造霜方式對汽車風窗玻璃除霜性能試驗結果的影響分析

梅錚，伊虎城，牟連嵩，張建凱，焦鵬飛

（中國汽車技術研究中心，天津 300399）

在按照《GB 11555-2009 汽車風窗玻璃除霜和除霧系統的性能和試驗方法》進行除霜試驗時發現，在造霜過程中高壓氣體造成的水以霧狀噴射出去，在碰到前擋風玻璃后會有部分水霧反彈，尤其在對前擋風玻璃的邊緣造霜時，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玻璃上的水量小于按照標準進行的計算值。初步分析流失的水量可能會對除霜試驗結果產生影響，因此設計本試驗。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，其它步驟按照標準與第一次試驗保持一致。

試驗在整車環境模擬試驗室內進行，環境溫度設置為-18℃，兩次試驗開始前均對風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速為5600rpm，變速器空擋時的發動機轉速不超過最大功率轉速的50%，因此本試驗發動機轉速采用2800rpm；環境艙內空氣流速水平分量低于2.2米/秒；汽車蓄電池應處于充滿狀態；整個試驗期間，除霜系統的溫度控制器和風量開關應設定到“最大”位置，送風控制器應設置到“全除霜”位置，循環風控制器設定為外循環，試驗期間不使用雨刮器；試驗期間除加熱和通風系統的進、出口外，發動機罩，車門和其他通風口等均應關閉。

造霜設備為天賦ZYD416重力式噴槍，具體參數如下：

表1 造霜設備參數表

試驗流程：試驗車進入環境艙內后熄火，在試驗溫度下進行低溫浸泡，直至發動機冷卻液、潤滑劑等溫度確認已穩定在試驗溫度時，即可進行下一步。經測量計算，該車輛的風窗面積為14000cm3，按照標準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，汽車在低溫室內停放40min，然后2名試驗人員進入車內。試驗準備完畢后起動發動機，同時開啟除霜系統，即為試驗開始時刻，進行計時，試驗過程中維持發動機轉速在2800rpm。試驗開始后，試驗人員每隔5min在風窗玻璃內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玻璃外其他區域，如下圖2、3所示：

圖3 阻擋式造霜b

第二次造霜結果如下圖所示：

圖4 第二次噴射完成后形成冰層圖

試驗數據對比分析，首先對兩次試驗的除霜風口和暖風進、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口溫度和暖風進、出水溫差的變化趨勢和數值，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果產生的影響。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1的為第一次試驗痕跡，藍色標2的為第二次試驗痕跡。對比兩次試驗結果可以顯著的發現：在保證除霜風口和發動機轉速一致的前提下，增加擋板后的造霜方式對除霜效果幾乎沒有什么影響，兩次試驗結果保持高度一致。

結論

在按照《GB 11555-2009 汽車風窗玻璃除霜和除霧系統的性能和試驗方法》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果幾乎沒有影響。

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

[2] GB_T 28958-2012,乘用車低溫性能試驗方法[S].

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