某车型暖风芯体流水声问题分析及解决.docx

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某车型暖风芯体流水声问题分析及解决

赵熊彭素娟张佑明张川李莹

重庆长安汽车股份有限公司研究总院，重庆401120

摘要：

某车型冷却系统在开发过程中出现暖风芯体流水声，通过对水循环回路、暖风芯体、发动机方面进行分析，查明流水声问题的原因，提出改进措施并对改进后的措施进行验证。

关键词：

冷却系统；流水声；分析；改进；验证

中图分类号：

U463.851 文献标识码：

A文章编号：

1671-5519（2017）09-0292-02

abstract:

Duringacar'sdeveIopmentprocess,wecanhearthesoundofwaterinthewarmairheaterofcooIingsystem.ThroughthewatercircuIationIoop,thewarmairheaterandenginewereanaIyzed,andfoundoutthecauseoftheprobIemofthesoundofwater,putforwardtheimprovementmeasuresandthenvaIidatetheimprovedmeasures。

Keywords:

cooIingsystem;soundofwater;anaIyze;improve

通过试验，连接透明管观察，增压器造成冷却液蒸发,产生大量水蒸气，通过增压器回水管带入系统。

如今，汽车在家庭消费中越来普及，消费者对汽车品质要求也越来越高，并且已经完全不满足简单的代步功能，而对汽车的品质感有更高的诉求。

简单点说，消费者不光需要一辆动力性强的汽车，更希望它是一辆安静舒适的汽车，而车内噪音是给消费者最直接，最表面的感受。

有统计资料显示，整车约1/3的质量问题是和车辆的噪音问题有关，而各大公司有近1/5的研发费用消耗在解决车辆的噪音问题上,使车辆噪音越来越备受汽车企业重视。

车辆噪音分车内噪音和车外噪音。

车内噪音是汽车设计时应避免的问题，因为它将直接影响乘员乘坐舒适性。

本文通过对某车型车内空调出现咕噜咕噜流水声问题进行分析，找出问题原因，制定整改方案，并实车验证整改方案的有效性，彻底解决流水声问题，并为汽车前期设计提供参考，提升车辆NVH性能。

1问题描述

某车型在怠速冷启动及急加油门工况下，冷却系统的暖风芯体发出“咕噜咕噜”流水声。

乘员舱内感受明显，严重影响驾乘感受。

2原因分析

导致流水声的原因是因为暖风芯体中存在气体，当水流动时而产生咕噜咕噜流水声。

而暖风芯体气体的存在原因只有是整个冷却系统中产生了气体，而气体无法排出，气体跟随水循环至暖风芯体产生噪音。

通过连接透明管观察，证实冷却系统中确实存在气体：

在发动机停机后，大量气体停留在系统管路中无法排出;冷车启动时，气体循环至暖风芯体中,产生流水声。



2.1冷却系统气体产生原因分析

某车型冷却系统水循环原理如下图：

该车型发动机以水冷却，发动机运转时，水泵随之旋转，提高了冷却水的压力，促使冷却水强制循环。

循环的冷却水带走了发动机缸体的热量；当冷却水温度未达到节温器的开启温度时，冷却水通过水循环管，直接从水泵重新进入缸体。

当冷却水温达到节温器开启温度时，节温器阀门关闭了小循环管的旁通水路，冷却水将穿过节温器流入散热器上水室，热水经过风扇吸过的空气流冷却，冷却后的冷却水留到散热器下水室，经水泵再泵入缸体重新参加冷却循环。

当打开车上暖风装置时，在冷却系统压力的作用下，部分热水从节温器引出，进入暖风芯体，在暖风机风扇的作用下，流经暖风芯体的冷却水所带的热量，被暖风机风扇吹出的风带走，热风经过送风管吹到风窗进行除霜或从风口吹出供驾驶室取暖。

由暖风芯体冷却后的冷却水，经过水管返回水泵，重新参加循环。

该车型发动机为增压发动机，增压器由于是发动机排出的废气驱动且安装在发动机排气一侧，因此增压器的温度很高，所以此处又增加了冷却水循环，冷却水由节温器流入，然后排出至水泵。

由以上水循环走向可知，在冷却发动机及增压器时，冷却水会因为水温达到沸点而气化，从而产生大量水蒸汽。

2.2冷却系统中水循环存气原因分析

通过对该车型发动机冷却系统水循环水路分析，冷却液中存在混杂的气体原因有三：

一是增压器排气失效二是蓄水瓶气液分离效果较差，导致管路中存在混杂气体；三是冷却系统中存在局部高点存气，导致气体无法排出。

2.2.1增压器排气效果排查

对增压器排气管进行压力测试，从下表压力测试结果可看出，发动机在启动后，当转速低于3500r/min时P2的压力大于P1的压力，增压器产生的水蒸汽不能通过排气管排出，增压器排气管没有起到排气的作用。

对增压器冷却水循环分析发现增压器进水来自节温器，冷却水水温较高，经过增压器时极其容易达到沸点，从而产生大量气体，同时又由于发动机转速低于3500r/min时，水泵转速低，水压低，从而导致增压器产生的水蒸汽无法排出。

2.2.2蓄水瓶气液分离效果差原因分析

对蓄水瓶单体排气测试后，发现该车型蓄水瓶排气能力较差，蓄水瓶的内部分腔结构较少，且无气液分离路径结构。

2.2.3冷却系统中局部高点存气排查

通过解析HVAC,发现暖风芯体出水管口布置于水室中部,

4.3暖风芯体排气解决方案

将暖风芯体出管位置调整至水室上方，当水室上方充满冷却液时，使气体不能残留在暖风芯体内部。

5试验验证

将之前理论分析的解决方案采用实车改制逐一验证，验

n——埒压器排气言进口压力

P2—埒压器排气董出口压力

序号

方案

验证效果

方案1

更改暖风芯体，将出水口位置调整至顶部

声音变小，但未消除

方案2

更改增压器冷却水循环，更改为水泵上取水，回水直接回到节温器

声音较小，改善明显

方案3

更换气液分离效果较好的蓄水瓶，

声音较小，但未消除

方案4

方案1、方案2、方案3结合验证

声音消除

最终将更改增压器冷却循环、蓄水才

f瓦结构优化方案和更

证方案及验证效果如表所示O

P4—补液表回发动

机进水管处压力

3问题原因总结

暖风芯体水循环过程中增压器产生的气体无法通过增压器排气管正常排出，且排出气体在蓄水瓶中不能完全进行分离，并在暖风芯体留下气体，导致乘员舱产生了水流咕噜声，影响驾乘感。

4改进措施

4.1更改增压器水循环，以提高增压器排气效果

增压器进水由原来节温器改为水泵，增压器回水由原来水泵改为节温器，取消原增压器与水泵之间的排气管。

增压器排气通过节温器排气管排气。

改暖风芯体出管位置结合实施，该车型冷却系统经过本次整改后重新进行了多轮可靠性道路试验验证，未出现流水声问题。

6结论

因冷却增压器会产生水蒸汽，增压器的冷却水由水泵进入，节温器出更利于增压器产生的冷却液蒸发气体的排气。

同时由于增压器的原因使得对冷却水循环中的排气要求更高，其中蓄水瓶作为水循环中唯一的气液分离部件，排气结构的设计更为重要。

另外暖通芯体出管位置设计同样避免水循环过程中存气。

因暖风芯体位于乘员舱，其出现水流声将直接影响车辆乘坐舒适感，在前期设计时应主动考虑避免此问题。

参考文献

[1]朱仙鼎.内燃机设计手册[M].上海：

上海科学技术出版社,2000.

[2]周涕麟，李树琨.汽车噪音原理、检测与控制[M].北京：

中国环境科学出版社,1995.

[3]庞剑，谣刚，何华.汽车噪声与振动理论与应用[M],北京：

北京理工大学出版社,2006.

[4]Watson,N,Janota.M.S.Turbochargingtheinternalcombustionengine[M].北京：

中国铁道出版社,1990.

[5]唐林辉.冷却系统工作原理及零部件开发设计[J].科技资讯,2014（02）:

81-82.

4.2优化蓄水瓶结构，提高液态分离效果

增加蓄水瓶分腔和孔洞，使水蒸汽走“迷宫”，增加了气液分离路径，使气液分离更彻底。