汽车空调暖风芯体是依托发动机冷却液热量为车厢供暖的核心部件,其工作环境需同时承受温度波动(如冬季-40℃低温、夏季发动机舱85℃高温)与车辆行驶中的振动冲击(如颠簸路面临界频率振动)。温度振动测试作为机械环境试验的关键项目,通过模拟“温度-振动”耦合工况,验证芯体结构可靠性与性能稳定性,是保障暖风系统长期运行的重要质量关卡。本文围绕该测试的核心环节展开,为行业内规范实施提供专业参考。
温度振动测试的基本原理
温度振动测试的核心是模拟芯体实际使用中的复合应力:温度变化会引发铝质散热片与铜质管路的热胀冷缩差异,产生界面应力(如焊缝处的拉压应力);振动则通过固定支架传递至芯体,引发周期性机械疲劳(如散热片的弯曲振动)。两者耦合时,应力会叠加放大——例如低温下铝的脆性增加,振动易导致散热片开裂;高温下管路橡胶密封件软化,振动易引发接口泄漏。测试的目标是验证芯体在这种复合环境下,能否保持结构完整性与性能指标。
测试依据的标准规范
国内汽车行业对暖风芯体温度振动测试的主要依据是QC/T 663-2000《汽车空调用暖风芯体技术条件》,其中4.7.5条明确要求:芯体需经“温度循环+振动”联合试验。标准规定的典型参数包括:温度范围-40℃~85℃,循环次数≥5次;振动形式为正弦振动,频率10Hz~200Hz,加速度5g,三个轴向(X:行驶方向、Y:左右方向、Z:上下方向)各运行30分钟。部分主机厂会结合自身车型工况提高要求,如某合资品牌将振动加速度提升至8g,温度循环次数增加至10次,以覆盖越野车型的恶劣环境。
测试样品的准备要求
样品需选取批量生产的合格品,且未经过其他环境试验(如盐雾、冲击),避免前期应力影响结果。每批次测试需选取3个样品(1个备用),确保结果重复性。
样品预处理需在常温(23±2℃)、常湿(50±10%RH)环境下放置24小时,消除运输或存储中的内应力。预处理后需检查外观:散热片无倒伏、管路接口无毛刺、焊缝无气孔。
样品安装需模拟实车状态:使用原车固定支架,螺栓扭矩按原厂维修手册(如M6螺栓8~10N·m),确保芯体与支架的连接刚度一致。安装后用百分表检测芯体中心位移,误差≤0.5mm,避免安装偏斜导致振动应力集中。
测试设备的性能要求
温度箱需满足GB/T 2423.1/2要求:温度均匀性≤±2℃,波动度≤±1℃,能实现-40℃~100℃连续调节,升温/降温速率≤5℃/min(避免热冲击)。
振动台需为电磁式正弦/随机振动台,频率范围1Hz~2000Hz,最大加速度20g,最大负载50kg,且能与温度箱联动——温度变化时自动调整振动参数,确保两种应力同步施加。
传感器需选0.5级精度:温度传感器用T型热电偶,贴在芯体进出口管路外壁(高温胶带固定);振动传感器用压电式加速度传感器,安装在芯体散热片中部、固定支架连接点,监测振动传递效率。
测试流程的实施步骤
第一、温度循环设定:按标准设置曲线:-40℃(保持2h)→升温至25℃(1h)→85℃(保持2h)→降温至25℃(1h),循环5次。升温/降温速率控制在5℃/min内,避免芯体变形。
第二、振动施加:在温度循环的每个阶段(低温保持、升温、高温保持、降温)同步加振动。以正弦振动为例,频率从10Hz扫至200Hz再返回10Hz(1个循环),加速度5g,X/Y/Z轴各30分钟。
第三、中间检查:每完成1次循环,停止试验,升温至25℃取出样品。检查管路接口(皂液无气泡)、散热片(无倒伏)、螺栓(扭矩下降≤10%),合格后继续。
第四、最终检测:测试结束后,样品在箱内冷却至25℃(约2h),然后做三项检测:外观(无裂纹变形)、泄漏(氮气1.0MPa保压5min,压力降≤0.05MPa)、性能(冷却液80℃、风量400m³/h时,换热量≥原厂95%)。
测试中的注意事项
温度与振动需同步:严禁独立施加——复合环境的核心是两种应力同时作用,独立测试无法模拟实际工况。
样品冷却要求:测试后不能立即取样,需自然降温至25℃,否则冷凝水会渗入散热片,或骤冷导致焊缝开裂。
数据记录:用软件实时记录温度、振动参数,每10分钟存一次;手动记录中间检查结果,确保过程可追溯。
测试结果的判定准则
外观判定:散热片无倒伏、管路无变形、支架无断裂——目视合格。
泄漏判定:压力降≤0.05MPa,皂液无气泡——无泄漏。
性能判定:换热量≥原厂95%,风量≥97%——性能达标。
固定件判定:螺栓扭矩下降≤10%,支架无塑性变形——固定可靠。
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