公路客车空调出风口布置浅析

(整期优先)网络出版时间:2021-09-15
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公路客车空调出风口布置浅析


黄玫瑰 王伟明 黄伟建 江艳红

(柳州五菱汽车工业有限公司,广西 柳州 545007)


摘 要:在公路客车上,空调系统是汽车舒适度感知的重要配置之一,而出风口作为空调系统连接乘客端的终端窗口,位置的设计布置显得尤为重要,文章通过长期设计经验及乘坐体验,对客车出风口的位置布置进行了简要分析。

关键词:客车;空调;出风口;风量


Analysis On The Layout Of Air-conditioning Outlets Of Road Bus

huangmeigui

(Liuzhou Wuling Motors Co.,Ltd, Guangxi,Liuzhou,545007)

Abstract: The air conditioning system is one of the most important configuration for the comfort perception of the bus. As the terminal window for the air conditioning system to connect the passenger side, the design and layout of the air outlet is particularly important. Based on the long-term design experience and riding experience, this paper briefly analyzes the location and layout of the air outlet of the bus.

Key words: Bus; Air conditioner;Air outlet;Air volume



0引言

客车空调系统是客车舒适性感知的重要配置之一,一个空调系统除了机械主机部分外,还有风道和出风口等送风导风出风系统。一个系统功能的完整性是是各个环节相互协作的,因此一台车的空调系统是否满足使用需求,除了主机功率,还会受限于导风系统的设计。一般的,内饰设计造型已经决定了空调风道的外部结构,也会对风道内部设计有限制,因此造型一旦确定后,空调出风口的布置对空调系统的最终效果决定性作用。本文以五菱S100轻型客车为实际案例,对如何设计布置空调出风口进行简要分析。



1 空调出风口的布置

车厢内出风口一般分两种,一种是成员区可调节式出风口,方便乘员自由调节风向,风量,是直接对向乘客和驾驶员吹风的出风口,可调式出风口一般与每个座位都一一对应(最后一排座椅除外,下同),以便照顾到车厢的每一个成员;另一种是常开出风口,常开出风口的作用有两个,一是是增加整体出风量,保证车厢整体舒适度,二是为了避免可调式出风口全部关闭时,空调依然工作的情况下无法出风,导致空调结霜,影响空调正常使用。因此,我们在设计时,优先考虑好成员区可调式出风口布置设计,后布置常开出风口。通常的,对于可站立的公交车,因为成员较多且位置不固定,除了在座位一一对应可调节式出风口外,常开出风口可多布置一些,出风口总面积可达到风道截面积的约2倍,对于轻型客车,商旅车或者不可站立的公交车等,则常开出风口则可根据需求略少布置,以保证可调节出风口的风量和风速,遵循一般的原则,出风口总出风面积应大于等于风道截面。

    1. 可调节式出风口布置

可调节式出风口布置在乘客座椅上前方,以便为乘员提供出风,是与座椅布置相关联的。以五菱S100公路客车为例,17座高一级座椅布置,乘客门位于车辆前方,每排座椅上前方都布置了一组可调节式出风口,司机上方也会布置一组,一般的,司机区域会多布置出风口,给司机提供更舒适的驾驶环境。除此之外,为设计美观,避免大面积留白,乘客门上方也会布置一组可调节式出风口,如图1-1所示,图中,两个圆圈代表一组可调节式出风口。

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1-1 可调节式出风口布置案列





1.2 常开式出风口布置

6141a45ed2d30_html_c1fed1c5a6f5cd57.png 开式出风口是空调系统的重要组成部分,除加大出风量外,还负责保持车厢温度及防止空调冷凝结霜的作用。一般的,常开出风口布置在车厢两侧,对向布置,共同往车厢中部吹风,如图1-2,一些大中型客车还会往侧窗玻璃方向布置出风口,本文以轻型客车为例说明。







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1-2 常开式出风口位置




S100常开出风口布置见图1-3,注意,因空调回风口是把车内空气吸出,在空调回风口位置,应避免布置常开出风口,需留白处理。


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1-3 对向过道常开出风口布置




五菱S100为轻型客车,为造型美观,常开出风口除了按常规布置外,出风口设计为隐藏式,如图1-4。


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1-4 隐藏式常开出风口结构示意





2 空调出风口风速的设定

空调出风口风速和风量直接影响到乘员的舒适体验,风速过高,对乘员造成干扰,风速过低成员感受不到出风,一般的,能让乘员感受舒适的风速在4~6m/s之间。在理想状态下(送风过程风量无损失),最大风速=空调额定出风量/出风面积。空调额定制风量受空调选型的限制,在开发阶段已经确认,五菱S100公路客车空调额定制风量为0.97m³/s,在后面的计算中均以此数据为计算基础。

在后续的设计布置中,我们还需要对可调出风口和常开出风口进行设计选型,因此需要提前计算确认好出风面积,才能有效选型和布置出风口。为使得后期空调达到最佳效果,在计算时以最大风速为计算基础,计算方法如下:

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以此公式计算出出风口面积最小为0.162㎡,计算出出风口最小面积之后,同时根据前面的出风口数量布置,我们就可以根据这个数值去选型出风口了。一般的,因为空调出风不会都按最高风速去设定,所以在出风口选型的时候可以把出风口总面积适当放大,如按5m/s

风速计算出出风口面积为0.194㎡,也是在合理范围内。


3 空调出风口的选型设计

在出风口面积计算确定后,我们就可以对出风口进行选型或者设计了。在中大型客车上,为减少开发成本,一般都是直接借用市场成熟产品直接装配,即选型,而在轻型客车上,为配合造型需求,出风口也会考虑重新开发,凸显自身特色。常见的可调出风口类型见图3-1。

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3-1 常见可调出风口类型




3.1 可调式出风口选型设计

以五菱S100客车为例,在出风口风速设计章节已经计算出出风口面积最小为0.162㎡,而常开出风口数量为24个,计算出来每个出风口面积0.00675㎡,但因为还要留出一定的面积给常开出风口,因此在设计选型的时候,单个常开出风口面积应小于0.00675㎡。五菱S100公路客车内饰是全新开发,出风口也为全新开发,如图3-2,单个可调节式出风口面积为0.003257㎡,满足设计需求。

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3-2 五菱S100可调节式出风口




3.2 常开出风口选型设计及数量设定

当可调式出风口设定完成之后,则可根据造型和空调选型的情况,还有剩余可使用出风面积来确定常开出风口的数量。具体计算方法为:

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其中:6141a45ed2d30_html_3d6daf2aab513497.gif ——风道截面积;

6141a45ed2d30_html_211b618060caf596.gif ——单个可调节式出风口面积;

6141a45ed2d30_html_7c35224bef801d1d.gif ——可调节式出风口数量;

6141a45ed2d30_html_887c44f29ba48da2.gif ——单个常开出风口面积;

6141a45ed2d30_html_c04d62cf0c669686.gif ——常开出风口数量;

在实际情况中,常开出风口因为造型原因还会出现不同位置形状不同的情况,在计算时根据实际情况累加不同类型出风口面积。6141a45ed2d30_html_328cd8b8dde73cd1.gif6141a45ed2d30_html_5628fc91591fd170.gif 需要根据车内风道长度,空调回风口尺寸等共同确定。

单个常开出风口面积6141a45ed2d30_html_328cd8b8dde73cd1.gif 通常在选型时已经确定,这时候就可以根据上述公式计算出常开出风口数量。若计算出常开出风口数量过多而无法布置,则需要考虑加大可调节式出风口出风面积。

另外,常开出风口的设定通常不能直接吹向乘员,常开出风口直接正压在风道表面,会垂直于风道安装面出风,但受限于风道造型的原因,有时候会出现常开出风口直接对向乘员的情况,这时候就需要在选型或者设计时考虑改变常开出风口的导风方向,是常开风口风向为吹过道或斜向上出风,如图3-3所示。



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3-2 改变常开出风口出风方向,避免直吹乘员






4 结束语

随着汽车行业的不断进步与发展,客车内饰的设计和材料使用也得到了不断的更新和进步,在未来的发展潮流中,客车内饰还需要紧跟行业步伐,往更舒适、更美观的方向继续努力,以适应越来越严格和苛刻的市场需求。



参考文献:

[1] 姚远.公路客车风道出风口的设计与布置[C].中国客车学术论文集2019