汽车动力总成冷却环境风洞试验方法中国汽车工程学会.docx

1、汽车动力总成冷却环境风洞试验方法中国汽车工程学会 ICS号中国标准文献分类号团 体 标 准 T/CSAE XX - 2018汽车动力总成冷却环境风洞试验方法Automotive powertrain cooling testmethod In climatic wind tunnel xxxx-xx-xx发布 xxxx-xx-xx实施中国汽车工程学会 发布由中国汽车工程学会发布的本标准，旨在提升产品研发、制造等的水平。标准的采用完全自愿，其对于任何特定用途的可用性和适用性，包括可能的其他风险，由采用者自行负责。 I目次前言 1范围 12规范性引用文件 13 术语和定义 13.1 汽车动力总成

2、1 3.2 动力总成冷却系统 14环境风洞要求 14.1总则 14.2空气温度 24.3空气湿度 24.4日照强度 24.5车速 24.6风速 24.7边界层 25试验准备 35.1试验车辆 35.2试验仪器 35.3传感器安装 45.4试验车辆安装 46测试工况及流程 46.1升温阶段 46.2暖车阶段 46.3试验阶段 47记录 68报告 6附录A（规范性附录） 试验报告样本 7附录B（规范性附录） 风洞信息表 9附录C（规范性附录） 车辆信息表 10附录D（规范性附录） 测点布置规定 12附录E（规范性附录） 城市堵车工况车速设置 14前言本标准充分考虑国内汽车使用环境条件及典型驾驶工况

3、，依据国内典型道路工况制定汽车动力总成冷却环境风洞试验标准，目的在于确定动力总成冷却系统的温度状态（包括发动机冷却液、机油、变速箱油，发动机进气等）以判断是否符合整车开发目标要求。本标准由中国汽车工程学会汽车空气动力学分会提出。本标准由中国汽车工程学会批准。本标准由中国汽车工程学会归口。本标准起草单位：中国汽车工程研究院股份有限公司、重庆长安汽车股份有限公司、华晨汽车股份有限公司、上海汽车集团股份有限公司、一汽-大众汽车有限公司、吉利汽车研究院（宁波）有限公司。本标准主要起草人：朱习加、谯鑫、石锋、路红周、于剑泽、支新亮、龙海生、李国云、石光、孟洁、夏芝安、贺晓娜、严鹏、周健、高达义、段传学。

4、本标准于2018年12月首次发布。汽车动力总成冷却环境风洞试验方法1范围本标准规定了在环境风洞中进行汽车动力总成冷却试验的标准流程；本标准适用于传统燃油乘用车。2规范性引用文件下列标准对于本文件的应用是必不可少的。凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改（不包括勘误内容）或修订版均不适用于本规范，但鼓励根据本规范达成协议的各方研究使用这些文件最新版本的可能性。GBT3730.1-2001 汽车和挂车类型的术语和定义GB/T 12542-2009 汽车热平衡能力道路试验方法GB/T 12534 汽车道路试验方法通则QC/T658-2000 汽车空调整车降温性能试验方法3术语和定义3.1汽车动力总

5、成 automotive powertrain指汽车上生成动力并将其传递至路面的一系列零部件总成，由发动机、离合器、变速器、万向节、传动轴、主减速器、差速器和驱动轮等构成。3.2动力总成冷却系统 powertrain cooling system包括发动机冷却系统、变速器冷却系统和进气增压冷却系统。4 环境风洞要求4.1总则环境风洞要求是指对风洞内空气温度、空气湿度、日照强度、车速、风速、边界层的要求。其中风洞内的空气温度、空气湿度、日照强度、车速、风速参数必须每年至少由国家认可的实验室计量标定一次，如有差异，可通过软件修正方式调整。4.2空气温度空气温度也称为干球温度,其控制范围应为20至5

6、5，控制精度为0.5。在测试过程中，应该持续监测温度并将结果记录在试验报告中（见表A.1）。测量位置应位于风洞主热交换器后到出风口之间，使用精密温度探针或RTD（电阻式温度传感器）进行测量。4.3空气湿度空气湿度的控制范围应为30%RH至85%RH，控制精度为5%RH。在测试过程中，应持续监测湿度并将结果记录在试验报告中（见表A.1）。测量位置应该靠近空气温度的测量位置并遵循相同位置标准，使用相对湿度计进行测量。4.4日照强度用于阳光模拟的灯光系统应满足整体日照区域不小于2m*5m，高度不少于1米的可调节范围，日照强度在600 W/m至1200W/m可调，控制精度在3%至5%以内。在日照范围内

7、，基准面（25cm*25cm）上的强度均匀度不大于7.5%，为此每盏灯应可独立控制与调节，以便于局部温度补偿。光源推荐采用金属卤素灯。日照光谱应尽可能接近全光谱。如若不能满足要求，应在风洞信息表中（见表B.1）记录日照光源的类型和光谱。4.5车速车速可通过底盘测功机进行控制，范围应为0 km/h至200 km/h，速度变化控制在1 km/h。4.6风速风速范围应为0 km/h至200 km/h，风速变化控制在1 km/h以内。风速测量位置应在风洞的收缩段，通过测量不同截面处的压力计算得到。风速应匹配底盘测功机转速（车速），并尽量靠近瞬态条件。4.7边界层风洞应配置边界层去除装置，且边界层风机转

8、速必须与风速同步。该信息应记录在风洞信息表中（见表B.1）。5试验准备5.1试验车辆5.1.1车辆状态5.1.1.1确认车辆状态达到设计要求，并记录车辆基本信息在车辆信息表（见表C.1）中，包括整车、发动机、变速箱、冷却系统等相关信息。5.1.1.2车辆若为新下线状态，车辆应按照GB/T 12534进行磨合，磨合里程至少为3000 km。特殊情况下，可以选择里程数超过1000 km的车辆。车辆若非新下线状态，需要检查车辆保养记录，最后一次保养后的行驶里程如超过5000 km需要更换冷却液、发动机机油、变速箱机油，其它零部件和油液更换应按照车辆使用说明书规定进行。5.1.1.3车辆应安装前牌照或

9、安装一个与前牌照尺寸相等的盖板。5.1.1.4车辆轮胎冷充气压力应符合车辆使用说明书的规定，误差不超过10 kPa。5.1.1.5试验辅料包括发动机冷却液、发动机润滑油、变速器润滑油及驱动桥润滑油，必须满足发动机、变速箱等设计要求，并按照车辆使用说明书进行加注。5.1.1.6试验车辆应按车辆总质量（GVM）进行加载，加载后需要测量前后轮轮眉离地高度并记录在车辆信息表（见表C.1）中。5.1.1.8试验前应按车辆使用说明书要求对车辆进行技术检查和保养，确定冷却系统的控制标定程序为最新状态。5.1.1.9所有电气系统由车辆内部电源提供。试验时，开启车辆所有用电系统，包括全部车灯（大灯开启远光模式）

10、、多媒体、座椅通风等。5.1.2车辆空调控制设定试验前空调性能应满足整车泄漏量、加注量试验和蒸发器抗结霜试验的要求，试验中的空调设置如下：温度：温度调节置于全冷位置鼓风机设定：风量调节置于最高档位置出风方向：出风置于吹面模式位置若干时间后切换方向进气模式：进气置于外循环位置。自动空调若初始状态为内循环模式，则可按照每次1C的方式提高设置温度，直到其转换为外循环模式；但若试验过程中自动空调自动转换成内循环则采用内循环压缩机：开5.2试验仪器试验仪器包括热电偶 、压力传感器、日光强度传感器、转速表或测速仪、多通道数据记录仪及显示仪等，仪器精度应满足表1要求。表1 试验仪器序号名称精密度1热电偶1.

11、52压力传感器2%3日光强度传感器25W/m2 4转速表1%5多通道数据采集器1%注：试验应使用标准中规定的仪器，不应使用车辆上的同类仪表代替。5.3传感器安装根据车辆结构、原理，按照表D.1的规定选择测量点并安装传感器。5.4试验车辆安装将车辆平稳驶上底盘测功机，水平放置车辆轮胎于转毂上并对中，轮胎轴线应与转毂轴线平行，安全固定车辆。6测试工况及流程6.1升温阶段调节风洞内的热环境至第一个试验工况规定值：空气温度420.5C，空气湿度405%RH，待温度、湿度稳定后再开启日照，日照强度100045W/m2。6.2暖车阶段以1005km/h的车速运行车辆至少15分钟。6.3试验阶段6.3.1

12、试验人员进入车内，按如下试验工况驾驶车辆，同时记录各测量点数据。6.3.2 预处理及放置每个试验工况开始前，应首先将环境风洞设置为该工况对应的空气温度、空气湿度及日照强度，并以100km/h的车速行驶10min以上。每个试验工况完成后，应立即停车熄火，待冷却风扇停止运行，并且各测温点温度开始下降后，该工况试验终止。6.3.3 试验工况以下工况代表的是全国范围内，对汽车动力总成冷却性能要求最高的几条道路及对应气候环境。各单位在使用过程中可根据自身情况进行选取。表2 试验工况序号工况名称空气温度(C)空气湿度(%RH)日照强度(w/m)车速(km/h)爬坡度(%)行驶时间(min)行驶距离(km)

13、1高速行驶424010001401030-2高速爬坡一(吐鲁番三道岭)4210210001302.0-183高速爬坡二(吐鲁番大河沿)4210210001003.3-194高原爬坡3(川西海子山)28301200604.9-19.15低速爬坡一(重庆南山)42401000428.2-3.86低速爬坡二(重庆黑山谷)42401000428.1-8.27低速爬坡三(重庆方斗山)42401000406.3-14.58城市堵车一(长沙市区)42401000见表E.1015-9城市堵车二(重庆市区)42401000见表E.2018-备注：1 在目前国内高速公路最高限速120km/h的前提下，高速行驶工况

14、车速暂定为140km/h；如国内高速公路最高限速出现变化，各单位可根据实际情况调整该车速定义.2 高速爬坡工况相对湿度10%是根据道路实际测试数据及气象统计数据给出的建议值，如环境风洞在实际使用中实现存在困难，可提高相对湿度的设定值。但需考虑相对湿度提高后空调热负荷增加对动力总成冷却性能的影响.3 高原爬坡工况气压在0.50.6atm之间。目前环境风洞通常不能模拟气压的变化，因此试验时需注意气压降低对冷却系统性能的影响，并根据实际情况对结果进行修正。6.3.4 变速器挡位选取6.3.4.1 对于搭载手动变速器的车辆，以及搭载具备手动模式自动变速器的车辆：应选择最可能满足车速要求的档位，在此基础

15、上：如果有两个档位均可能满足车速要求，则选择一般驾驶员更可能选择的档位；如果这两个档位驾驶员选择的可能性相当，则在满足以发动机转速要求的前提下，选择性能更恶劣的档位。表3 最大发动机转速发动机最大功率及扭矩发动机转速要求100kw且200Nm100kw或200Nm150kw或250Nm3500rpm6.3.4.2 对于搭载自动变速器的车辆：档位由变速器自动决定，但如果出现档位搜寻(即1km行驶路程中出现4次以上变档)，则手动将其锁定在较低档位。6.3.5 车速设置如果测试车辆最高车速小于175km/h，则可将高速行驶工况的车速设置为最高车速乘以0.8。如果通过调整变速器档位仍不能满足工况中对于

16、车速的要求，则允许车速降低至能够达到的稳定车速。其中，对于搭载自动变速器的车辆，可以将车速上下调整10km/h以获得一个稳定的测试条件。7记录记录环境风洞的相关信息（见表B.1)；记录试验车辆的相关信息（见表C.1）。8报告试验报告应由试验负责人编写。试验报告的内容见表A.1。附录A（规范性附录）试验报告样本表A.1 试验报告样本试验名称 试验对象试验时间试验人员试验报告编制人员试验报告校核人员试验报告审核人员试验目的试验仪器、设备汽车环境风洞：测试仪器：数据采集系统：试验地点试验环境空气温度（）： 空气湿度（%RH）：日照强度（W/m）： 数据记录频率1秒试验标准试验内容试验结果1、风险点汇

17、总工况测点工况1工况2工况3工况4限值测点1测点22、测点时间历程曲线图汇总结果分析报告附件附件1：风洞信息表（见表B.1），包括空风洞照片及试验车辆安装在风洞中的实际照片附件2：车辆信息表（见表C.1）附录B（规范性附录）风洞信息表表B.1 风洞信息表风洞名称所属公司地点启用时间基本参数喷口面积（m2） 风速范围（km/h）温度范围（）温度均匀性湿度范围（%RH）湿度均匀性光源类型光源光谱是否使用侧边光源侧边光源位置日照强度范围（W/m）是否使用边界层去除装置是否使用地面辐射装置/底盘测功机参数驱动形式驱动力范围速度范围（km/h）转毂直径（m）附录C（规范性附录）车辆信息表表C.1 车辆信

18、息表整车样车名称样车阶段生产厂家生产日期VIN码整备质量（kg）样车颜色(内/外)车辆长宽高(mm)驾驶形式门的数量玻璃类型玻璃贴膜转向形式驱动形式车身形式悬架形式制动形式座位数空调系统总成试验前已行驶里程 （km）车辆加载后前后轮轮眉离地高度（m）LF: RF: RL: RR: 发动机发动机型号（是否带增压）发动机排量（L）机油型号冷却液型号/用量（L）缸数气门数额定功率（kW）最大扭矩（Nm）发动机生产厂家变速箱变速箱型号变速箱油型号/用量 （L）变速箱类型冷却系统节温器生产厂家型号初开、全开温度 （）散热器生产厂家结构型式及尺寸 （mm）换热量（kW）冷凝器生产厂家结构型式及尺寸（mm）

19、换热量（kW）中冷器生产厂家结构型式及尺寸（mm）换热量 （kW）油冷器生产厂家结构型式及尺寸（mm）换热量（kW）冷却风扇生产厂家风量（m/h）功率 （W）附录D（规范性附录）测点布置列表表D.1 测点布置列表序号参数传感器安装位置说明1环境温度见4.2规定?必测2环境相对湿度见4.3规定?必测3日照强度见4.4.1规定必测4主油道机油温度机油标尺末端处必测5油底壳机油温度a油底壳放油螺栓处必测6发动机出水温度发动机出水管中心处必测7发动机进水温度发动机进水管中心处必测8变速器润滑油温度变速器进油管中心处b必测9驱动桥润滑油温度驱动桥油底壳内c必测10助力转向润滑油温度位于助力转向润滑油储油

20、罐内d必测11发动机舱空气温度发动机前、后、左、右、上、下的中间位置及发动机舱温度最高处（一般在排气歧管位置）选测12格栅处进气口空气温度位于管道中心必测13空滤器入口空气温度必测14空滤器出口空气温度必测15增压器出口空气温度必测16中冷器进口空气温度必测17中冷器出口空气温度必测18节气门前进气温度必测19冷凝器进风温度最少9点，位于冷凝器前面平均分配、正对进风方向必测20中冷器进风温度最少3点，位于中冷器前面平均分配、正对进风方向（风冷式）必测21发动机散热器进风温度最少9点，位于散热器前面平均分配、正对进风方向必测22发动机散热器出风温度最少9点，与散热器进风温度测点对应必测23发动机

21、排气温度（歧管）/选测24发动机排气温度（尾管）/选测25外循环空调进风温度见QC/T 658-2000规定监测26内循环空调进风温度监测27左侧仪表盘出气口温度监测28左中仪表盘出气口温度监测30右中仪表盘出气口温度监测31右侧仪表盘出气口温度监测32左前方呼吸平面温度监测33右前方呼吸平面温度监测34左后方呼吸平面温度监测35右后方呼吸平面温度监测36压缩机排气压力压缩机高压端加注口处必测37压缩机吸气压力压缩机低压端加注口处必测38压缩机离合器电压/必测39发动机风扇电压/必测40鼓风机电压/必测41鼓风机电流/必测42发动机转速/必测43发动机冷却风扇转速/必测a 取主油道机油温度和油

22、底壳机油温度中温度高者作为发动机机油温度。b 有单独分动器的应在分动器内安装温度传感器，以变速器润滑油温度和分动器润滑油温度高者作为变速器润滑油温度。c 根据总成结构、原理尽可能将传感器置于其温度最高处，试验时温度传感器应完全浸入润滑油中，在不碰到旋转部件的前提下远离壳体30mm以上。d只针对液压助力的转向系统。附录E（规范性附录）城市堵车工况车速设置 城市堵车一（长沙市区）示意图和速度见图E.1和表E.1。图E.1 城市堵车工况一（长沙市区）车速示意图表E.1 城市堵车工况一（长沙市区）车速表 城市堵车二（重庆市区）示意图和速度见图E.2和表E.2。图E.2城市堵车工况二（重庆市区）车速示意图表E.2 城市堵车工况二（重庆市区）车速表