造霜方式對汽車風(fēng)窗玻璃除霜性能試驗結(jié)果的影響分析

梅錚，伊虎城，牟連嵩，張建凱，焦鵬飛

（中國汽車技術(shù)研究中心，天津 300399）

在按照《GB 11555-2009 汽車風(fēng)窗玻璃除霜和除霧系統(tǒng)的性能和試驗方法》進行除霜試驗時發(fā)現(xiàn)，在造霜過程中高壓氣體造成的水以霧狀噴射出去，在碰到前擋風(fēng)玻璃后會有部分水霧反彈，尤其在對前擋風(fēng)玻璃的邊緣造霜時，這種反彈造成的水霧流失更加明顯，進而會使得實際落在前擋風(fēng)玻璃上的水量小于按照標(biāo)準(zhǔn)進行的計算值。初步分析流失的水量可能會對除霜試驗結(jié)果產(chǎn)生影響，因此設(shè)計本試驗。第一次試驗在造霜時，不使用任何物品來阻擋水霧，任由其自然流失。第二次造霜過程中使用塑料擋板造成水霧的二次反彈，來減小水量的流失，其它步驟按照標(biāo)準(zhǔn)與第一次試驗保持一致。

試驗在整車環(huán)境模擬試驗室內(nèi)進行，環(huán)境溫度設(shè)置為-18℃，兩次試驗開始前均對風(fēng)窗玻璃的外表面用含甲醇的酒精或類似去污劑徹底清除油污，干燥后，用3%～10%的氨水擦拭，待干后再用干棉布擦拭；該試驗車的最大功率轉(zhuǎn)速為5600rpm，變速器空擋時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速不超過最大功率轉(zhuǎn)速的50%，因此本試驗發(fā)動機轉(zhuǎn)速采用2800rpm；環(huán)境艙內(nèi)空氣流速水平分量低于2.2米/秒；汽車蓄電池應(yīng)處于充滿狀態(tài)；整個試驗期間，除霜系統(tǒng)的溫度控制器和風(fēng)量開關(guān)應(yīng)設(shè)定到“最大”位置，送風(fēng)控制器應(yīng)設(shè)置到“全除霜”位置，循環(huán)風(fēng)控制器設(shè)定為外循環(huán)，試驗期間不使用雨刮器；試驗期間除加熱和通風(fēng)系統(tǒng)的進、出口外，發(fā)動機罩，車門和其他通風(fēng)口等均應(yīng)關(guān)閉。

造霜設(shè)備為天賦ZYD416重力式噴槍，具體參數(shù)如下：

表1 造霜設(shè)備參數(shù)表

試驗流程：試驗車進入環(huán)境艙內(nèi)后熄火，在試驗溫度下進行低溫浸泡，直至發(fā)動機冷卻液、潤滑劑等溫度確認已穩(wěn)定在試驗溫度時，即可進行下一步。經(jīng)測量計算，該車輛的風(fēng)窗面積為14000cm3，按照標(biāo)準(zhǔn)中的計算方法可得到實際噴水量為 620ml，為防止水溫過低將噴槍的噴空堵塞，因此每次試驗的水溫保持在70℃左右。利用高壓重力式噴槍將水均勻地噴射到玻璃外表面，形成均勻的冰層，如下圖所示：

圖1 第一次噴射完成后形成冰層圖

圖2 阻擋式造霜a

形成冰層，汽車在低溫室內(nèi)停放40min，然后2名試驗人員進入車內(nèi)。試驗準(zhǔn)備完畢后起動發(fā)動機，同時開啟除霜系統(tǒng)，即為試驗開始時刻，進行計時，試驗過程中維持發(fā)動機轉(zhuǎn)速在2800rpm。試驗開始后，試驗人員每隔5min在風(fēng)窗玻璃內(nèi)表面上描出除霜面積輪廓圖[3]。兩次試驗的過程保持一致，在第二次試驗時，使用30cm高的擋板進行阻擋式造霜，防止水分落在除擋風(fēng)玻璃外其他區(qū)域，如下圖2、3所示：

圖3 阻擋式造霜b

第二次造霜結(jié)果如下圖所示：

圖4 第二次噴射完成后形成冰層圖

試驗數(shù)據(jù)對比分析，首先對兩次試驗的除霜風(fēng)口和暖風(fēng)進、出水溫度值進行分析，對比圖如下所示：

圖5 兩次試驗除霜風(fēng)口溫度隨時間變化曲線

圖6 兩次試驗暖通進、出水溫差隨時間變化曲線

通過對比兩次除霜風(fēng)口溫度和暖風(fēng)進、出水溫差的變化趨勢和數(shù)值，能夠確定兩次試驗的前提是一致的，不存在除造霜方式外的其他因素對結(jié)果產(chǎn)生的影響。在車輛啟動后開始計時，每5min進行一次除霜痕跡畫線。

試驗結(jié)束后對兩次除霜痕跡利用硫酸紙進行移印，并拍照進行對比，如下圖：

圖7 兩次除霜試驗痕跡圖

其中黑色標(biāo)1的為第一次試驗痕跡，藍色標(biāo)2的為第二次試驗痕跡。對比兩次試驗結(jié)果可以顯著的發(fā)現(xiàn)：在保證除霜風(fēng)口和發(fā)動機轉(zhuǎn)速一致的前提下，增加擋板后的造霜方式對除霜效果幾乎沒有什么影響，兩次試驗結(jié)果保持高度一致。

結(jié)論

在按照《GB 11555-2009 汽車風(fēng)窗玻璃除霜和除霧系統(tǒng)的性能和試驗方法》進行除霜試驗過程中，由于高壓空氣沖擊而流失的水量對除霜性能試驗的結(jié)果幾乎沒有影響。

[1] GB 11555-2009,汽車風(fēng)窗玻璃除霜和除霧系統(tǒng)的性能和試驗方法[S].

[2] GB_T 28958-2012,乘用車低溫性能試驗方法[S].

[3] GB_T 24552-2009,電動汽車風(fēng)窗玻璃除霜除霧系統(tǒng)的性能要求及試驗方法[S].