汽車空調風機選型設計研究

許振華，金孟

（長城汽車股份有限公司技術中心，河北省汽車工程技術研究中心，河北 保定 071000）

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汽車空調風機選型設計研究

許振華，金孟

（長城汽車股份有限公司技術中心，河北省汽車工程技術研究中心，河北 保定 071000）

摘 要：本文主要介紹汽車空調方便并快捷的鼓風機選型和設計方法進行總結，并對蝸殼漸開線對噪音影響進行研究分析。

關鍵詞：汽車空調；鼓風機；蝸殼；噪音

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.04.020

CLC NO.: U462.1Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2016)04-58-02

前言

隨著汽車研發技術和人們生活水平地不斷提高，人們對汽車的乘坐舒適性要求也越來越高，噪聲是影響舒適性的重要因素，而作為車內噪聲源之一汽車空調鼓風機，鼓風機的選型設計及鼓風機與蝸殼的匹配成為當今汽車空調領域的難題，本文對以往設計經驗和數據進行總結和分享。

1、基于計算機輔助設計進行葉輪和蝸殼設計

1.1 根據初步計算風量對葉輪葉形進行選型（表1）

表1　葉輪葉形

1.2 根據葉輪直徑進行蝸殼漸開線設計

漸開線公式

r=（D／2＋δ）＊exp{（θ+β)＊tanα｝

D：葉輪直徑

δ：蝸殼間距

β：蝸舌位置

α：剪開角

表2　輸入參數

1.3 利用3D建模軟件進行蝸殼設計

1.4 通過CFD分析和優化確定最終葉形和蝸殼

1.5 再經過樣件制作和試驗驗證

輸出結果如圖1漸開線

圖1　漸開線

2、分析及試驗驗證

2.1 CFD分析思路

2.1.1 葉輪葉形選擇（鼓風機帶蝸殼計算）

已知：轉速3500，背壓200pa——800pa；

求解：葉形1風量曲線和葉形2風量曲線

結果：確定葉輪葉形

2.1.2 吹面/吹腳/除霜模式風機轉速和HVAC殼體風阻確定（鼓風機帶蝸殼計算）方法一

已知：背壓300-900pa；轉速2500-3500

求解：風量曲線

結果：根據吹面/吹腳/除霜模式HVAC總成設計風量550/300/360，來確定某一轉速下的對應背壓，作為后面HVAC總成殼體風阻的設計目標

2.1.3 HVAC總成風量和風阻設計

已知：根據2或3計算結果選擇轉速和設計風量。

求解：各段HVAC風阻總和＜設計風阻（總成風阻設計合格即總成風量設計合格）

結果：若各段HVAC風阻總和＞設計風阻

備注：如果不合可以從以下方案優化（方案一，優化各段HVAC風阻；方案二，優化風機葉輪；方案三，優化電機；方案四，綜合優化。）

2.2 漸開角對噪音的影響（表3）

表3　漸開角對噪音的影響

3、結論及展望

3.1 樹立正確的CFD分析思路

3.2 建立參數化蝸殼設計便于后期調整

3.3 漸開角5°與漸開角8°相比在低頻時噪音低4-5dB(A)，高頻時噪音相當。

參考文獻

[1] 祁大同. 離心壓縮機蝸殼型線的一種二維逆命題計算方法. 應用力學學報, 1995, 12( 3) : 33～37.

[2] Eck B. Fa ns. Fir st English Editio n. Ox fo rd: Perg amo n Press, 1973.

[3] 曹淑珍, 向水生, 葛林江. 離心風機蝸殼流場的實驗研究. 流體工程. 1990, 18( 4) : 8～12.

[4] Ay der E, Van den Br aembussche R, Br asz J J. Ex per imental and theor etical analysis of the flow in a centrifug al compr esso r volute. ASME Jo ur nal o f Tur bomachinery , 1993, 115( 3) : 582～589.

[5] 劉光宗, 徐雕. 離心式壓氣機擴壓器與蝸殼非軸對稱流場的計算與分析. 西安交大學報, 1985, 19( 6) : 77～84.

[6] 祁大同, 席光, 王尚錦. 離心通風機葉輪出口流場的實驗分析.流體工程, 1993, 21( 7) : 4～7.

[7] 姚承范, 蒯鴻亮, 朱營康等. 低噪高效風機蝸殼的研究. 流體工程, 1991, 19( 7) : 2～6.

中圖分類號：U462.1

文獻標識碼：A

文章編號：1671-7988(2016)04-58-02

作者簡介：許振華，就職于長城汽車股份有限公司技術中心。

Automotive intake system noise simulation and optimization

Xu Zhenhua, Jin Meng
（R&D Center of Great Wall Motor Company, Automotive Engineering Technical Center, Hebei Baoding 071000）

Abstract:This paper mainly introduces the automobile air conditioning fan type selection and design method of convenient and quick summarized, and the spiral involute study of the influence of the noise analysis.

Key Words:Automotive air conditioning; Blower; Volute; Noise