铁路客车空调系统设计计算
作者 朱明
内容提要:本文叙述了铁路客车空调系统设计计算方法，重点介绍了客车空调系统热工计算和通风系统风道阻力计算方法，对客车设计中的有关空调系统的学习和设计将有积极的帮助。
※ ※ ※
1概述
空调系统热工计算和通风系统风道阻力计算，是客车空调系统设计一个重要部分，它是空调机组的选型和通风道整体布置的理论依据。目前铁道客车的空调冷热负荷是按铁道部标准TB/T1957-91《铁路空调客车热工计算方法》和国家标准GB/T12817-2004《铁道客车通用技术条件》执行。为简化计算过程，采用稳定计算法计算空调负荷，在实际工作中还要通过性能试验和整车静止试验对设计进行验证。
2.空调客车车内外设计计算参数：
2.1使用条件：
a)海拔高度:≤1500m
b) 环境温度:高寒-40～+40℃，非高寒：-20～+40℃
c) 湿度:最大相对湿度≤90%
d)列车空调系统能承受风、沙、雨、雪的侵袭
e) 列车运行速度25G型车120km/h，25T型车160km/h。
2.2计算参数：
a) 夏季工况
外气温度：35℃
相对湿度：60%
客室温度：24-28℃
客室相对湿度：40%～65%
客室沿高度和长度方向上的平均温差≤3℃。
b) 冬季工况
外气计算温度：北京以南-14℃，非限定地区-35℃。
客室温度：18-20℃
客室相对湿度：30%～60%
客室沿高度和长度方向上的平均温差≤3℃。
c) 新风量
夏季：20m3/n·p；当外温高于35℃时，为15 m3/n·p。
冬季：15m3/n·p；当外温低于-30℃时，为10 m3/n·p。
d) 车内微风速
夏季平均微风速≤0.25m/s
冬季平均微风速≤0.2m/s
e) 客室空气含尘量≤0.10mg/m 3
f) 客室CO 2容积浓度≤0.15%
对于运行在北京以南的客车，当冬季车外空气温度低于－14℃时，客室內平均气温不应低于16℃；
当夏季车外空气温度高于35℃时，按下式计算客室内平均气温:
t B =20＋0.5(t H －20)
式中，t B ：客室内平均温度
t H ：车外空气温度
3.空调热工计算
3.1夏季车内热负荷计算
3.1.1通过车体隔热壁的传热量
Ф1 = K ·F ·△t AB
式中：Ф1—通过车体隔热壁的传热量，W
F —车体传热面积，m 2 F = B A F F ×
F A —车体外表面面积，m 2
F B —车体内表面面积，m 2
K —车体传热系数，W/m 2·K
K = K S ·K g
K S —修正系数
K g —车体传热系数理论计算值，W/m 2·K
K g =
∑∑?i i i F F K K i = ∑?++n i W i N 1/1/11
αλδα
αW —车体外表面换热系数，W/m 2
·K
αN —车体内表面换热系数，W/m 2·K
δi —各层材料的厚度，m
λi —各层材料的导热系数，W/m ·K
△t AB —车体内、外空气温差，K
3.1.2进入车内的太阳辐射热
通过车顶、侧墙、车窗和地板进入车内的太阳辐射热
Ф2 = K CD ·F CD W CD αεJ CD ＋ K CQ ·F CQ W CQ αεJ CQ ＋ K DB ·F DB W
DB αεJ DB ＋ D ·σ·F ch ·J CQ 式中：Ф2—进入车内的太阳辐射热，W
K CD 、K CQ 、K DB —车顶、侧墙、地板的传热系数，W/m 2·K
F CD 、F CQ 、F DB 、F ch —车顶、侧墙、地板和车窗玻璃的传热面积，m 2
εCD 、εCQ 、εDB —车顶、侧墙、地板的阳光吸收系数
J CD 、J CQ 、J DB —车顶、侧墙、地板外表面上的太阳辐射强度，W/m 2
D —玻璃透光系数
σ —遮光系数
3.1.3车内旅客的散热量
Ф3 = n ·q
式中：Ф3—车内旅客的散热量，W
n —车内定员数
q —平均每人散发的热量，W
3.1.4车内机电设备的散热量
若车内装有电开水炉，电炉和其他电源，在计算热平衡时，按热源的平均功率和使用时间计算其散
热量Ф4。
3.1.5车内总的热负荷
Ф =Ф1 ＋ Ф2 ＋ Ф3＋ Ф4
式中：Ф —车内总的热负荷，W
3.2夏季车内湿负荷计算 车内湿负荷主要是旅客的散湿量。
W = n ·p 式中：W —旅客的散湿量，g/h
p —平均每人的散湿量，g/h
3.3设备制冷功率和去湿量计算
3.3.1空气流量与热流量计算
干空气流量
m G = 3101?×+?d V
ρ
式中：m G — 干空气流量，kg/s
ρ — 空气密度,kg/m 3
V — 空气容积流量，m 3/s
d — 空气含湿量，g/kg
空气中的水蒸气流量
m X = m G ·d×10-3
式中：m X —空气中的水蒸气流量，kg/s
湿空气流量
m = m G (1＋d ×10-3)
式中：m —湿空气流量，kg/s
空气的热流量
ФG = m G ·i
式中：ФG — 空气热流量，kW
i — 空气比焓，kJ/kg
3.3.2 按送入车内新鲜空气量和再循环空气量确定混合空气参数点M’（见图1）
i M ′
= GB
GA B GB A GA m m i m i m +?+? d M ′ = GB GA B GB A GA m m d m d m +?+? 式中：i A 、i B 、i M ′— 新鲜空气、再循环空气和混合空气的比焓，kJ/kg
d A 、d B 、d M ′—新鲜空气、再循环空气和混合空气的含湿量，g/kg
m GA 、m GB — 新鲜空气、再循环空气中的干空气流量，kg/s
通风机安装在蒸发器的顺风侧，因通风机工作时散热，加热混合空气，使混合空气参数点M ’上移
至M 点。
△t M M ′= M P T m C P ′
? △i M M ′= M G T m P ′ 式中：△t M M ′
—M 、M ’点间温差，K △i M M ′—M 、M ’点间焓差，kJ/kg
P T — 通风机功率，kW
C P —空气定压比热，kJ/kg ·K
M m ′—混合空气流量，kg/s
M G m ′—混合空气中干空气流量，kg/s
图1 P=101325Pa湿空气的焓湿图
3.3.3 确定送风参数点N
i N =i B －△i
r
△i r = GN
m φ
式中：i N — N 点的比焓，kJ/kg
△i r —B 、N 点间的焓差，kJ/kg
m GN —N 点的干空气流量，kg/s
d N = d B －△r d
△d r = GN
m W 式中：d N — N 点的含湿量，g/kg
△d r —B、N点间的含湿量差，g/kg
3.3.4 必要的制冷功率和去湿量
P O = m GN·△i K
W O = m GN·△d K
式中：P O — 必要的制冷功率，kW
W O—蒸发器的去湿量，g/s
△i K —M、N点间的焓差，kJ/kg
△d K —M、N点间的含湿量差，g/kg
3.4能量与质量平衡验算
3.4.1 热平衡方程式
Ф＋P T＋ФA=P O＋Фf
式中：ФA —送入车内新鲜空气带入的热量，kW ФA = m GA·i A
Фf — 排出废气带出的热量，kW
Фf = m Gf·i f
m Gf — 排出废气中的干空气流量，kg/s
i f — 废气的比焓，kJ/kg
3.4.2 质量平衡方程式
m XA ＋ W=m Xf ＋ W Q
式中：m XA — 送入车内新鲜空气带入水分，g/s m XA = m GA·d A
m Xf = m Gf·d f
d f — 废气的含湿量，g/kg
4.采暖设备加热功率
4.1 热平衡方程式
P＋Ф3’＋Ф4’ =Ф1’＋Ф2’
式中：P—采暖设备加热功率，kW
Ф1’—通过车体隔热壁损失的热量，kW
Ф2’—加热送入车内新鲜空气所需热量，kW
Ф3’—旅客的散热量，kW
Ф4’—机电设备散热量，kW
4.2 通过车体隔热壁损失的热量按下式计算。
Ф1’= K·F·△t AB
4.3 加热送入车内新鲜空气所需热量按下式计算。
Ф2’= V A·ρ·C P·△t AB
4.4 冬季旅客散热量按人体散发的显热量计算。
4.5 机电设备散热量通常被当作采暖设备的安全贮备热，在计算中不予考虑。
4.6 采暖设备加热功率
车内有旅客时
P =Ф1’＋Ф2’－Ф3’
车内无旅客时
P =Ф1’＋Ф2’
5.空调送风道设计计算
空调通风管道系统在初步拟定后，要进行管道阻力计算，其目的是选择风道尺寸，计算通风管道总的阻力损失，以便于合理选择通风机，对于有分支管路的系统，还应进行节点的平衡计算。
5.1通风系统的一般风速
空气流速是风道设计中的重要数据之一，针对车辆空间狭小、人员集中、送风温差较大等特点及车辆风道设计经验，一般车辆风道内推荐风速如表1：
表1 一般车辆风道内风速
位置 风速（m/s）
新风入口 4～4.5
过滤器 1.0～1.5
电加热器 2.5～3.0
蒸发器 1.5～2.5
主风道 5.5～8
支风道 4.0～5.5
通风机出口 6.5～11.0
5.2通风管道阻力计算步骤
a) 选取通风系统阻力最不利环路，一般指风量较大或者局部阻力构件最多、走向最复杂管路。
b) 根据通风管道布置，按比例绘制示意图，并从风道末端给管路编号，注明各管段风量和长度。
c) 确定各部位风速。
d) 根据各管段风量和选定风速，计算各管段的断面尺寸。
e) 算出各管段的当量直径。
f) 根据风量和当量直径可计算出摩擦阻力。
g) 计算通风系统内各设备的阻力损失。
h) 计算通风系统总阻力损失。
i) 按需要进行并联支管压损平衡，如果支路压损不平衡，则不能按预定风量分配空气，压损小的
支管实际风量比预定风量大，压损大的支管则相反，实际风量比预定风量小。压损不平衡时，可视情况
调整分支管断面尺寸，如不能通过分支管达到压损平衡时，可利用风门进行调节。
5.3.均匀送风管道的设计计算
由送风管道壁面的若干孔口或短管送出等量的风量，这种送风道称为均匀送风管道。这种送风方
式可使空气均匀分布于室内，并因无支管而制造简单，在实际设计中应用广泛，均匀送风道有两种形式，
一种是风道断面不变，各出风口面积不等，另一种是风道断面逐渐缩小，各出风口面积相等。
5.3.1 送风管道侧孔送风
通风管道内流动的空气在通过孔侧时，将同时受到垂直于
风道壁面的静压和平行风道轴线的动压作用，在静压P j 作用
下，空气将延侧孔出流，并产生一垂直于风道侧壁的速度，称
为静压速度V j 。(见图2)
V j = ρ
j
P 2 (m/s) 在动压P d 作用下，风道内气流速度为V d V d =ρ
d P 2 (m/s) 空气通过侧孔的实际流速V ，是静压速度和
动压速度的合成速度 图2风道侧孔送风 V =22d j V V +=()d j P P +ρ2
空气的实际速度与风道轴线的夹角称为空气的出流角
tg α = d j
V V = d j P P
可见侧孔出流方向与静压和动压之比有关，静压越大，动压越小，则出流角α越大，气流方向越接
近与风道壁面垂直。
出风口出风量 L = 3600μfV (m/s)
式中：μ孔口的流量系数
f 出风口在气流垂直方向上的投影
f = f 0sin α = f 0d j
V V
f 0 风口的真实面积a×b
则 L = 3600μf 0V j = 3600μf 0
ρj P 2 出口的平均速度V 0 = 0
f L = 3600μV j 为了使送入室内的空气均匀分布，均匀送风道应满足以下条件：首先是保证出风口风量相等，其次
是使出风口气流尽可能垂直于风管壁。对于出口面积相等的均匀送风道应满足如下条件：
a ）保持静压恒定
按流体流动基本规律，对等截面送风道（见图3）断面1-1全压P q 1应等于断面2-2的全压P q 2与两
端面之间能量损失之和。
P q1 = P q2＋(RL ＋Z)1-2………………①
P q1 = P j1＋P d1 ………………②
P q2 = P j2＋P d2 ………………③
式中：P j1、P j2 断面1、2处的静压（Pa ）
P d1、P d2 断面1、2处的动压（Pa ）
RL 管长1-2摩擦阻力（Pa ）
Z 管长1-2局部阻力（Pa ）
P d = 2
2ρd V ；P j = 22ρj V 图3风道截面示意 由①、②、③得
P j1＋P d1 = P j2＋P d2＋(RL ＋Z)1-2
静压恒定则 P j1 = P j2
P d 1－P d2 = (RL+Z)1-2
2ρ
(V 21－V 22) = (RL ＋Z)1-2
两风口静压相等时，断面1的实际空气流速应大于断面2的实际空气流速，即V 1 > V 2，因此为保
持风道全长静压不变，必须使首端速度大于末端速度，并使首末端压力差等于风道全长上的压力损失。
b) 保持流量系数相等
流量系数μ与风口形状、出流角及风口相对流量τ0等因素有关，相对流量为出口流量与出口前风
道内流量之比。对于锐边孔口α ≥60°时，τ0 在0.1～0.5范围内，对锐边出风口可近似认为μ = 0.6为
常数，因此，V V d i ≥ 1.732 或P P d
i ≥ 3。 增大空气出流角α是保证均匀送风的重要条件，一般希望风口出风速度大于风道首端风速。最好
使第一风口出流角α≥60°，这样可使出流角向风道末端逐渐增大，最理想的是使气流垂直于管壁。
5.3.2 匀送风道计算步骤
均匀送风管道计算是在预定风口数量、风口距离和出风量后，计算风口面积、送风管道尺寸及阻
力。
a) 根据室内对送风速度要求，确定风口平均速度V 0（V 0=μV j ）
b) 计算静压速度V j ，求出风口面积
c) 按V j / V d ≥1.73原则，确定风道内空气流速V d
d) 确定第一个风口前风道截面尺寸
e) 计算两风口之间通风管道单位摩擦阻力及局部阻力
f) 计算第二个风口处风道的全压、动压
g) 计算第二截面尺寸
h) 计算管段2～3阻力，依次求各断面
处风管尺寸
5.4条缝式均匀送风道设计计算
5.4.1 条缝式均匀送风道原理
空调机组送出的循环空气
直接进入主风道，循环空气沿
主风道前进过程中，同时通过 1主风道，2静压箱，3主风道条缝出风，4静压箱条缝送风
主风道条缝出风口进入静压箱 图4 条缝式送风道断面示意图
进行风压平衡调节，使得在主风道中不同截面上具有不同静压的空气在静压箱中得到平衡，并形成一定
静压值，具有一定静压值的空气在静压箱条缝送风口处转换成动压，形成一定的速度送出，从而达到均
匀送风的目的。风道断面见图4
5.4.2设计计算
已知总风量Vm 3/h ，风道长度为L
5.4.2.1 设定送风口的出风速度，该速度值选取若偏小，容易造成冷气短路，若选取偏大，会产生噪声
并造成车内微风速超标，根据设计经验一般取3～5m/s 。
条缝送风口纵向长度是间断的，其中间断长度为ι，则条缝宽 b = 3600)(2/×?×ιL V V S = )
(7200ι?L V V S (mm) b— 压箱条缝送风口宽度尺寸，mm
V— 风量，m 3/h
V S —送风口风速，一般取3～5m/s
L— 风道长度，mm
ι— 风道出风口间断长度，mm
5.4.2.2 静压箱中的有关参数
a) 静压箱中应保持的静压
该静压等于产生送风口静压速度的静压力和局部阻力之和，而产生送风口静压速度的静压等于送
风口出流的动压。
P j = P j1＋Z S
P j1 = P d = 21g
r V S 2 Z S = ξS g
rV S 22 P j = 21g
rV S 2＋ξS g rV S 22 = g rV S 22(1＋ξS ) mmH 2O P j — 静压箱中静压，mmH 2O
P j1—产生静压速度的静压，mmH 2O
Z S — 局部阻力，mmH 2O
r — 空气比重，kg/m 3
P d — 送风口空气出流动压，mmH 2O
ξS — 局部阻力系数，一般ξS = 0.5
g — 重力加速度，m/s 2
b) 静压箱断面尺寸B
设静压箱中垂直方向空气平均流速为0.5m/s B = 36005.02/××L V = L
V 3600 mm c) 主风道出风口开口尺寸h
设出风口断面的平均流速为2.5m/s h = 36005.22/××L V = L
V 18000 mm d) 主风道尺寸 设主风道中最大空气流速为8m/s
主风道断面积 S = 36008×V = 28800
V m 2
e) 主风道平均全压
主风道的平均全压为平均静压与平均动压之和，其平均静压又为静压箱中全压与出风口局部阻力
之和。
P P = P Pj ＋P Pd ， P Pd = 2
1r V Pd 2 mmH 2O P Pj = P j ＋P d ＋Z C (其中P d 静压箱为平均动压，因很小可忽略)
P Pj = P j ＋Z C
=g r V S 22(1＋ξS )＋ξS g r V C 22 =g r 2[V S 2(1＋ξS )＋ξC V C 2] (ξS ，ξC 局部阻力系数一般取0.5) =g
r 2（1.5V S 2＋0.5V C 2） mmH 2O P P — 主风道平均全压，mmH 2O
P Pj —主风道平均静压，mmH 2O
P Pd —主风道平均动压，mmH 2O
Z C — 出风口局部阻力，mmH 2O
V C — 出风口出流速度，m/s
ξC — 出风口局部阻力系数，
V P d —主风道平均风速，m/s
f) 主风道最大全压
沿程摩擦阻力
该风道从始端至末端，风量可看成不变，根据主风道断面尺寸a×b 可计算流量当量直径：
D dl = 1.27533b a b
a +
再根据风量查阅风道阻力线算图，得出比摩阻Z ’，可算出风道沿程摩擦阻力Z m = LZ ’
局部阻力 Z = 2
2
rV ξ ξ — 局部阻力系数，根据局部阻力类型可通过设计手册查得。
风道最大全压
P = P P ＋Z m ＋Z
5.4.3 条缝式送风风道结构设计注意事项
a) 由于主风道内四壁光滑平整，其前部局部阻力较小，主风道纵向条式送风口各处静压不相等，
且相差较大，风量从始端到终端逐渐增大，这样造成前部主风道送入静压箱的风量较中后部风道明显偏小，影响了静压箱的平衡效果。
b) 由于从主风道内送入静压箱的气流不是垂直流入，而是斜向流入（与主风道风速成锐角关系），造成第一节静压箱前部有涡流区，并有一段从前向后的纵向流，不仅抵消并超过了静压箱的静压平衡能力，而且还流失了一部分风量。
以上原因造成前部静压箱的静压值小于中后部的静压值，也就是说前部风道的送风速度和送风量要小于中后部风道的送风速度和送风量。根据以上分析，需要在前部风道内加挡板，迫使主风道前部送入静压箱的风量增多，同时也可使主风道出风口类似垂直出流，减少了涡流区和纵向流，这样才能使前、中、后部风道达到均匀送风目的。
6 编后语
本文介绍了铁道客车空调热工计算、通风道的设计计算,对一般铁路客车空调系统设计具有一定的参考价值。
铁路客车空气调节装置的故障与处理 摘要 铁路客车空气调节装置在使用中，出现故障，其原因是多种多样的。而且有时候不同的故障原因，会出现类似故障现象；甚至同一种故障原因在不同的环境中，有时候也会出现不同的现象。它的故障主要有：通风系统故障、制暖系统故障、制冷系统故障、电气自动控制系统故障以及一些特殊故障等。本文通过对铁路客车空气调节装置的结构、原理进行分析，结合具体实践和检查空调装置故障的方法，针对铁路客车空气调节装置在运用中的常见故障进行分析。使维修工作人员迅速正确判断发生部位，而后带着目的检查故障和消除故障，同时就减少和预防相关故障做提出一些参考性建议。 关键词：铁路客车；空气调节装置；常见故障；处理方法 铁路客车空气调节装置是车内空气调节的主要装置，直接影响客室内的空气质量，包括客室内空气中的二氧化碳含量、有害气体浓度及细菌含量等。而铁路客车空气调节装置是否良好，直接影响旅客舒适程度。由于随着铁路客车运行速度的提高，客车空气调节装置在列车运行中的冲击和振动加剧，使其故障率不断上升，而且有些故障运用中若不能及时有效的处理，会对旅客的出行造成不必要的麻烦，甚至发生更为严重的后果。本课题通过对铁路客车空气调节装置的结构、原理进行分析，针对铁路客车空气调节装置在运用中的故障进行分析，结合具体实践和检查空调装置故障的操作方法，对空气调节装置的常见故障与处理做了一些探索。因此对发生的故障进行分析和有效的处理，确保铁路客车空气调节装置的正常运行，具有一定的现实意义。 1 客车空调装置的类型和组成以及五大系统的作用 1.1 客车空调装置的类型和组成 (1)客车空调装置按供电方式不同可分为本车供电式和集中供电式；按安装方式不同可分为集中式和单元式。由于目前我国铁路客车空气调节装置主要以单元式空调机组。所以我们以装有集中供电单元式空调机组的KLD40机组，空调控制柜是KLC40[2]－1T1型的空调控制柜为例，分析空调装置的故障查找、处理过程。 (2)不论哪种铁路空调客车，其空气调节装置通常都是由通风系统、空气冷却系统、加热系统、加湿系统及电气控制系统五大部分组成。铁路空调客车的空气调节装置是将一定量的新鲜空气和车内的再循环空气混合，经过处理，以一定的速度送入车内，并将车内一定量的污浊空气排出车外，将车内空气的温度、湿度、洁净度和流动速度控制在一定的范围内。客车空调装置对空气的处理主要包括对空气的除尘、冷却、加热、加湿、减湿等。 1.2 客车空调装置五大系统的作用 (1)通风：在通风机的作用下，将经过处理的空气输送分配到客室并形成合理的气流组织，同时排出室内多余的污浊空气，使室内空气参数满足舒适和卫生要求。通风系统主要由通风机组、空气过滤气、送风道、送风口、回风口、废气排风机等组成。 (2)加热: 由新风口引入的新鲜空气及车内循环空气，被机组的通风机吸入在电加热气前混
铁路客车空调装置故障查找和维护 本论文简单的介绍了铁路客车空调装置的一些基本故障的发生原因，故障出现的现象并提出了相应的解决措施。本设计将以装 置的故障查找、处理过程。 关键字：空调机组制冷系统电气系统通风系统 随着我国铁路跨越式发展和旅客出行的需求，铁路列车全面大提速，空调客车占全国铁路客车保有量数的比例也越来越大从而把我国铁路空调客车的发展推进到一个新的历史时期。从而对车辆的气密性提出了更高的要求。空调系统是车内通风的基本方式，直接影响客室内的空气质量，包括客室内空气中的CO2含量、有害气体浓度及细菌含量等。在客车这种人群密度高、聚集时间长的密闭空间，空气质量对人们的健康影响很大，甚至成为疾病的传播途径之一。并且随着人民生活水平的提高，人们对乘车的舒适程度要求越来越高，因而空调系统作用是否良好成为衡量列车舒适程度的一项重要指标。 （一）、客车空调装置组成 客车空调装置通常由通风系统、空气冷却系统、空气加热系统、空气加湿系统及自动控制系统五大部分组成。空调客车的空气调节是将一定量的新鲜空气和车内的再循环空气混合，经过
处理，以一定的速度送入车内，并将车内一定量的污浊空气排出车外，将车内空气的温度、湿度、洁净度和流动速度控制在一定的范围内。客车空调装置对空气的处理主要包括对空气的除尘、冷却、加热、加湿、减湿等。客车空调装置按供电方式不同可分为本车供电式和集中供电式。按安装方式不同可分为集中式和单元式。本设计将以装有集中供电单元式空调机组的25G型空调客车为例，分析空调装置的故障查，处理过程。 （二）、基本工作原理 通风：在通风机的作用下，将经过处理的空气输送分配到客室并形成合理的气流组织，同时排出室内多余的污浊空气，使室内空气参数满足舒适和卫生要求。通风系统主要由通风机组、空气过滤器、送风道、送风口、回风口、废气排风机等组成。降温：车内的循环空气及由新风道引入的新鲜空气，由机组的通风机吸入，在蒸发器前混合，通过蒸发器得到冷却，并由机组前端部出风口送入车顶通风道各格栅，向车内吹出冷风。在制冷系统连续工作下使车内温度逐渐降低，并由温度调节器自动调节车内空气温度。制暖：由新风口引入的新鲜空气及车内循环空气，被机组的通风机吸入在电加热器前混合，通过电加热器加热。被加热的空气，由通过机送入车内风道各格栅，向车内送热风，使车内温度徐徐上升，并由温度调节器自动调节车内空气温度，保持车内一定的舒适温度。加湿：目前，我国在一般车辆的空调装置中不设加湿系统，仅在某些高级公务车及特殊要求车辆上才设此
我国客车空调装置的发展历程及趋势 王文平 (内蒙古铁路高级技工学校,内蒙古呼和浩特 010000) 摘 要:近年来,我国铁路的发展方向是高速重载。在全国铁路干线大提速的同时,旅客列车的乘坐环境也越来越舒适,提供舒适条件的技术保障是客车空调装置。本文阐述了我国铁路客车空调的发展历程及方向,并对今后客车空调的改进方向作了简明扼要的论述。 关键词:客车空调装置;集中式供电;分装式空调机组;单元式空调机组;全封闭式压缩机 中图分类号:U271 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2005)11—0078—02 1 铁路客车的发展历程 铁路客车空调装置是控制客车车厢内温度、湿度、风速、清洁度及噪声,并使之达到规定标准的空气调节装置。 早在30年代,世界上工业比较发达的国家就开始使用空调客车,50年代开始普及,60年代得到大量发展,与此同时,空调机组的形式和用电方式也在不断更新和发展。 我国从50年代开始生产空调客车,但发展速度较慢。1958年,四方机车车辆厂设计了我国第一列空调客车。1966～1968年,四方机车车辆工厂又设计制造了中越联运18型空调软卧和硬卧客车。1976年以后,为了满足旅游事业不断发展的需求,四方机车车辆工厂,为“广九”铁路通车生产了“广九”空调客车。1980～1981年,四方、长春、蒲镇车辆工厂分别试制了25.5米干线空调客车。为了探求适应我国客车空调装置的新形式,从1980年开始,长春客车厂开始引进和试制单元式空调机组并把它确定为我国空调客车的主导型式,此后生产的空调客车均采用这种形式。到90年代,我国空调客车得到了突飞猛进的发展,1989年我国利用日元贷款生产了168辆25.5m新型集中供电空调客车(即25A型空调列车),被视为空调客车发展史上的一个里程碑。它由长春客车厂、唐山机车车辆厂、蒲镇车辆厂联合设计制造,在生产过程中大量使用新材料、新技术、新工艺和新结构,在运用过程中,采用全列集中式供电,并于1990年9月投入运行,运用效果良好。继25A型空调客车之后,我国又生产了25G 型集中供电空调客车,在保证质量和性能的前提下,主要下调了使用材料的档次,以降低成本,适应我国国情。1994年前后,我国又研制了广深准高速铁路25Z型全列空调客车,这是一种高档、舒适、快捷的新型铁路空调客车。目前,为了适应铁路全面大提速的需求,25K型全列空调快速客车已经投入使用,并进入迅速发展的阶段。 随着经济的发展,技术的进步,人民生活水平的日益提高,空调客车占全国客车保有量数的比例越来越大,而且将会出现数量更多、性能更稳定的“轻、快、稳”的空调客车。 2 客车空调装置安装形式的转变 从客车空调供电方式来看,客车空调经历了由本车供电向集中供电的转变。所谓本车供电指的是空调客车装置的用电由本车车轴发电机供电或单车柴油机发电机组供电。这种供电方式的特点是:电压制为110V,空调装置的使用不受整车电压的影响,列车编组较为灵活;但车内用电器的互换性较差,维修量大。集中式供电是指全列车空调装置的用电由地面电站通过接触电网集中供电或由列车中编挂的发电车集中供电。这种供电方式的特点是:具有良好的机动性和适应性,不受机车牵引动力的 ·78· 内蒙古科技与经济 NMG KJYJJ 收稿日期:2005年3月6日
DC600V供电铁路空调客车车下电源运用检修 摘要：DC600V铁路空调客车车下电源装置的运用与故障检修，客车运用部门可以采取多种方案和措施，采用现车整体修与落地修相结合的办法。以运用车间维修为主，售后维修为辅，委外修为补，建立合理的维修保障机制。通过培养自己的检修队伍，完全有能力用好、修好DC600V客车车下电源装置。 关键词：铁路DC600V空调客车电源故障检修维修 DC600V直供电铁路空调客车，现己成为既有铁路客车的主力车型。对于此类客车，铁路车辆运用部门最大的难点就是车下电源的故障的处理。由于车下电源的生产厂家多，再加上统型规范，造成各机型存在个体差异性，甚至同一个厂家的不同批次产品，也不能通用，这就给运用部门的检修带来很大困难，这也是困扰检修部门的一个技术难题。车下电源的故障维修问题，已是摆在运用部门面前的一个重要课题。怎么维修？委外修还是自主修？该文就此问题将进行深入探讨与研究。 1车下电源介绍 车下电源厂家有常州新誉（原常牵）、铁科院、株洲时代、南京华士、武汉正远、青岛四方研究所等。各厂家的电源结构并不相同，宏观看，有集成和非集成两种，集成电源只要提供DC600V电源和控制电源就可以启动，便于拆卸检修，如常州新誉的电源。 有些电源虽说也高度集成，但由于其外围电路设置在模块框架以外，拆卸检修时，单独提供上述电源不能启动，必须把外围电路的信号反馈给模块才能启动，所以针对这类电源，如要落地检任，还需要装配一套模拟外圈电路才能实现落地修。如株洲时代的电源、武汉正远的电源。 铁科院电源、南京华士电源采用非模块化的结构，所以其电源不便实施落地修，只能现车修。根据电源的结构特点区分；最便于维修的逆变器为常州新誉的，最不便于维修的是株所的电源，同时株所电源落地检修所需的控制电源引入的电气接人口也相对复杂。 2011年按照原铁道部的要求，对新造DC600V客车车下电源进行了统图，统一了电气接口、技术图纸、结构配置，形成抽屉化模式等，初步达到各家电源互换条件。这也在既有基础上又增加了不同类型的电源。 2维修方案探索 方案一：完全委外修 根据段委外修政策，确立外委单位。过保故障电源由外委单位负责维修。维修方式既可现场维修，也可采取落地返修方式。前提是要有替代品，以保证运用车电源无故障出库。
课题：汽车空调系统 佛山市顺德区胡宝星职业技术学校叶旭飞黄一心 教学设计理念 根据中职生好奇心强和喜欢动手的特点，通过动漫创设情景，激发学生学习的兴趣；通过多媒体仿真软件中的模拟实操，使学生更易掌握知识点；通过多媒体课件中的教学互动，使学生成为学习的主体能够促进教师教学的改进；通过多媒体课件中的评价系统，学生可以检测掌握知识的情况。 教材分析 一、教材地位和作用 本文选自职业技能培训教材中国劳动社会保障出版社的《汽车空调维修知识与技能》第二章汽车空调结构及原理。汽车空调的结构组成和制冷原理是本章的重点，只有掌握好这部分内容，学生才能更好进行故障分析和检修。 二、教学目标 根据教学大纲和教学内容，结合学生实际，特制定如下教学目标。 知识目标：1．掌握汽车空调的基本结构及作用； 2．理解汽车空调的制冷原理。 能力目标：1．通过对汽车空调模拟的操作；掌握空调的制冷原理和操作方法； 2．通过实物图片和动画的展示，培养学生的观察分析能力； 情感目标：1．通过创设情景、实物演示，激发学生的好奇心和求知欲； 2．通过多媒体仿真软件提供自主学习和反馈，增强学生的自信心和成就感； 三、教学重点与难点 重点：1．汽车空调的基本结构及作用； 2．汽车空调的制冷原理。 难点：汽车空调的制冷原理。 四、教学方法 达尔文说：“最有价值的知识是关于方法的知识。”中职学生的学习问题主要是方法问题，因此，我在教学过程中力求突出方法的渗透。1．实践导向法；2．直观分析法；4．问题引导法；5．学练相结合的方法。
五、教时、教具和课前准备 教时：2课时（第1课时主要完成“看一看”、“想一想”、“学一学”中的汽车空调的 基本结构及作用部分， 第2课时主要完成“学一学”中的汽车空调的制冷原理、“做一做”、“练一练”、“评一评”部分） 教具：多媒体仿真软件。 课前准备：教师一周前下发要求，让学生上网查阅汽车空调的相关资料和观察汽车空 调实物构成，为新课学习奠定一定的基础。 教学过程 根据该教学任务，通过多媒体仿真软件将教学内容设计成六个环节，如下图所示： 一、“看一看” 创设情景 通过炎炎夏日，母子驾车外出郊游，使用空调的动漫导入新课，配合音乐，创设情景，激发学生学习和探究的兴趣。 “看一看” 创设情景 “想一想” 激发思维 “学一学” 掌握知识 “做一做” 仿真实操 “练一练” 巩固知识 “评一评” 教学反馈
我国铁路客车空调的现状及改进探讨 摘要：25型铁路客车已在我国运用多年，其客室的空气调节采用定速空调技术。定速空调在使用过程中应对不同冷量需求时调节范围小，控制方式较简单，造成 制冷量供给和需求匹配度不高，乘客舒适性有待提高。随着车辆电源技术向集 中或相对集中供电发展，空调技术一方面需要进行相应的技术升级以适应电源技 术发展，另一方面需要通过技术改进提高空调能效，节能降耗，同时提高乘客 舒适性。 关键词：铁路客车；空调现状；改进探讨 1.25型铁路客车变频空调的设计 为适应既有车辆车体结构及空调安装尺寸等，研究设计的变频空调安装接口 及外形尺寸应与原定速空调一致，空调电气系统也保持原来框架格局不变，以减 少对既有电气控制的变动影响。在此前提下研制的变频空调便于在既有车辆上进 行装车试验验证，并可在相同的使用环境下对变频空调和定速空调进行对比试验 研究。变频空调的设计在主体结构不变的前提下，主要从换热系统变频设计和电 气控制系统变频设计两方面展开。 1.1换热系统变频设计 将原定速空调的换热系统改为适应变频运行的换热系统主要从压缩机和节流 装置两方面进行。目前，变频压缩机一般采用三相交流异步电动机和同步电动机 2种形式。本文采用三相交流异步电动机变频压缩机，其生产厂家与原定速压缩 机相同，运行频率范围为30~90Hz，制冷剂为R407C型环保冷媒。三相交流异步 电动机变频压缩机为开环异步控制方式，与原定速压缩机相比，只需提供符合变 频电动机电压-频率曲线的VVVF电源即可，无其他驱动控制变动需求;而同步电动 机变频压缩机的同步运行控制方式较为复杂，对电磁环境要求也较高。 鉴于本设计采用的电气分布形式以及电气接口与原定速空调兼容性的要求， 本文不采用同步电动机变频压缩机。节流装置选用热力膨胀阀，相对于定速空调 采用的毛细管，热力膨胀阀一方面能在一定范围内对制冷剂节流流量进行调节， 从而对压缩机起到保护作用，提高压缩机运行的可靠性;另一方面不需要增加电子 控制，符合空调电气接口保持兼容性的要求。围绕变频压缩机和热力膨胀阀的应 用对相应的连接管路做出调整，在不改变换热器尺寸和安装方式的前提下对换热 器进行优化。其他如冷凝风机、通风机、新风预热器等采用与原定速空调型号相 同的部件并保持兼容性。 1.2电气控制系统变频设计 以保持原车空调电气控制的构成及分布形式，尽量沿用原方法对空调电气系 统进行检修和维护为前提，展开变频空调的电气控制系统设计。电气控制系统设 计主要针对变频压缩机的变频驱动和空调变频化后的整机控制策略。变频空调的 电气系统由三部分构成:车内综合电气柜中相关的空调控制部分、车下逆变电源箱 中的压缩机变频器、车顶空调机组内的电气部件。整个变频空调电气系统与原定 速空调电气系统最大的不同为:压缩机的电源由原辅助逆变电源提供的AC 380V、50Hz交流电变为由压缩机变频器输出的VVVF交流电。车内综合电气柜与空调相 关的硬件主体构成保持不变，对控制软件重新设计以实现对变频空调的信息采集 和变频运行控制功能。 同时与车下逆变电源箱的压缩机变频器通信以控制变频器的启停、输出电压 和频率。车内综合电气柜内的PLC采集室内和室外温度，当室内外温度变化时自
第一章空调基本知识 1.1 空调装置的组成 客车空调装置组成：客车空调装置通常由通风系统、空气冷却系统、加热系统、加湿系统及电气控制系统五大部分组成。 铁路客车单元式空调机组是将压缩机、冷凝器、冷凝风机、气液分离器、干燥过滤器、毛细管（或膨胀阀）、通风机、蒸发器和空气预热器等集中在一个不锈钢箱体内，组成一个完整的单元吊装在车顶上。 该型机组的特点是：体积小，重量轻，结构紧凑，机组互换性好和检修方便。同时由于机组安装在车上，还可避免车辆排放废水和脏物对冷凝器的腐蚀，延长机组的使用寿命。空调机组一体化后，制冷设备管路大为缩短，不但节省大量的有色金属，还可减少泄漏。 单元式空调机组安装在车顶端部，与其配套的空调电气控制柜安装在车内配电室。空调机组与电气控制柜通过电气连接器（插头：P48K20TY-G，P48K26TY-G；插座：P48J20ZY-G，P48J26ZY-G）连接，由发电车集中供电。空调机组出风口与车内风道之间通过软风道连接，空调机组处理后的空气经车内风道由送风口送入客室内，以达到调节车内空气的目的。 1.2 客车空调基本工作原理 制冷剂循环系统： 蒸发器中的液态制冷剂吸收空气的热量（空气被降温及除湿）并开始蒸发，最终制冷剂与空气之间形成一定的温度差，液态制冷剂亦完全蒸发变为气态，后被压缩机吸入并压缩（压力和温度增加），气态制冷剂通过冷
凝器（风冷/水冷）吸收热量，凝结成液体。通过膨胀阀（或毛细管）节流后变成低温低压制冷剂进入蒸发器，完成制冷剂循环过程。 空气循环系统： 风机负责将空气从回风口吸入，空气经过蒸发器（降温、除湿），加湿器，加热器（升温）后经送风口送到所需空间内，送出的空气与空间内的空气混合后回到回风口。 电器自控系统： 包括电源部分和自动控制部分。 电源部分通过接触器，对压缩机、风扇、加湿器等供应电源。 自动控制部分又分为温、湿度控制及故障保护部分； 温湿度控制是通过温湿度控制器，将回风的温湿度与设定的温湿度作对比，自动运行压缩机（降温除湿），加湿器，加热器等原件，实现恒温恒湿的自动控制。 1、通风：在通风机的作用下，将经过处理的空气输送分配到客室并形成合理的气流组织，同时排出室内多余的污浊空气，使室内空气参数满足舒适和卫生要求。通风系统主要由通风机组、空气过滤器、送风道、送风口、回风口、废气排风机等组成。 2、降温：车内的循环空气及由新风道引入的新鲜空气，由机组的通风机吸入，在蒸发器前混合，通过蒸发器得到冷却，并由机组前端部出风口送入车顶通风道各格栅，向车内吹出冷风。在制冷系统连续工作下使车内温度逐渐降低，并由温度调节器自动调节车内空气温度。 3、制暖：由新风口引入的新鲜空气及车内循环空气，被机组的通风机吸入在电加热器前混合，通过电加热器加热。被加热的空气，由通过机送入车内风道各格栅，向车内送热风，使车内温度徐徐上升，并由温度调节器自动调节车内空气温度，保持车内一定的舒适温度。
国内外铁路客车空调现状及发展综述 学号：2008××××专业： 铁道××姓名： ×× 我国铁路客车空调的现状 我国客车空调起步较晚，在无强迫通风客车及空调客车以前，客车通凤只能处于自然通凤状态，夏季是靠开窗、车顶风扇及自然通风器进行换气，冬季则全靠自然通凤器换气，所以车内空气品质极差。自从20世纪80年代开始，铁路空调才得以迅速发展，日前我国铁路客车普遍采用车顶单元式空调机组。通过近几年的应用实践表明，该空调机组基本上能满足夏、冬两季的供冷和供热要求，为旅客提供了舒适的乘车环境。但与世界先进国家相比，无论是技术还是工艺方面，我国铁路客车空调仍然处于相对落后状态。 主要表现在以下几个方面： 1、客车通风系统设计不当。目前很多空调客车通风量各不相同、风量较大的空调客车造成微风速超标，而风量小的制冷效果又不好，达不到车厢内的温、湿度要求。这些都影响旅客的舒适性，并造成了不必要的能量浪费。 2、客车室内温、湿度控制不当。车厢内温、温度控制不当是旅客抱怨较多的一个问题。在很多空调客乍的运行过程中，白天和夜晚的送风员从本保持不变，造成旅客夜间炸遍反映较冷而不能休息。这种情况是由于空调系统供冷缝与室外气候的变化和车厢内热、温负荷的变化不相适应造成的。 3、新凤量不足。新风最不足直接导致了旅客对室内空气品质（IAQ）的不满意。很多长期乘坐空调客车的旅客反映经常会感到头晕气闷、喉咙干燥等不良症状。这些大都是由于车厢内空气品质较差而引起的。究其原因，是因为车厢内新风量不足。这与客车空调的系统设计及运行管理有关。
4、空调系统能耗大。日前使用的单元式空调机组的耗电量很大。以编组18辆全列空调客车为例，其中硬座7辆，软卧1辆，其余为硬卧。空调发电车平均发电量700kW，空调耗电几乎占总发电量的50%，单机能效比只有 2.0左右。因此每列客车均配有专门的空调发电车以满足空调系统运行所需要的电力，空调发电车耗电高直接导致运营的经济效益的下降。 5、氟利昂制冷剂的禁用问题。氟利昂蒸汽压缩机组以其制冷效率高、技术成熟等优点被广泛应用于几乎所有的客车空调装置中。但该系统存在着致命的弱点，即它所采用的工质氟利昂危害大气中的臭氧层，是一种受环保限制的工质。此外，氟利昂价格较高，在客车空调运行和检修过程中氟利昂的泄漏使得客车运行和维护成本增加。因此，这种制冷装置的工质替代和换型是大势所趋。 国外铁路客车空调的现状 以xx为例： 二十多年以前，日本铁道车辆就开始使用空气调节装置，但近年来发展特别迅速。目前在日本铁道车辆上采用空调装置的种类和车种如下表，装备车辆总数达600多辆。铁路客车空调的发展趋势 新客车空调不是一些零星的改进，而是每一部件都有它的新结构，组合起来，成为一套崭新的客车空调，代表今后一段历史时期的发展方向，需具备下列特点和功能： 1、结构特点： 首先，它应当具备重量轻，体积小，效率高和结构紧凑的特点。另外，还应使用可靠、寿命长，在运行途中少检修或不需检修。只有这样，才能适应客车空调的要求。例如涡旋压缩机在国外被誉为不需检修的设备；新设计的蒸发器和冷凝器是热效率比较高的产品；毛细管加蒸发器温度自动调节阀，运转可靠性远较热力膨胀阀为高，都比较理想的部件。 客车空调系统使用的压缩机是全封闭式压缩机，这种压缩机结构紧凑，密封性好，体积小重量轻，电机能被制冷剂很好的冷却。但这种压缩机的缺点是
客车空调装置试题 一、填空题（36） 1.城市轨道交通旅客运输车辆的种类很多，我国拥有地铁、轻轨、有轨电车 三种。 2.铁路客车空调机组主要分为两类：单元式和集中式空调机组。（P2） 3.铁路冷藏车的主要类型有：加冰冷藏车、机械冷藏车、冷冻板式冷藏车、 无冷源保温车、液氮和干冰冷藏车。 4.影响车内空气品质的因素有：一氧化碳、空气微生物、二氧化碳、尘埃、 新风量。 5.客车隔热壁传热过程分为三个阶段，表面吸热、结构透热和表面放热。 6.隔热壁的水分凝结有两种情况，即水蒸气的压力差、隔热壁的渗透性。 7.在铁道车辆中，常用的制冷方法：蒸汽压缩式制冷、冰盐混合物制冷、干 冰制冷、空气制冷、半导体制冷、液氮制冷。 8.单级蒸汽压缩式制冷系统由蒸发器、冷凝器、压缩机、节流装置组成。 9.习惯上我们又称制冷剂为制冷工作介质或简称工质。 10.常用制冷剂有水、氨、氟利昂、混合制冷剂。（P44） 11.制冷压缩机根据其对制冷剂蒸汽的压缩热力学原理分为容积型、速度型两 大类。（P67） 12.制冷压缩机在结构上常见种类有往复式活塞压缩机、回转式压缩机、螺杆 式压缩机、滚动转子式压缩机、离心式压缩机。（P67）
二、名词解释（24） 1.什么是制冷？（P1） 制冷是指用人工方法在一定时间和一定空间内将物体或空间内的流体冷却，使其温度低于周围环境介质的温度，并维持在某一低温范围内的过程。 *所谓的环境介质就是指自然界的空气和水。 2.过热度和过冷度。（P37） 制冷循环中，相同压力下，制冷剂的温度高于饱和温度的差值称为过热度。制冷循环中，相同压力下，制冷剂的温度低于饱和温度的差值称为过冷度。 3.制冷机工况。（P72） 是指制冷机在一种特定工作温度条件下的技术指标。 三、问答题（40） 1.高速客车空调系统的特点？ 高速客车空调系统的特点有： 1)舒适性好。 2)功耗较低。 3)安装位置低。 4)运转部件少。 5)占用空间小。 6)空气调节性能好。 7)工作环境适应能力强。 （符合对高速客车空调的要求） 2.制冷剂在物理化学性质方面应符合哪些要求？（P42）
. .. . 毕业论文 Mazda6轿车汽车空调系统故障诊断 方案设计
二零一五年十一月 汽车空调系统故障诊断设计 摘要 汽车空调系统是实现对车厢空气进行制冷、加热、换气和空气净化的装置。它可以为乘车人员提供舒适的乘车环境，降低驾驶员的疲劳强度，提高行车安全。空调装置已成为衡量汽车功能是否齐全的标志之一。 本文对汽车空调的发展史、汽车空调的基本原理和基本组成了进行阐述，并介绍了汽车空调检修的基本工具，着重对汽车空调中常见的故障现象进行了分析并对出现的故障给出了解决方案。最后结合在
一汽马自达4S店的工作实际对Mazda6轿车的空调常见故障及解决方法进行了介绍。 关键词：汽车空调故障检测故障维修原理 目录 前言 (4) 2.空调系统的原理与组成 (5) 2.1汽车空调的工作原理 (5) 2.2汽车空调的组成 (7) 3.汽车空调的检修 (8) 3.1汽车空调检修的基本工具 (8) 3.2汽车空调制冷系统检修的基本操作 (9) 3.2.1 制冷系统工作压力的检测 (9) 3.2.2从制冷系统放出制冷剂具体方法 (10) 4.空调故障分析与排除及维修案例 (11) 4.1空调故障分析与排除及维修案例 (11) 4.2空调故障检修实例 (11) 结论 (18) 参考资料 (19)
前言 汽车诞生距今已有100多年了，但第一台汽车空调装置直到1927年才出现。当时汽车空调的容仅仅是加热器和通风系统。1940年，英国Packard汽车公司第一次提供了通过制冷方式使车空气凉爽的方法。第二次世界大战后，汽车空调开始有了实质性的发展，在技术上和数量上都有了很大的提高。 随着汽车工业的迅猛发展和人民生活水平的日益提高，汽车开始走进千家万户。人们在一贯追求汽车安全性、可靠性的同时，如今也更加注重对舒适性的要求。因而，空调系统作为现代轿车基本配备，也就成了必然。目前，汽车空调已经广泛应用在现代汽车上。它不仅可以改善驾驶员的工作条件，提高其工作效率和驾驶安全性，同时还可以提高汽车等级，改善汽车的乘坐舒适性。汽车空调不再是一种奢侈
国内外铁道车辆空调的发展现状 20097823 陈小林铁道车辆2班 20世纪90年代以来，随着生活水品的不断提高，人们对乘坐铁路列车的舒适性要求也越来越高，这也促进了我国铁路空调列车的快速发展。列车空调经历了分体式到整体式的发展，其技术日趋成熟。目前我国铁路列车车用空调机组主要是车顶单元式。经过不断的改善，现已形成标准化、系列化。虽然我国列车空调技术发展速度也很快，技术也越来越成熟，但和先进国家相比仍有较大差距。国内铁道车辆空调的发展。 1．普通旅客列车空调 我国铁路客车空调装置的结构形式主要分为：分装式和车顶单元集中式两种类型。分装式空调机组通常是将压缩机、冷凝器、冷凝风机和储液罐安装在车下，而将通风机、蒸发器、膨胀阀和空气预热器等置于车顶的一端。这些机组的形式主要有KK一30和KK一50型。目前除了由西德进口的客车仍采用这些类型外，国产客车的空调机组己逐步被车顶单元集中式所取代。分装式机组的主要缺点是体积大，拆装困难和检修不方便，同时由于制冷设备管路较长，接头较多，容易产生泄漏。车顶单元集中式空调机组是将压缩机、冷凝风机、气液分离器、干燥过滤器、毛细管(或膨胀阀)、通风机、蒸发器和空气预热器等集中在一个箱体里组成一个完整的单元，安装在车体的一端或两端，有的置于车体的中部。目前这类空调机组有KLD一29、KLD一40、KLP4.7A型等。集中式空调机组的优点是体积小、重量轻、结构紧凑，机组互换性好和检修方便，同时，因空调机组安装与车上，还可与避免车体排放的废水和脏物对冷凝器的腐蚀，延长机组的使用寿命。集中式空调机组一体化以后，制冷设备管路大为缩短，不但可以节省大量的有色金属，还可以减少泄漏。实际上，我国空调车所装配的单元集中式空调机组均采用全封闭式制冷压缩机，能量调节采用停、开压缩机的办法来实现。以空调硬座车为例，每台机组有两台制冷压缩机，每车共四台制冷压缩机，可实现输气量的100%、75%、50%、25%、0五档调节。但实际的运行过程中，只能实现100%、50%、O三档调节。输气量的调节也就是压缩机的启动，由温度控制器启动其停机温度点，根据车内热负荷的变化可以不开压缩机至全开压缩机来实现输气量调节。 2．高速列车空调 高速列车空调的布置，由于速度高，必须降低安装重心。动车普遍采用车下
铁路客车电气综合控制柜空调机组的保护研究 发表时间：2019-02-18T14:37:19.427Z 来源：《科技新时代》2018年12期作者：郝志敏[导读] 新造空调客车上已采用了铁路客车电气综合控制柜(以下简称综合控制柜)，并投入各铁路局全面使用。 中车唐山机车车辆有限公司河北唐山063000 摘要：综合控制柜采用PLC对空调机组的负载电流实时监测，同时与热继电器、过流继电器组成双重保护，对压缩机、空气预热器出现的过载、过流、三相电流不平衡、缺相的故障及时有效的进行诊断并保护，同时通过触摸显示屏进行故障信息提示，方便了车辆乘务人员对空调机组出现故障的处理。 关键词综合控制柜;PLC;过载保护;过流保护引言：目前，新造空调客车上已采用了铁路客车电气综合控制柜(以下简称综合控制柜)，并投入各铁路局全面使用。综合控制柜的控制核心采用可编程控制器(以下简称PLC)，PLC通过微型可编程序终端(以下简称触摸屏)接受各种指令，并自动执行相应的操作步骤，对电气系统运行中出现的各种故障及时进行诊断、显示或保护;实时存储电压、电流及各种工况控制的运行记录，同时通过网关和车辆LONWORKS网络进行联网通讯。 1综合控制柜的保护功能 综合控制柜具有完善的故障诊断、保护功能;热继电器、过流继电器与电子保护并存。综合控制柜中采用的PLC是OMRON公司专门研制开发的PLC(CPM2A-CPU61)，模拟量输入点为17路(V1-COM1、V2-COM2……V17-COM17)，其中V7-COM7、V8-COM8、V9-COM9为Ⅰ号空调机组三相工作电流的输入点;V10-COM10、V11-COM11、V12-COM12为Ⅱ号空调机组三相工作电流的输入点。由于PLC的模拟量输入点数有限，同时还需要监控供电主回路的三相总电压、三相总电流、交流总漏电流、蓄电池充放电流、蓄电池电压、整流电源模块输出电压。考虑到空调机组中通风机、冷凝风机负载较小，应重点保护压缩机(空气预热器)负载，因此通风机、冷凝风机负载只用热继电器保护;压缩机(空气预热器)负载除了电子保护外，压缩机还有过流继电器保护，空气预热器还有熔断器保护，形成两级保护。由于空调机组的制暖工况和制冷工况不会同时存在，因此Ⅰ号空调机组中的压缩机和空气预热器共用一组电流传感器JK4(3个单相电流传感器)，对压缩机1-1/1-2(空气预热器1-1/1-2)的三相工作电流进行实时采样;Ⅱ号空调机组中的压缩机和空气预热器共用另一组电流传感器JK5(3个单相电流传感器)，对压缩机2-1/2-2(空气预热器2-1/2-2)的三相工作电流进行实时采样。 2保护功能的工作原理 2.1空调机组全自动半工况(半冷或半暖)运行 机组主回路中三相电流传感器JK4所测得的是Ⅰ号空调机组中压缩机1-1或压缩机1-2的三相电流值(即单台压缩机或单台空气预热器的电流值);三相电流传感器JK5所测得的是Ⅱ号空调机组中压缩机2-1或压缩机2-2的三相电流值(即单台压缩机或单台空气预热器的电流值);综合控制柜上触摸显示屏显示的1#、2#电流为Ⅰ号空调机组和Ⅱ号空调机组中单台压缩机或单台空气预热器的电流值。 (1)压缩机(空气预热器)过载保护 当电流传感器JK4、JK5实时监测的压缩机三相工作电流中某相电流为PLC中设定的压缩机电流值的1.5倍，并持续1min，将对压缩机(空气预热器)进行过载保护，切断相应负载电源，触摸显示屏将显示相应压缩机过载的故障信息并记录。 (2)压缩机(空气预热器)过流保护 当实时监测的压缩机三相工作电流中某相电流为PLC中设定电流值的2.0倍，并持续2s，将对压缩机进行过流保护，切断相应负载电源，触摸显示屏将显示相应压缩机过流的故障信息并记录。 (3)压缩机(空气预热器)三相电流不平衡保护 ①当实时监测的压缩机三相电流值最大(或最小)值与平均值的偏差大于15%时，将在10s左右切断压缩机电源进行保护，触摸显示屏将显示相应压缩机三相电流不平衡的故障信息并记录。②当实时监测的空气预热器(PTC元件)三相电流值最大(或最小)值与平均值的偏差大于20%时，触摸显示屏显示出相应空气预热器三相电流偏载的报警提示，但空气预热器仍可继续工作;当偏差大于等于30%时，将在10s内切断相应空气预热器电源进行保护。 2.2空调机组试验位半工况运行 空调机组在“试验冷”或“试验暖”的半工况运行的过程中，PLC需要利用电流传感器JK4、JK5去监测压缩机的三相工作电流。若其压缩机呈现出过载、过流等的故障，那么就可以使用和空调机组全自动半工况运行故障处理以及监测方式进行处理。如果压缩机出现了三相不平衡等的问题，那么其实际的触摸屏幕上只能显示出故障的一系列信息内容。OLC根本无法进行自动的切断处理，故障负载电源问题也比较明显，压缩机需要让过流继电器和熔断器进行做功，实时的对其开展过流的保护工作。 2.3空调机组全自动全工况运行 空调机组在全工况的运行过程中，机组主回路中三相电流传感器JK4所测得的是Ⅰ号空调机组中压缩机1-1和压缩机1-2总的三相电流值(即两台压缩机或两台空气预热器的总电流值);JK5所测得的是Ⅱ号空调机组中压缩机2-1和压缩机2-2总的三相电流值(即两台压缩机或两台空气预热器的总电流值)。触摸显示屏上1#、2#电流为Ⅰ号空调机组和Ⅱ号空调机组中两台压缩机或两台空气预热器的总电流值。如此时空调机组发生过载、过流、三相电流不平衡、缺相故障时，PLC先要判断出Ⅰ/Ⅱ号空调机组中具体哪一台压缩机发生故障。 3压缩机故障误报警分析 分析综合控制滚的反馈状况，采用现场勘察、分析等形式找出压缩机所存在的误报警问题，就其问题探究原因，制定出合理的问题处理方案。 压缩机电流设定值设置问题、同种型号的空调机组所使用的压缩机器额定标称电流数值都是相同，但是在实际的做功中，其电流数值的差异性是比较明显的，需要就具体的车辆现场状况去设置并调整参数。 当车辆开始运行后，其车辆的空调风道口灰尘量会比较大，过滤网会产生极为明显的堵塞现象，空调风量数值开始不断的减小，其负载电流的变化也十分的明显。风量会直接影响到空气预热器电流的变化状态。所以应当及时的开展清洗等的各项工作，保障过滤网的清洁程度，并对电流数值重新的进行设定。
实训报告 实训项目名称汽车空调控制系统 所属课程名称实训 实训日期 2015年1月5日~1月16日专业电子信息工程 班级电信12-1班 学号 姓名 成绩 工程实训
【实践目的及要求】 （1）学习怎样使用keil4以及AltiumDesignerSummer9软件； （2）学习设计汽车空调系统； （3）在设计过程中，完成如何利用软件实现仿真； （4）基于AT89C52控制3相6拍步进电动机，压缩机，4X4键盘，LCD 显示，DS18B20温度传感器，风机调速模块、鼓风机来实现汽车空调智能控制 【实践原理】 汽车空调系统是应用于汽车上的普遍的一个系统，而本次实训的目的就是实现汽车空调系统的基本功能，由于条件有限本次实训只是做出了一个基本的模型，他的基本原理是基于AT89C52芯片控制4X4按键、控制步进电机和鼓风机的制冷制热过程，读取安装在车、车外和蒸发器上的三个DS18B20温度传感器的实时感应三点温度，传到LCD显示车外温度。通过LCD 显示的菜单容来进行“制冷”、“制热”以及“自动调节”和“返回”来自己或者自动控制汽车室温度。 （一）、AT89C52的基本功能和参数指标 AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片置通用8位中央处理器和Flash存储单元。具体见图1。 图1 AT89C52单片机
汽车空调系统的主要模块有4X4键盘、LCD显示、DS18B20温度传感、3相6拍步进电机、压缩机以及风机调速模块控制下的鼓风机等，下面介绍上述各模块。 1.4X4键盘 4X4键盘的“5”“6”“7”“8”分别控制“制冷”“制热”“自动”“返回”。“1”对应“目标温度”即自己想要达到的温度。“2”和“3”则是对应目标温度的加减。具体见图2 图2 4X4键盘模块 2.LCD显示 车、车外和蒸发器上的三个DS18B20温度传感器的实时感应温度通过芯片显示在LCD上，还有我们根据实时温度需要做出一系列的操作，我们的操作指令也会显示在LCD上。由于ADS库没有LCD显示的器件，所以在这里我用LED的显示来代替。具体见图3。 图3 LCD显示模块
铁路客车空调系统设计计算 作者 朱明 内容提要:本文叙述了铁路客车空调系统设计计算方法，重点介绍了客车空调系统热工计算和通风系统风道阻力计算方法，对客车设计中的有关空调系统的学习和设计将有积极的帮助。 ※ ※ ※ 1概述 空调系统热工计算和通风系统风道阻力计算，是客车空调系统设计一个重要部分，它是空调机组的选型和通风道整体布置的理论依据。目前铁道客车的空调冷热负荷是按铁道部标准TB/T1957-91《铁路空调客车热工计算方法》和国家标准GB/T12817-2004《铁道客车通用技术条件》执行。为简化计算过程，采用稳定计算法计算空调负荷，在实际工作中还要通过性能试验和整车静止试验对设计进行验证。 2.空调客车车内外设计计算参数： 2.1使用条件： a)海拔高度:≤1500m b) 环境温度:高寒-40～+40℃，非高寒：-20～+40℃ c) 湿度:最大相对湿度≤90% d)列车空调系统能承受风、沙、雨、雪的侵袭 e) 列车运行速度25G型车120km/h，25T型车160km/h。 2.2计算参数： a) 夏季工况 外气温度：35℃ 相对湿度：60% 客室温度：24-28℃ 客室相对湿度：40%～65% 客室沿高度和长度方向上的平均温差≤3℃。 b) 冬季工况 外气计算温度：北京以南-14℃，非限定地区-35℃。 客室温度：18-20℃ 客室相对湿度：30%～60% 客室沿高度和长度方向上的平均温差≤3℃。 c) 新风量 夏季：20m3/n·p；当外温高于35℃时，为15 m3/n·p。 冬季：15m3/n·p；当外温低于-30℃时，为10 m3/n·p。
d) 车内微风速 夏季平均微风速≤0.25m/s 冬季平均微风速≤0.2m/s e) 客室空气含尘量≤0.10mg/m 3 f) 客室CO 2容积浓度≤0.15% 对于运行在北京以南的客车，当冬季车外空气温度低于－14℃时，客室內平均气温不应低于16℃； 当夏季车外空气温度高于35℃时，按下式计算客室内平均气温: t B =20＋0.5(t H －20) 式中，t B ：客室内平均温度 t H ：车外空气温度 3.空调热工计算 3.1夏季车内热负荷计算 3.1.1通过车体隔热壁的传热量 Ф1 = K ·F ·△t AB 式中：Ф1—通过车体隔热壁的传热量，W F —车体传热面积，m 2 F = B A F F × F A —车体外表面面积，m 2 F B —车体内表面面积，m 2 K —车体传热系数，W/m 2·K K = K S ·K g K S —修正系数 K g —车体传热系数理论计算值，W/m 2·K K g = ∑∑?i i i F F K K i = ∑?++n i W i N 1/1/11 αλδα αW —车体外表面换热系数，W/m 2 ·K αN —车体内表面换热系数，W/m 2·K δi —各层材料的厚度，m λi —各层材料的导热系数，W/m ·K
汽车空调系统设计毕业论文 目录 摘要................................................. 错误!未定义书签。Abstract ............................................. 错误!未定义书签。目录................................................................. I 1 概述.. (1) 1.1汽车空调的过去与未来 (1) 1.2汽车空调的功能 (2) 1.3汽车空调的特点 (2) 1.4汽车空调的分类 (3) 2 汽车空调系统的组成与控制 (4) 2.1汽车空调系统的组成 (4) 2.2 汽车空调系统中的主要结构部件 (4) 2.2.1压缩机 (4) 2.2.2冷凝器 (5) 2.2.3蒸发器 (5) 2.2.4膨胀阀 (6) 2.2.5孔管的工作原理 (6) 2.2.6储液干燥器与集液器 (6) 2.3 制冷系统的工作原理以及控制与调节 (7) 2.3.1压缩过程 (7) 2.3.2放热过程 (8) 2.3.3节流过程 (8) 2.3.4吸热过程 (8)
2.4 汽车空调取暖系统的类型 (9) 2.4.1按热源分类 (9) 2.4.2 按空气循环分类 (10) 2.5 汽车空调配气系统的功能 (11) 2.6 汽车空调的通风系统 (11) 2.7 汽车空调系统压力控制 (11) 2.8汽车空调系统的车速控制 (12) 2.9 汽车空调基本控制电路 (13) 3 汽车空调系统故障检修设备及方法 (14) 3.1 汽车空调故障检修设备 (14) 3.2 汽车空调系统故障诊断方法 (14) 3.2.1听 (14) 3.2.2看 (15) 3.2.3摸 (15) 3.3.4测 (16) 3.3 利用短路实验方法判断系统控制电路的工作状况 (16) 3.4福特轿车检修案例 (17) 3.5通用别克汽车空调系统排除案例 (18) 4 结论与展望 (20) 4.1 结论 (20) 4.2 存在的不足 (20) 4.3 展望 (21) 致谢 (22) 参考文献 (23)