造霜方式对汽车风窗玻璃除霜性能试验结果的影响分析

梅铮，伊虎城，牟连嵩，张建凯，焦鹏飞

（中国汽车技术研究中心，天津 300399）

在按照《GB 11555-2009 汽车风窗玻璃除霜和除雾系统的性能和试验方法》进行除霜试验时发现，在造霜过程中高压气体造成的水以雾状喷射出去，在碰到前挡风玻璃后会有部分水雾反弹，尤其在对前挡风玻璃的边缘造霜时，这种反弹造成的水雾流失更加明显，进而会使得实际落在前挡风玻璃上的水量小于按照标准进行的计算值。初步分析流失的水量可能会对除霜试验结果产生影响，因此设计本试验。第一次试验在造霜时，不使用任何物品来阻挡水雾，任由其自然流失。第二次造霜过程中使用塑料挡板造成水雾的二次反弹，来减小水量的流失，其它步骤按照标准与第一次试验保持一致。

试验在整车环境模拟试验室内进行，环境温度设置为-18℃，两次试验开始前均对风窗玻璃的外表面用含甲醇的酒精或类似去污剂彻底清除油污，干燥后，用3%～10%的氨水擦拭，待干后再用干棉布擦拭；该试验车的最大功率转速为5600rpm，变速器空挡时的发动机转速不超过最大功率转速的50%，因此本试验发动机转速采用2800rpm；环境舱内空气流速水平分量低于2.2米/秒；汽车蓄电池应处于充满状态；整个试验期间，除霜系统的温度控制器和风量开关应设定到“最大”位置，送风控制器应设置到“全除霜”位置，循环风控制器设定为外循环，试验期间不使用雨刮器；试验期间除加热和通风系统的进、出口外，发动机罩，车门和其他通风口等均应关闭。

造霜设备为天赋ZYD416重力式喷枪，具体参数如下：

表1 造霜设备参数表

试验流程：试验车进入环境舱内后熄火，在试验温度下进行低温浸泡，直至发动机冷却液、润滑剂等温度确认已稳定在试验温度时，即可进行下一步。经测量计算，该车辆的风窗面积为14000cm3，按照标准中的计算方法可得到实际喷水量为 620ml，为防止水温过低将喷枪的喷空堵塞，因此每次试验的水温保持在70℃左右。利用高压重力式喷枪将水均匀地喷射到玻璃外表面，形成均匀的冰层，如下图所示：

图1 第一次喷射完成后形成冰层图

图2 阻挡式造霜a

形成冰层，汽车在低温室内停放40min，然后2名试验人员进入车内。试验准备完毕后起动发动机，同时开启除霜系统，即为试验开始时刻，进行计时，试验过程中维持发动机转速在2800rpm。试验开始后，试验人员每隔5min在风窗玻璃内表面上描出除霜面积轮廓图[3]。两次试验的过程保持一致，在第二次试验时，使用30cm高的挡板进行阻挡式造霜，防止水分落在除挡风玻璃外其他区域，如下图2、3所示：

图3 阻挡式造霜b

第二次造霜结果如下图所示：

图4 第二次喷射完成后形成冰层图

试验数据对比分析，首先对两次试验的除霜风口和暖风进、出水温度值进行分析，对比图如下所示：

图5 两次试验除霜风口温度随时间变化曲线

图6 两次试验暖通进、出水温差随时间变化曲线

通过对比两次除霜风口温度和暖风进、出水温差的变化趋势和数值，能够确定两次试验的前提是一致的，不存在除造霜方式外的其他因素对结果产生的影响。在车辆启动后开始计时，每5min进行一次除霜痕迹画线。

试验结束后对两次除霜痕迹利用硫酸纸进行移印，并拍照进行对比，如下图：

图7 两次除霜试验痕迹图

其中黑色标1的为第一次试验痕迹，蓝色标2的为第二次试验痕迹。对比两次试验结果可以显著的发现：在保证除霜风口和发动机转速一致的前提下，增加挡板后的造霜方式对除霜效果几乎没有什么影响，两次试验结果保持高度一致。

结论

在按照《GB 11555-2009 汽车风窗玻璃除霜和除雾系统的性能和试验方法》进行除霜试验过程中，由于高压空气冲击而流失的水量对除霜性能试验的结果几乎没有影响。

[1] GB 11555-2009,汽车风窗玻璃除霜和除雾系统的性能和试验方法[S].

[2] GB_T 28958-2012,乘用车低温性能试验方法[S].

[3] GB_T 24552-2009,电动汽车风窗玻璃除霜除雾系统的性能要求及试验方法[S].