環(huán)境模擬類試驗(yàn)裝置包括環(huán)境風(fēng)洞和環(huán)境倉(cāng)兩類。環(huán)境風(fēng)洞和環(huán)境倉(cāng)之間有很多相似之處，但又存在一個(gè)關(guān)鍵區(qū)別，即環(huán)境風(fēng)洞對(duì)流過車身的空氣流組織和速度分布模擬精度要求較高，而環(huán)境倉(cāng)則對(duì)車身周圍氣流組織狀態(tài)無精度要求。而車輛在行駛過程中車身周圍的氣流組織必定會(huì)對(duì)車輛及部件的性能產(chǎn)生影響，從這個(gè)角度講，環(huán)境風(fēng)洞的試驗(yàn)結(jié)果更符合實(shí)際情況。本文通過設(shè)計(jì)工況，著重從冷卻和熱害兩個(gè)維度對(duì)環(huán)境倉(cāng)的試驗(yàn)結(jié)果偏差進(jìn)行分析。

1  參數(shù)對(duì)比


表1 環(huán)境風(fēng)洞與環(huán)境倉(cāng)參數(shù)對(duì)比

通過上表中參數(shù)對(duì)比，可以得到環(huán)境風(fēng)洞與環(huán)境倉(cāng)對(duì)比，不僅溫濕度控制精度要高，而且邊界層位移厚度、軸向靜壓梯度等影響車身周圍空氣流組織的氣流品質(zhì)要求較高，而環(huán)境倉(cāng)無相關(guān)要求。本文設(shè)計(jì)以下試驗(yàn)，在相同環(huán)境條件下，分別在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)開展低速爬坡、高速爬坡和高速工況，按照要求記錄車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和擋位等信息，保證迎面風(fēng)速、車輛發(fā)動(dòng)機(jī)輸出熱量等參數(shù)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室能夠一致。

2  工況設(shè)計(jì)

2.1  車型選擇

試驗(yàn)車輛為2014款1.4L大眾朗逸。

2.2  布點(diǎn)

試驗(yàn)主要針對(duì)冷卻液、熱害和環(huán)境條件三部分安裝溫度傳感器。

2.3  試驗(yàn)工況

試驗(yàn)工況為在同一溫度條件、無濕度要求、無光照要求條件下開展，具體內(nèi)容如下：


表2 環(huán)境風(fēng)洞、環(huán)境倉(cāng)試驗(yàn)工況

3  試驗(yàn)過程

3.1  車輛狀態(tài)

車輛狀態(tài)在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)比，相同工況下的擋位相同，車速、轉(zhuǎn)速幾乎一致，即迎面冷卻風(fēng)速和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出熱量可以判定基本一致。

3.2  試驗(yàn)照片




圖1. 環(huán)境風(fēng)洞開展試驗(yàn)照片




圖2. 環(huán)境倉(cāng)開展試驗(yàn)照片

4  試驗(yàn)結(jié)果分析

4.1  冷卻結(jié)果分析

冷卻結(jié)果分析主要通過將兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)結(jié)果中散熱器進(jìn)、出水和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、出水的平衡溫度做比對(duì)分析得出。


圖3. 低速爬坡工況下冷卻結(jié)果


圖4.高速爬坡工況下冷卻結(jié)果


圖5.高速爬坡工況下冷卻結(jié)果

結(jié)果表明：環(huán)境倉(cāng)與環(huán)境風(fēng)洞測(cè)試結(jié)果對(duì)比，環(huán)境倉(cāng)測(cè)試結(jié)果偏差為（0.9~4.2）℃不等，偏差率0.97%~5.14%不等；且高速工況結(jié)果偏差最小，高速爬坡工況結(jié)果偏差最大，對(duì)于冷卻方向考核，環(huán)境倉(cāng)試驗(yàn)結(jié)果有一定的借鑒意義，但不能作為最終的驗(yàn)收數(shù)據(jù)。

4.2  熱害結(jié)果分析

熱害結(jié)果分析主要將兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)結(jié)果中預(yù)催表面、主催表面、前消表面、后消表面溫度做比對(duì)分析得出。


圖6. 低速爬坡工況下熱害結(jié)果


圖7. 高速爬坡工況下熱害結(jié)果


圖8. 高速工況下熱害結(jié)果

結(jié)果表明：環(huán)境倉(cāng)與環(huán)境風(fēng)洞測(cè)試結(jié)果對(duì)比，環(huán)境倉(cāng)測(cè)試結(jié)果偏差為（5.6~34.2）℃不等，偏差率3.59%~17.34%不等；且三個(gè)工況試驗(yàn)結(jié)果橫向?qū)Ρ葻o規(guī)律性，說明對(duì)于熱害方向考核，環(huán)境倉(cāng)試驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)與真實(shí)結(jié)果偏差較大，無法作為最終的驗(yàn)收數(shù)據(jù)。

5  結(jié)論

環(huán)境倉(cāng)對(duì)于環(huán)境風(fēng)洞對(duì)比，氣流品質(zhì)帶來的影響還是明顯，具體如下：

1）冷卻方向：環(huán)境倉(cāng)試驗(yàn)結(jié)果有一定的借鑒意義，但不能作為最終的驗(yàn)收數(shù)據(jù)。

2）熱害方向：環(huán)境倉(cāng)試驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)與真實(shí)結(jié)果偏差較大，無法作為最終的驗(yàn)收數(shù)據(jù)。

綜上：鑒于以上結(jié)果建議主機(jī)廠冷卻可以在環(huán)境倉(cāng)內(nèi)開展，熱害類試驗(yàn)在環(huán)境風(fēng)洞或道路上開展，避免因測(cè)試偏差帶來的過設(shè)計(jì)影響。為保證試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性，驗(yàn)收類試驗(yàn)盡量在環(huán)境風(fēng)洞內(nèi)開展。