環(huán)境模擬類試驗(yàn)裝置包括環(huán)境風(fēng)洞和環(huán)境倉兩類。環(huán)境風(fēng)洞和環(huán)境倉之間有很多相似之處，但又存在一個關(guān)鍵區(qū)別，即環(huán)境風(fēng)洞對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)境倉則對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對車輛及部件的性能產(chǎn)生影響，從這個角度講，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)計工況，著重從冷卻和熱害兩個維度對環(huán)境倉的試驗(yàn)結(jié)果偏差進(jìn)行分析。

1  參數(shù)對比


表1 環(huán)境風(fēng)洞與環(huán)境倉參數(shù)對比

通過上表中參數(shù)對比，可以得到環(huán)境風(fēng)洞與環(huán)境倉對比，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)境倉無相關(guān)要求。本文設(shè)計以下試驗(yàn)，在相同環(huán)境條件下，分別在兩個實(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)動機(jī)轉(zhuǎn)速和擋位等信息，保證迎面風(fēng)速、車輛發(fā)動機(jī)輸出熱量等參數(shù)兩個實(shí)驗(yàn)室能夠一致。

2  工況設(shè)計

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)在兩個實(shí)驗(yàn)室對比，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實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)結(jié)果中散熱器進(jìn)、出水和發(fā)動機(jī)進(jìn)、出水的平衡溫度做比對分析得出。


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)境倉與環(huán)境風(fēng)洞測試結(jié)果對比，環(huán)境倉測試結(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，對于冷卻方向考核，環(huán)境倉試驗(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)境倉與環(huán)境風(fēng)洞測試結(jié)果對比，環(huán)境倉測試結(jié)果偏差為（5.6~34.2）℃不等，偏差率3.59%~17.34%不等；且三個工況試驗(yàn)結(jié)果橫向?qū)Ρ葻o規(guī)律性，說明對于熱害方向考核，環(huán)境倉試驗(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)境倉對于環(huán)境風(fēng)洞對比，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，避免因測試偏差帶來的過設(shè)計影響。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。