座舱空气收支与舱压平衡：排气格栅/泄压阀（PRV）、车身渗透与整车换气量实测

课程大纲

• 能用整车口径的空气收支式 Q_blower = Q_extract + Q_exfil 写出一台车的舱内空气账，并说明排气口通流不足如何经舱压 Δp 把鼓风机工作点顶回去、使实际新风量低于供应商标称
• 能出排气格栅/泄压阀（PRV）的部件要求表——阀片型式、开启压差与迟滞带、有效通流面积与 C_d、布置区（外表面压力系数为负且避开飞溅与尾气带）、反向泄漏、防水防尘、颤振与气动噪声——并按最大档风量与允许舱压上限反算所需总有效面积
• 能列出车身渗透的路径清单与幂律形式，分清车速动压、鼓风机正压、热压三个驱动压差，并说明与 C2-10 箱体侧漏风的分界（箱壳 vs 车身缝隙）
• 能把舱压的四类连锁后果（关门力、风噪与气味/尘/水侵入、全内循环下的非零浓度平台、越野/救护类的正压保持）追到同一根因，并判断该向泄压面积要指标还是向密封等级要指标
• 能设计并读懂一次整车换气量实测（示踪气体衰减法 + 整车增压/泄压试验，堵 PRV 复测以分离两条路径），并说清它与部件级检漏在用途、单位、判据上的三点不同
• 能完成鼓风机风量—各出风口—泄压口的三方对账，把不闭合按「先查口径与密度折算、再查测量、最后才怀疑部件」的顺序归因

1. 整车口径的舱内空气收支账与舱压 Δp 的耦合
   • 稳态账只有一条：鼓风机送进舱的风必须全部出去，Q_blower = Q_extract（经排气格栅/PRV）+ Q_exfil（经车身缝隙外泄）；三项都是体积流口径，必须折算到同一温度与海拔后才能相加——混用标准状态与实车状态是整车对账最常见的一类错
   • Δp 是耦合量不是给定量：舱压由送风量与泄压路径总有效面积共同决定，且随流量近似平方上升；泄压面积不足 → Δp 抬高 → 鼓风机沿 P-Q 曲线左移 → 实际新风量低于标称。风机曲线与阻力线求交的方法本体承 A2-05／C2-04，本课只做整车口径的应用，不重推工作点算法
   • 「标称新风量」有三个口径，依次下降且不可混用：风机自由送风 → 带空调箱阻力的台架值 → 带舱压反压的整车值。供应商报的常是前两个；用它填 C1-06 的 ṁ_fresh 与 C4-01 的 Q_f，会让负荷账与浓度账同时偏乐观
   • 舱压的定义要写死：舱内静压相对车外某个参考静压之差。车外参考点选哪里直接决定读数——行车时车身表面压力系数分布使不同参考点的读数差出量级；静压/动压/全压之别与取压方式承 A2-06，本课只规定「参考点位置必须随数一起报」
   • 内循环时账目变形：Q_blower 在舱内闭环、Q_extract≈0，收支只剩渗透一项（进出相等），ACH 不为 0 而等于渗透下限。这正是 C4-01／C4-02 那个「非零浓度地板」的物理来源；本课交这个数，浓度平衡式不重讲
   • 与台架差值法的账目边界（两课已互相写明）：C2-10 的 Q_leak = Q_blower − ΣQ_i(出风口) 搬到整车级时，差额里同时装着箱体漏风与车身侧泄压/渗透两样，不能全记到箱体头上——这是整车与台架漏风率长期对不上账的一个系统性根因
   • 第一讲即定死交付物形态：三方对账表（鼓风机风量 / 各出风口风量之和 / 泄压口通流量），每格带「口径」列与「密度折算」列；没有这两列的数只是一次性读数，第 5 讲的归因无从下手
2. 排气格栅/泄压阀（PRV，extractor vent）部件设计：要求表与总有效面积反算
   • 部件定位：它是车身上唯一有意设计的单向排气通道，典型布置在后轮罩内、行李厢侧壁或后保内。选位判据两条同时成立——落在车身外表面压力系数为负（吸出）的区域，且避开轮罩飞溅带与排气尾流；开在正压区等于给座舱装了个进气口
   • 阀片型式二选一，判据是所需开启压差量级与防倒灌的严格程度：橡胶膜片轻、开启压差低、反向贴合密封好，但易颤振；塑料翻板（配重或弹簧回位）开启压差与迟滞可设计、耐久稳定，代价是密封靠唇边贴合、公差敏感
   • 开启压差与迟滞带：crack pressure 由阀片自重/预压与铰接摩擦决定，开启与关闭压差不相等。迟滞带过窄 → 在临界压差附近反复启闭出现拍击声；过宽 → 关门瞬态来不及泄压，直接抬高关门力。设计量一律给区间，不给单值
   • 有效通流面积 ≠ 几何开口面积：要乘随开启角变化的 C_d，小开度下 C_d 显著低于全开值。初值可用孔口流反算（见公式 2），正式校核必须用供应商实测的正向 Q-Δp 曲线——这条曲线是选型资料的第一项，拿不到就不算选完型
   • 防倒灌是本件的第一功能而不是附加功能：反向泄漏路径就是排气尾气与行李厢异味回吸进舱的路径。判据是反向 Q-Δp 曲线（C_d 与开启压差在反向都与正向不同，不可对称套用）；须列倒灌工况清单——内循环叠加车身负压区、高速尾流、单侧车窗开启
   • 防水防尘：该孔在涉水与高压水枪冲洗时是进水路径。对策三条=迷宫或遮挡罩、出口朝下、与飞溅带物理隔离；验收挂整车淋雨/涉水/防尘规程（企标与整车 DVP，编号与年份按现行版本确认）
   • 阀片颤振与气动噪声：在某段流量下膜片自激振动产生「扑扑」声或哨音。对策=分格（多小片替一大片）、限位挡边、阻尼涂层、错开固有频率。边界——空调箱内的风噪/风门异响/鼓风机噪声/再生噪声归 C2-11，车身风噪的整车声学评价属整车 NVH（体系外），本课只管这一件自身的噪声与它对舱压的贡献
   • 数量与总面积的定法是反算而不是照抄：先由最大档风量与允许舱压上限反算所需总有效面积，再按布置可行性拆成几处；「上一代两片就够」是改款时最典型的失手——密封等级一变，这个数就该重算
3. 车身渗透机理及其与 C2-10 箱体漏风的分界
   • 渗透路径清单全部在车身侧：门窗密封条搭接与角部、后备厢/尾门密封、前围与地板穿舱件及线束孔、天窗排水路径、灯具与尾灯座、车身焊缝与孔塞。C2-10 那张清单（合模面、风门轴孔、穿壳口、滤芯门盖）在箱壳上——两张清单不重叠，出风口即交棒点
   • 数学形式是缝隙孔口流的幂律 ṁ_inf = ρ·C_leak·Δp^n：n 落在 0.5（纯孔口）到 1（层流长缝）之间，实车整体多在 0.6~0.7 量级；C_leak 与 n 只能整车实测拟合，图纸算不出。1D 里怎么接、三系数怎么辨识、灵敏度与条件数怎么判归 J1-08，本课只管机理与整车实测口径
   • 驱动压差有三个来源，量级差别大：车速动压经车身表面压力系数折成局部 Δp（C_p 由整车外流场提供，属体系外输入）、鼓风机造成的舱内正压、以及热压（舱内外温差乘高度）。前两者量级远大于热压，但热压在停车工况是唯一还在的那一项
   • 停车工况的唯一换气通道就是热压与外部风扰：鼓风机停、车速为零时，ACH 掉到全谱最低值但不为零。这正是 C4-02「关窗停车是最恶劣工况仍算得出有限浓度」与长时驻车 CO₂ 的物理基础；浓度算法归 C4-02／C6-04，本课交这个 ACH
   • 与部件级检漏的性质差别要在设计评审上说清：车身渗透是分布式、多路径、不需要修的设计量（其中一部分还是有益的换气）；部件检漏是单点、判合格与否的质量门。量级、单位、用途三样都不同，方法学不重讲（见第 5 讲边界）
   • 量级口径承既有课不重立：静止约 1~3 ACH 量级、高速可到十几至几十 ACH（站内既有口径见 C4-01）；乘用车渗透量级远小于客车开门渗透，C6-03 的城市公交等效 ACH 标定值不可移植；负荷计算书里的渗透取值表与「取值来源」列归 C1-06
4. 舱压的连锁后果与密封等级取舍：关门力、侵入、浓度平台与正压保持
   • 关门力的空气侧根因：门关到最后一段行程时门内板扫过的容积在十分之几秒内被压缩，峰值压差由容积变化率与该瞬间可用泄压总有效面积决定（见公式 4，按平方关系放大）。泄压面积不足是「关不上门、要用力甩」的常见根因，而排查常错误地一头扎进锁扣与密封条压缩力
   • 关门力与密封等级的直接冲突：原先相当一部分关门瞬态是靠门缝泄掉的，密封升级（尤其双道密封）把这条路堵掉后，若泄压面积没同步加大，关门力必然变差。判据是关门瞬态峰值压差与门速—关门功，靠实车关门试验取证（无对口国标，按企标与整车 DVP）
   • 不能靠「门缝反正会漏」兜底：门缝泄压是不可控、随密封状态与磨损漂移的路径；一旦密封升级，关门瞬态与稳态泄压都必须由 PRV 显式承担。两件事要在同一份泄压面积校核表里配平，不能各自签字
   • 风噪与气味/尘/水侵入的判据是舱压的符号而不是数值：正压是设计目标，负压是缺陷。全内循环叠加高速、或泄压口反向倒灌，都会让舱内转负压，把车外气流从密封缝抽进来——症状是特定车速段的「漏风声」加外部气味/尘进入
   • 全内循环下的非零浓度平台：ACH 不趋于 0 而趋于渗透下限，PM/VOC/CO₂ 都停在由渗透量决定的平台上，算出 0 即为漏项。本课交 Q_inf 与 ACH_inf 两个数，浓度平衡式、过滤能力真伪判据与 VOC 源头分别归 C4-01／C4-02（两课现稿已按此口径写就，本课是其上游数据源）
   • 设计上能动的杠杆很少且方向互相矛盾：密封升级降渗透，同时抬高全内循环下的浓度平台、抬高关门力，却改善风噪与冬季能耗。本课的要求是把这三笔账写在同一张表上再定密封等级，而不是让 NVH 单方面提指标
   • 越野/防尘/救护类的正压保持：把舱压主动维持在正压是防尘与防外部气体侵入的手段，三条同时成立才有效——新风量足够、泄压面积可控（有时要可调或常闭型 PRV）、过滤能力匹配（过滤归 C4-01）。判据是「全工况舱压不出现负压」，而不是某个正压数值
   • 边界收口：舒适侧湿度/气味/噪声/光的协同取舍归 A4-07，湿度管理与起雾红线归 C4-04，驻车与按需送风场景归 C6-04，内外循环策略与安全强制置位归 C2-09；本课只交「舱压」这一根因链，不重讲上述任何一侧的控制逻辑
5. 整车换气量实测与三方对账（含 45 分钟实操）
   • 示踪气体衰减法：向舱内注气、用搅拌风扇混匀，停止注入后测浓度衰减，由衰减斜率反算 ACH（见公式 5）。成败在两点——混匀是否达成（多点采样一致性验证）与背景浓度是否稳定；单区完全混合是它的假设，空间分布本身归 J4-01
   • 示踪剂选择是权衡而非偏好：CO₂ + NDIR 最便宜，但车外背景高且波动、乘员呼吸本身是源，必须空车测或另做修正；SF₆／N₂O 背景低灵敏度高，但要考虑气体本身的合规与温室气体处置要求
   • 工况矩阵必须先写死再测：车速档（0/中/高）、鼓风机档与循环模式、车窗全关、乘员数、环境风速与车辆朝向。ACH 是工况量不是车辆常数——报一个单值的报告等于没测，下游（C1-06／C4-01／J1-08）也无法取用
   • 整车增压/泄压试验是本课的核心方法：用外接变频风机（或鼓风机）把舱内加压到设定 Δp，测维持该压差所需流量，得整车「泄压 + 渗透」总 Q-Δp 曲线；再把 PRV 全部堵死复测一次，两条曲线相减即分离出泄压路径与车身渗透两条通道——这一步是判「该加泄压面积还是该修密封」的唯一客观依据
   • 三方对账：鼓风机风量（风量罩实测，或按 C2-04 的转速—风量软测量口径反推）= 各出风口风量之和 + 泄压口通流量 + 箱体漏风 + 车身渗透。不闭合时的排查顺序不可颠倒——先查口径与密度折算，再查测量与堵漏是否到位，最后才怀疑部件
   • 与部件级检漏的用途分野必须写在报告首页：C2-10 的堵口加压法测箱体、G8-05／I5-03 的 EOL 检漏与判据、H3-03 的接头漏率目标与灵敏度匹配、L1-03 的耐压/爆破/氦检，全都在「找漏点、判合格」，量是漏率（Pa·m³/s、mbar·L/s 量级），对象是液/气密封件；本课测的是「这台车每小时换几次气」，量是 m³/h 或 1/h，对象是有意设计的通风路径——那些「漏点」不但不修，还必须保证它通。检漏方法本身一律不重讲
   • 实操（45 分钟，给定一台五座车）交付三件：① 泄压口有效通流面积校核表——按最大档风量与允许舱压上限反算所需总有效面积，再代入供应商 Q-Δp 曲线核对，缺曲线的格标「待供应商提供」；② 全内循环稳态 ACH 下限估算，只给量级区间并标注取值来源；③ 示踪气体实测方案——示踪剂选择及理由、工况矩阵、注气与混匀方式、采样点与取数窗口、判据与报告口径

• 以为新风量就是供应商给的鼓风机风量，其实整车上舱压是反压——泄压面积不足时工作点左移，实际新风量明显低于标称；口径不改，C1-06 的新风/渗透项与 C4-01 的 Q_f 会一起偏乐观
• 以为泄压口「照抄上一代两片」就行，其实所需总有效面积要由最大档风量与允许舱压上限反算；面积砍一半，舱压按平方关系涨到约四倍，关门力与风噪同时变差
• 以为有效通流面积就是几何开口面积，其实要乘随开启角变化的 C_d，且小开度下 C_d 显著更低；正式校核必须用供应商实测 Q-Δp 曲线，拿不到曲线不算选完型
• 以为泄压阀只要「能出气」就合格，其实它的第一功能是单向——反向泄漏路径就是排气尾气与行李厢异味回吸的路径，必须要反向 Q-Δp 曲线加倒灌工况清单
• 以为泄压口开在车身哪里都行，其实要落在外表面压力系数为负的区域并避开飞溅带与尾气区；开在正压区等于给座舱装了个进气口
• 以为密封做得越严越好，其实密封升级同时抬高关门力、抬高全内循环下的浓度平台，只在风噪与冬季能耗上得分——三笔账要写在同一张表上再定密封等级
• 以为关门难是锁扣与密封条压缩力的问题，其实空气侧的关门瞬态峰值压差常是共同根因，判据是容积变化率与该瞬间可用泄压面积；改锁扣治不了
• 以为全内循环时换气次数趋于 0，其实趋于由车身渗透决定的非零下限，PM/VOC/CO₂ 都停在对应浓度平台上；算出 0 即为漏项（C4-01／C4-02 现稿已按此口径写就）
• 以为整车 ACH 是车辆常数，其实它是工况量（车速、鼓风机档、循环模式、车窗、乘员数、环境风与朝向），报单值等于没测，下游也无法取用
• 以为整车换气量实测就是「整车检漏」，其实两者用途、单位、判据都不同：检漏要找漏点判合格（漏率口径），本课测的通风路径不但不修还必须保证它通
• 以为用 CO₂ 做示踪气体最方便，其实乘员呼吸是源、车外背景高且波动，空车测与背景修正是前提；衰减尾段接近背景时相对误差急剧放大
• 以为舱压是正还是负无所谓，其实正压是设计目标、负压是缺陷：负压把车外气流从密封缝抽入，表现为特定车速段的漏风声与外部气味/尘侵入
• 以为搜「泄压」就能找到本课的先例，其实站内绝大多数「泄压」属电池热失控泄压排烟（D5-02）与压缩机排气侧 PRV 两个另类语义域，与座舱压力释放不是同一件事——建库与检索都要按并列通名走

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