仪。
2.根据权利要求1所述的汽车前端冷却模块风量测试系统，其特征在于：所述散热器进风端和出风端的外壁固定有固定架，每个所述静压环配有至少四个固定架分别位于散热器的四周，每个所述静压环通过固定架固定在散热器上。
3.根据权利要求1或2所述的汽车前端冷却模块风量测试系统，其特征在于：所述压差仪的信号输出端通过信号线连接放置在车内的上位机，所述上位机接收压差仪的信号并通过运算模块获得当前车速下的散热器进风量，所述上位机将计算的散热器进风量输送至存储器存储、显示器显示。
4.根据权利要求3所述的汽车前端冷却模块风量测试系统，其特征在于：所述上位机通过数据线连接车辆控制器并获取车速信号，所述上位机将车速信号输送至运算模块获得车速与散热器进风量关系数据，并将获取的关系数据输送至存储器存储、显示器显示。
5.根据权利要求4所述的汽车前端冷却模块风量测试系统，其特征在于：所述车辆的外部设有风速感应设备，所述感应设备输出环境风速信号至上位机，所述上位机将环境风速信号输送至运算模块作为计算关系数据的影响因子。
6.一种基于权利要求1-5所述汽车前端冷却模块风量测试系统的测试方法，其特征在于：系统启动后，实时获取当前压差信号，并根据压差信号获得散热器进风量。
7.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于：系统启动后，实时获取车速信号，并在预设的多个车速值下获取散热器进风量，获得预设车速值下散热器进风量数据表或图。
8.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于：系统启动后，实时获取环境车速，并将环境车速作为影响因子代入散热器进风量计算中，获取预设车速值下散热器进风量数据表或图。
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