汽车淋雨间设计

汽车淋雨试验室设计

陈小平，吴年华

摘要：汽车淋雨试验室主要用来模拟自然降雨环境，用于测试汽车的防雨密封性能，是新车下线必不可少的检测设备。淋雨试验室主要由房体、喷淋系统、吹干系统和控制系统等组成。本文通过实施JL7162（吉利金刚汽车）淋雨试验室项目，总结了淋雨试验室设计中淋雨面积、淋雨强度和喷射压力等主要参数及设备选型的确定，为淋雨试验室设计在理论计算上提供参考。

关键词：淋雨试验室；结构；参数

汽车淋雨试验室是车身密封性重要检测装置，目前吉利集团各制造公司的淋雨室在结构和参数方面或多或少存在弊端，国内关于淋雨试验室的论文也不少，但对其参数的设计确定和设备选型在理论核算上缺少明确阐述，本文通过实施JL7162（吉利金刚汽车）淋雨试验室项目，总结了淋雨试验室设计经验。

1 淋雨试验室结构

汽车淋雨试验室是车身密封检测的重要装置，主要有房体、喷淋系统、吹干系统及控制系统组成。

（1）房体主要作用是形成封闭的试验区域与非试验区隔离，一般采用复合墙体结构，内层用镀锌板，外层为彩钢板，中间填隔音材料，骨架用型钢焊接而成，室体侧面设有玻璃窗，便于观察室内情况。

（2）喷淋系统产生模拟人工降雨，由水泵、水过滤装置、回水槽、回水池、吸水池、管路及喷嘴等组成。喷淋水由水泵从吸水池泵出，经过滤器进入管路从喷嘴喷出，进回水槽流入回水池，通过回水池沉淀过滤进入吸水池进行下一轮循环。

（3）吹干系统为保证车辆清洁，车辆完成淋雨测试后对车身表面试验水进行吹干，吹干形式有冷风、热风两种。JL7162淋雨试验室采用强冷风结构，其原理是当气流速度达到相当程度（20 m/s以上），使车身上的水形成水雾脱离车身。吹干系统由风机、风箱、风管等组成。风机产生强风经过滤后由风箱分配进入风管，均匀吹在试验车辆表面，使水与车身分离。（4）控制系统由控制电器、流量计、压力表等组成，对车辆试验时间、淋雨强度、喷射压力进行调整控制。

淋雨试验室结构如图1所示。

2 淋雨试验室参数

根据GB/T12480-90《客车防雨密封性试验方法》，淋雨试验室主要设计参数有淋雨标准面积、降雨强度、喷射压力等。

（1）淋雨标准面积（单位：m2）由所试验的车型外形尺寸决定，是车身顶部、侧面、前后围及底部六个面积之和。

顶底部淋雨面积：S1=L×M

侧面淋雨面积：S2=L×T

前后淋雨面积：S3= M×T

淋雨标准面积：S=2S1+2S2+2S3

式中：L=l+(0.5~1.0)，M=m+（0.4~0.8），T=t-R+(0.4~0.6)。其中l为车身长度；m为车身

宽度；t为车身高度；R为轮胎自由半径。

根据上述公式计算，JL7162总淋雨面积约为45.4 m2。

（2）降雨强度（单位：mm/min）单位时间内降雨量称降雨强度，气象学上一般以24小时内降雨量来确定降雨强度大小，10～25为中雨，25～50为大雨，50～100为暴雨。汽车淋

雨密封试验降雨强度一般大于10，为缩短试验时间有的大于20。

（3）喷射压力（单位：kPa ） GB/T12480-90规定喷射压力为69～147，根据伯努利方程：

g V P Z 22g V P Z 2222211

1++=++γγ 设喷嘴出水口与水管高度相同，水喷离喷嘴后 相对压力2P 为零，近似可得γ⨯=221V 2g 1P ，水柱离开喷嘴速度由γ1

22gP V =计算得14.17~74.11m/s 。

3 设计要点

淋雨试验室的设计确定主要根据以下参数：淋雨试验区尺寸、水泵、吹干设备型号、喷嘴数量及布置、储水池等。

（1）淋雨试验室外形尺寸 根据GB12480-1990规定，淋雨试验区长度应取L ，宽度 取M ，高度取t+(0.4~0.6)。此外，试验区与吹干工位、车辆进入口处应有适当的隔离带。

（2）水泵的选型 水泵额定流量选择应满足最大淋雨强度要求，水泵流量

100060F S Q ÷⨯⨯=

式中：Q 为水泵流量，m 3/h ，A V Q ⨯=，V 为喷嘴流速，A 为喷嘴面积；F 为降雨强度，mm/min 。

如JL7162的淋雨标准面积S 为4.45 m 2，试验所要求的降雨强度F 为20 mm/min ，则所选泵的流量Q=54.48。

水循环系统总水头

d o s g h h h h h +++=

式中：g h 为过滤器反冲扬程15mH 2O ；h s 为储水池水面到管路高度；h o 为喷嘴压力15mH 2O ；h d 为系 统管路阻力，估计5mH 2O ，取安全系数10%。

m 1.451.1)515615(H =⨯+++=。

（3）喷嘴数量及布置 喷嘴数量应根据降雨强度、喷射压力和喷嘴直径确定，如降雨强度为20，喷射压力为147，喷嘴直径D=3 mm ，则单位面积喷嘴数量

60

4003.0003.014.1702.0⨯÷⨯⨯⨯==πQ F n =2.75个/m 2 总喷嘴数 =⨯=S n N 125 个

喷嘴布置应保证车体外表面被人工雨均匀覆盖，不存在死区并符合相应的降雨强度要求。

（4）储水池结构与容量 为节约水资源，试验水一般循环使用，水池分两个或三个相互连通设有滤网的池，完成回水、过滤、沉淀、吸水等功能。水池总容量除满足使用车辆用水量外，还应使水有充分的时间沉淀。由于汽车生产用淋雨试验室使用频繁，为保证水质，储水池容量较大，一般在50 m 3以上，水池具体尺寸按实际地形确定。同时汽车生产厂淋雨试验室设在总装车间室内，为保证车间整洁，淋雨试验区除设有回水槽外，在车辆出入口处还应设置隔水槽。

（5）吹干系统的设计主要是风口的布置和风机选型，风口的数量和位置应使气流完全吹遍车辆外表。依据出风口总面积和设计气流速度确定所选风机。

（6）淋雨试验控制为保证淋雨试验符合试验要求，管路系统还装有流量计、过滤器、压力表等装置，在使用前应对淋雨强度、喷射压力进行校验，达到要求后方予使用。除满足淋雨强度和压力外，还应对淋雨、吹干时间进行自动控制，在试验室入口处设置光电开关和时间继电器。淋雨试验室投入使用后应定时更换循环水和清洁水池。

参考文献：

[1]GB/T12480-1990，客车防雨密封性试验方法.

[2]张坚城. 车身防雨密封性检测与喷淋装置[J]. 汽车技术，1998，（8）：38－40.

[3]苏万良. 汽车防雨密封性实验喷淋设备设计初探[J]. 广东公路交通，2000，（65）：63－65.