本发明涉及车辆空调系统,具体涉及一种国标车辆空调系统转欧标的设计分析方法及设计系统。
背景技术:
1、自2017年1月1日起,制冷剂环保法规规定:在欧洲境内生产及销售车辆禁止使用gwp>150的制冷剂,当时使用的主流冷媒为r134a,其gwp为1300。这意味着从2000年取代了r12并使用了17年的汽车空调系统制冷剂r134a即将面临淘汰。r1234yf作为r134a的替代制冷剂之一,其gwp仅为4,odp为0,完全满足环境保护对汽车制冷剂提出的要求。
2、随着全球化的融合趋势,和中国汽车工业的发展,中国车企已不再局限于满足国内主要客户需求,中国汽车出口量逐年递增。而目前国内使用的冷媒仍为r134a,国内大部分车型空调系统也基于r134a进行开发。若针对r1234yf欧洲制冷剂全新开发一套空调系统,所有的开发验证必须从零开始,极大的推迟了车辆上市的周期,并产生了高昂的费用。这对更新换代、开发周期要求越来越高的汽车发展来说是无法接受的。因此,如何基于已完成开发的r134a的空调系统进行优化设计,从而在将制冷剂改为r1234yf后可实现相同的性能是汽车空调行业发展趋势所在,这也是本发明的目的和意义。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是提供一种国标车辆空调系统转欧标的设计分析方法及设计系统,提供了一种将已有国标空调系统向欧标空调系统转变的设计分析思路。
2、为了解决上述技术问题,本发明提供一种国标车辆空调系统转欧标的设计分析方法,包括如下步骤:
3、步骤一:将国标空调系统替换使用欧标制冷剂进行试验,判断是否满足欧标车辆空调系统的设计要求,若不满足则进入步骤二;否则将国标空调系统替换使用欧标制冷剂即完成设计,结束该方法;
4、步骤二:分析提高空调系统制冷性能的优化参数,并拟定各个优化参数下的具体优化方法;
5、步骤三:确定设计的限制条件,并根据限制条件对所有的优化方法逐个进行分析,获取可行的优化方法;
6、步骤四:实施可行的改进方案并进行试验,判断是否能够满足欧标车辆空调系统的设计要求,若不能够满足则无法完成设计,结束该方法;若能够满足则对应实施的改进方案即可做为最终设计;
7、其中,欧标车辆空调系统的设计要求包括:空调系统的制冷性能要求和整车nvh性能要求。
8、在上述国标车辆空调系统转欧标的设计分析方法中,在现有国标空调系统的基础上,提供了一种向欧标空调系统转变的设计分析方法,对其它车型的欧标空调系统开发具有参考意义。
9、进一步的,在步骤二中,所述优化参数包括增大制冷剂流量、增大冷凝器过冷度和优化制冷剂冲注量;
10、增大制冷剂流量的优化方法包括:采用大排量压缩机、提高压缩机最高档位对应的转速和/或采用大容量以及性能匹配的膨胀阀;
11、增大冷凝器过冷度的优化方法包括增加冷凝器的散热面积和/或增加同轴管长度;
12、其中,车辆空调系统采用手动调节模式,具有多个调节档位,每个档位对应一个固定的压缩机转速。
13、进一步的,在步骤三中,设计的限制条件包括:不调整空调系统装配边界;可行的优化方法包括:提高压缩机最高档位对应的转速、采用大容量以及性能匹配的膨胀阀和/或增加同轴管长度。不改变压缩机、冷凝器等相关零件的尺寸,减少优化设计的变动工作量,也节省成本。
14、进一步的,在步骤四中:实施可行的改进方案包括:
15、步骤a1:获取压缩机最高档位对应转速的可提高范围,并在范围内确定若干个压缩机转速验证值;
16、步骤a2:获取若干个膨胀阀的替换大容量型号;
17、步骤a3:获取同轴管长度的可提高范围,并在范围内确定若干个同轴管长度验证值;
18、步骤a4:在各个压缩机转速验证值、各个膨胀阀的替换大容量型号和各个同轴管长度验证值中分别各取一个形成多个组合,将各个组合的参数替换使用给空调系统并分别进行试验;试验过程中需进行充注量优化,以及替换使用欧标制冷剂专用的膨胀阀;
19、步骤a5:判断各个组合的试验结果是否能够满足欧标车辆空调系统的设计要求,若均不能够满足则无法完成设计,结束该方法;若存在能够满足的组合,则选取试验结果最佳的组合为最终设计。
20、进一步的,所述步骤a1包括:
21、步骤b1:获取国标空调系统的压缩机最高档位对应转速n;
22、步骤b2:对压缩机最高档位对应转速进行修正,修正为k1*n,k1为修正系数,k1取值1~1.3;
23、步骤b3:计算压缩机最高档位对应转速的可提高范围:n~1.3n;
24、步骤b4:在n~1.3n内取若干个值,作为压缩机转速验证值。
25、进一步的,所述步骤a2包括:
26、步骤c1:确定国标空调系统的膨胀阀型号;
27、步骤c2:选择比国标空调系统的膨胀阀型号:容量大且容量接近的两种型号,作为欧标状态替换的大容量型号。
28、进一步的,所述步骤a3包括:
29、步骤d1:根据国标空调系统结构获取同轴管的最佳设计长度l;
30、步骤d2:对同轴管长度进行修正,修正为k2*l,k2为修正系数,k2取值0.9~1.1;
31、步骤d3:计算同轴管长度的可提高范围:0.9l~1.1l;
32、步骤d4:在0.9l~1.1l内取若干个值,作为具体同轴管长度验证值。
33、为了解决上述技术问题,本发明提供基于上述国标车辆空调系统转欧标的设计分析方法的设计系统,包括如下步骤:
34、试验系统:用于对空调系统进行试验,验证是否满足欧标车辆空调系统;
35、获取模块:用于获取若干个压缩机转速验证值、若干个膨胀阀的替换大容量型号和若干个同轴管长度验证值;
36、组合验证模块:用于在各个压缩机转速验证值、各个膨胀阀的替换大容量型号和各个同轴管长度验证值中分别各取一个形成多个组合,并依次将各个组合的参数替换使用给空调系统,再分别利用试验系统进行试验,试验过程中需进行充注量优化和替换使用欧标制冷剂专用的膨胀阀。
37、输出模块:用于输出试验系统每次的试验结果,试验结果包括:出风口温度、主驾驶员头部温度、优化充注量和整车nvh。
38、进一步的,所述获取模块包括:
39、第一获取模块:用于获取国标空调系统的压缩机最高档位对应转速n;
40、第一计算模块:用于计算压缩机最高档位对应转速的可提高范围:n~1.3n;
41、第一取值模块:在n~1.3n内取若干个值,作为压缩机转速验证值。
42、进一步的,所述获取模块还包括:
43、确定模块:用于确定国标空调系统的膨胀阀型号;
44、选择模块:用于选择比国标空调系统的膨胀阀型号:容量大且容量接近的两种型号,作为欧标状态替换的大容量型号。
45、进一步的,所述获取模块还包括:
46、第二获取模块:用于根据国标空调系统结构获取同轴管的最佳设计长度l;
47、第二计算模块:拥有计算同轴管长度的可提高范围:0.9l~1.1l;
48、第二取值模块:用于在0.9l~1.1l内取若干个值,作为具体同轴管长度验证值。
49、综上所述,采用上述国标车辆空调系统转欧标的设计分析方法及设计系统,提供了一种向欧标空调系统转变的设计分析方法,对其它车型的欧标空调系统开发具有参考意义,而且能够节约成本,保证空调系统的制冷效果,保证整车nvh的效果。
1.一种国标车辆空调系统转欧标的设计分析方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种国标车辆空调系统转欧标的设计分析方法,其特征在于,在步骤二中,所述优化参数包括增大制冷剂流量、增大冷凝器过冷度和优化制冷剂冲注量;
3.根据权利要求2所述的一种国标车辆空调系统转欧标的设计分析方法,其特征在于,在步骤三中,设计的限制条件包括:不调整空调系统装配边界;
4.根据权利要求3所述的一种国标车辆空调系统转欧标的设计分析方法,其特征在于,在步骤四中:实施可行的改进方案包括:
5.根据权利要求4所述的一种国标车辆空调系统转欧标的设计分析方法,其特征在于,所述步骤a1包括:
6.根据权利要求4所述的一种国标车辆空调系统转欧标的设计分析方法,其特征在于,所述步骤a2包括:
7.根据权利要求4所述的一种国标车辆空调系统转欧标的设计分析方法,其特征在于,所述步骤a3包括:
8.一种基于权利要求3所述国标车辆空调系统转欧标的设计分析方法的设计系统,其特征在于,包括:
9.根据权利要求8所述的一种设计系统,其特征在于,所述获取模块包括:
10.根据权利要求8所述的一种设计系统,其特征在于,所述获取模块还包括: