摘要
汽车空调的普及，是提高汽车竞争能力的重要手段之一。随着汽车工业的发展和人们物质生活水平的提高，人们对舒适性，可靠性，安全性的要求愈来愈高。国内近年来，汽车生产厂家越来越多，产量越来越大，大量中高档车需要安装空调。因此，对汽车空调的研究开发特别重要。
本论文针对吉利LG—1空调系统匹配设计,对普通轿车空调系统的设计开发原理和特点进行了比较系统的阐述.
第一章概论
1.1 汽车空调的作用及其发展
汽车工业是我国的支柱产业之一，其发展必然会带动汽车空调产业的发展。汽车空调作为空调技术在汽车上的应用，它能创造车室内热微环境的舒适性，保持车室内空气温度、湿度、流速、洁净度、噪声和余压等在热舒适的标准范围内，不仅有利于保护司乘人员的身心健康，提高其工作效率和生活质量，而且还对增加汽车行始安全性具有积极作用。
就世界上汽车空调技术发展的历史来看，其发展的速度也是惊人的。1927年就诞生了较为简单的汽车空调装置，它只承担冬季向乘员供暖和为挡风玻璃除霜的任务。直到1940年，由美国Packard公司生产出第一台装有制冷机的轿车。1954年才真正将第一台冷暖一体化整体式设备安装在美国Nash牌小汽车上。1964年，在Cadillac轿车中出现了第一台自动控温的汽车空调。1979年，美国和日本共同推出了用微机控制的空调系统，实现了数字显示和最佳控制，标志着汽车空调已进入生产第四代产品的阶段。汽车空调技术发展至今，其功能已日趋完善，能对车室进行制冷，采暖，通风换气，除霜（雾），空气净化等。我国空调产业发长速度虽然较快，但是目前国内车用空调系统生产基本上仍是处于引进技术与开发、研究并举的阶段。
1.2 汽车空调的特点
汽车空调使用的特殊性，决定了它在结构、材料、安装、布置、设计、技术要求等方面与普通空调，如建筑物空调，有着较大的差别：
1）在动力源处理上，车用空调压缩机只能采用开启式的结构型式，这就带来空调系统轴封要求高，制冷剂容易泄漏的问题。
2）作为空调的对象，汽车车室容积狭小，人员密集，其热、湿负荷大，气流分布难以均匀，要求所选配的车用空调机组制冷量要大，能降温迅速。
3）当车用空调装置消耗汽车主发动机的动力时，必须考虑其对汽车动力也操纵性能的影响，也必须考虑车速变化幅度大或变化频繁，给空调系统制冷剂流量控制、制冷量控制、系统设计带来的影响。
4）汽车本身结构非常紧凑，可供安装空调设备觉得空间极为有限，不仅对车用空调装置的外形、体积和质量要求较高，而且对其性能和选型也会带来影响。5）汽车是运动中的物体，对汽车空调系统各组成部件的振动、噪声、安全、可靠等方面的技术要求严格。
6）车用空调装置的结构、外形和布置，必须考虑其对汽车底盘、车身结构件及汽车行驶稳定性、安全性的影响。
第二章课题的目的及现实意义
2.1 课题主要目的
本空调系统的国产化开发是按照浙江吉利轿车的要求进行系统仿制，本着通用性和互换性的原则而进行的。本系统参照于日本威驰轿车空调系统，适用于小型轿车空调系统的研发。
压缩机总成的装配位置与原装系统相同，重新设计压缩机支架及涨紧机构，仍采用V型皮带轮。
风机、干燥器、电磁阀及各部件，位置和型号与威驰轿车原装系统选配相同。管路走向及固定方式与原装基本相同，对接口尺寸按我公司标准做相应的修改。第三章吉利LG—1空调系统设计计算
3.1 汽车空调的工作原理
汽车空调系统采用的是蒸汽压缩式制冷循环，图3.1为其工作原理图。
图3.1 汽车空调系统工作原理
1—压缩机 2—排气管 3—冷凝器 4—风扇 5、7——高压液管 6—干燥储液器8—膨胀阀 9—低压液管 10—蒸发器 11—鼓风机 12—感温包 13—吸气管
汽车空调制冷循环主要由下列四个过程组成：
1）．压缩过程, 低温抵压的制冷剂气体被压缩机吸入，并压缩成高温高压的制冷剂气体。该过程的主要作用是压缩增压，以便气体液化。这一过程是以消耗机械功作为补偿的。在压缩过程中，制冷剂状态不发生变化，而温度、压力不断上升，形成过热气体。
2）.冷凝过程. 制冷剂气体有压缩机排除后进入冷凝器。此过程的特点是制冷剂的状态发生变化，即压力和温度不变的情况下，由气态逐渐向液态转变。冷凝后的制冷剂液体呈高温高压状态。
3）.节流膨胀过程, 高温高压的制冷剂液体经膨胀阀节流降温降压后进入蒸发器。该过程的作用是制冷剂降温降压、调节流量、控制制冷能力。其特点是，制冷剂经膨胀阀时，压力、温度急剧下降，由高温高压液体变成低温低压液体。
4）.蒸发过程, 制冷剂液体经膨胀阀降温降压后进入蒸发器，吸热制冷后从蒸发器出口被压缩机吸入。此过程的特点是制冷剂状态有液态变化成气态，此时压力不变。节流后，低温低压液态制冷剂在蒸发器中不断吸收气化潜热，既吸收车内的热量又变成低温低压的气体，该气体又被压缩机吸入在进行压缩。
压缩机直接由发动机驱动，制冷剂经压缩机做功后变成高温、高压的蒸汽输出到冷凝器，冷凝器风扇使流经冷凝器的蒸汽温度降低，高温高压蒸汽冷凝成为较高温度的饱和过冷液体，通过高压液管流入干燥储液器，经干燥和过滤后，流过膨胀阀。通过膨胀阀的节流作用，制冷剂变成湿蒸汽而进入蒸发器，在定压下吸收空气中的热量而气化（从而使流经蒸发器的空气的温度降低成为冷气，并通过鼓风机送入车内，降低车内的空气温度）。气化后的制冷剂变成低温低压的过热蒸气，其又进入压缩机进行压缩。此即完成了汽车空调的一个制冷循环。通过制冷剂这样周而复始地循环，即实现了车厢内制冷的目的。
3.2对微弛空调系统进行数据采集
本系统为仿制系统，外形尺寸于原装系统基本相当。
散热板及翅片示意图，由于为仿制所以测量尺寸不够精准，所以其各部分数据均需要验算。
1、蒸发器设计
散热板: 宽Wt=58mm，高Ht=2.5mm，铝板厚δt=0.5mm。
可得:
内部流道尺寸 hH=Ht—2δt=1mm
Wh=Wt—2δt=57mm
翅片：宽度Wf=58mm，高度Hf=8mm，厚δt=0.1mm。翅片角度αl=36o，间距Lf=2mm。
2、冷凝器设计
冷凝器选用平行流式，散热层多孔扁管和翅片结构尺寸：
翅片宽度16mm，高度8mm，厚度0.135mm，翅片间距1.5mm，百叶窗角度27℃，扁管外壁面高度2mm，宽度16mm，分4个流层，扁管数目依次是14-9-7-5。取迎面风速4.5m/s。
3．其他部分由于本身没采用进口件，而且对于本公司来说主要是选配。所以没有仿制微弛。
空调系统设计计算
3.3 空调系统热负荷计算
为了消除车室内多余热量以维持温度恒定，所需要向车室内供应的冷量称为冷负荷。为了消除车室内多余湿量以维持车室内相对湿度恒定，所需除去的湿量称为湿负荷。汽车空调热湿负荷的计算，是确定送风量和正确选者空调装置的依据。1．空调系统冷负荷计算
本系统设计主要是估算冷负荷，以便压缩机的选配和两器的设计，本设计中主要是针对压缩机的选配，我们采用较容易确定的太阳辐射热QS和玻璃渗入热QG，他们的总合占系统的70%。即可得总负荷，为了安全再取k=1.05的修正系数。轿车一般的工况条件：
冷凝温度tc=63°，蒸发温度te=0°, 膨胀阀前制冷剂过冷温度△tsc =5°, 蒸发器出口制冷剂气体过热度△tsh=5,压缩机吸气温度ts=10°, 室外温度ti=35°, 室内温度t0=27°,轿车正常行驶速度ve=40km/h ,压缩机正常转速n=1800r/min.
太阳辐射热的确定
由于太阳照射，汽车车身温度升高，在温差的作用下，热量以导热方式传如车室内，太阳辐射是由直射或散射辐射构成，车体外表面由于太阳辐射而提高了温度，同时向外反射辐射热，因此，车体外表面所受的辐射强度按下式计算：
Q1=（IG+IS-IV）F= （IG+IS）F
其中——表面吸收系数，深色车体取 =0。9，浅色车体取 =0。4；
IG——太阳直射辐射强度，取IG=1000W/m2
IS——太阳散射辐射强度，取IS=40W/m2
IV——车体表面反射辐射强度，单位为W/m2
F——车体外表面积，单位为m2，实测F=1.2m2
可将太阳辐射强度化成相当的温度形式，与室外空气温度叠加在一起，构成太阳辐射表面的综合温度tm。对车身维护结构由太阳辐射和照射热对流换热两不部分热量组成：
Qt=[a（tm-t0）+（tm-ti）]*F
式中:
Qt——太阳辐射及太阳照射得热量，单位为W；
a——室外空气与日照表面对流放热系数，单位为W/m2K
tm——日照表面的综和温度，单位为°C。
K——车体围护结构对室内的传热系数，单位为W/m2K；
to——车室外设计温度，取为35°C 。
ti——车室内设计温度，取为27°C 。
应采用对流换热推测式求解，但是由于车速变化范围大，车身外表面复杂，
难以精确计算，一般采用近似计算公式：
=1.163（4 +12 ）
Wc是汽车行驶速度，可以采用40km/h计算：
代入上式得:
a=51.15W/(m2k)
取K=4.8 W /（㎡?K）, ε=0.9, I= IG+IS=1040 W, 因为 = 所以:
= +
由于室内外温差不大，上式后项近似t 0，得：
= + = +35=51.73℃
所以可得: =1145.58W。
玻璃窗渗入的热量Qb
太阳辐射通过玻璃窗时，一部分被玻璃吸收，提高了玻璃本身的温度，然后通过温差传热将热量导入车室内，另有大部分热量将通过玻璃直接射入车内，玻璃的渗入热量是由温差传热和辐射热两部分组成。
= ?（ - ）+ ???
上式中， A－玻璃窗面积，A=2.63m2；
K－玻璃窗的传热系数，K=6.4W/(m2K)；
tB－玻璃外表面温度，取车室外温度，35℃；
ti－车室外温度，27℃
C—玻璃窗遮阳系数，C=0.6
—非单层玻璃的校正系数， =1
—通过单层玻璃的太阳辐射强度
qb = + 单位为（W/㎡）；
—通过玻璃窗的太阳直射透射率，取 = 0.84
—通过玻璃窗的太阳散射透射率，取 = 0.08
将以上各参数代入式
可得:
Qb=1465.22W
制冷量的确定
Qg =（Qt + Qb）/70%=（1145.58+1465.22）/0.7=3729.7W
实际冷负荷
Qs= kQg=1.05*3729.7
=3916.19
故而，机组制冷量取Q0=4000W。即可
压缩机的选配
大部分汽车空调压缩机由发动机驱动，压缩机的转速与发动机呈一定的比例，在很大的范围内同步变化，再加上其固定是通过支架与发动机刚性的连接，工作
条件非常的差，因此对汽车空调压缩机有比家用空调压缩机更高的要求。
汽车空调制冷系统对压缩机的要求：
1．在设计选用压缩机时，应能保证在极端情况下任能具令人满意的降温性能。2．有良好的低温性能，在怠速和底速运转时，具有较大的制冷能力和效率。3．降温速率要快，即成员进入车室后，在最短的时间内满足成员的舒适性要求。4．压缩机内部运动机构应便于实现变排量控制。
5．压缩机要具有高温高压的保护性能。
6．压缩机在发动机室内的安装位置应便于拆卸和维修。
7．由于汽车经常在颠簸的道路上高速行驶，而且压缩机又通过支架与发动机或底盘刚性的连接，因此要求压缩机有良好的抗振性。
冷凝温度tc=63°，蒸发温度te=0°, 膨胀阀前制冷剂过冷温度△tsc =5°, 蒸发器出口制冷剂气体过热度△tsh=5,压缩机吸气温度ts=10°, 室外温度ti=35°, 室内温度t0=27°,轿车正常行驶速度ve=40km/h ,压缩机正常转速n=1800r/min.压缩机吸气管路的压降△PS=67.26KPa,压缩机排气管路压降△Pd=81KPa。驾驶室热负荷
Qh=3916.19W.
1．确定压缩机的的排气压力，吸气压力，排气比焓及温度
（1）根据制冷剂的蒸发温度te和冷凝温度tc，查表HFC134a饱和状态下的热力性质表，得其蒸发压力的冷凝压力分别为：
Pe=292.82Kpa ， Pc=1803.9Kpa
（2）额定空调工况压缩机的排气压力，认为高于制冷剂的冷凝压力81Kpa
即：Pd=PC+△Pd=1803.9+81=1884.9KPa。
（3）压缩机的吸气压力认为低于制冷剂的蒸发压力67.26KPa
即：Ps=Pe—△Pd=292.82—67.26=225.56KPa。
（4）根据PS和ts，查表HFC134a过热蒸气的热力性\质表得：压缩机吸气口制冷剂比焓hs=407.952KJ/Kg，比体积υs=0.098914m3/Kg，比熵
SS=1.7822KJ/(Kg?K)。
（5）根据PS和SS，查HFC134a过热蒸气的热力性质表得：压缩机等比熵压缩终了的制冷剂比焓hds=455.813 KJ/Kg。
（6）额定空调工况下压缩机的指示效率ηi为：
ηi=Te/Tc+bte=(5+273.15)/(60+273.15)+0.002×0=0.835
（7）额定工况下，压缩机的排气比焓为：
hd=hs+（hds—hs）/ηi=407.952+（455.813—407.952）×0.835=447.916 KJ/Kg。（8）根据Pd和hd，查HFC134a过热蒸气的热力性质表得：额定工况下压缩机的排气温度td=87.10℃。
2．计算额定空调工况制冷系统所需制冷量。
（1）根据以知条件，膨胀阀前制冷剂液体温度t4/为：
t4/=tc—△tsc=63℃—5℃=58℃。
（2）蒸发器出口制冷剂气体温度为：
t1=te+△tsc=5℃+5℃=10℃。
（3）按t4/查表有：蒸发器进口制冷剂比焓h5/=279.312 KJ/Kg，按t1和Pe查表有：蒸发器出口制冷剂比焓h1=404.40 KJ/Kg。
（4）在额定空调工况下，蒸发器的单位制冷量qe,s为：
qe,s=h1—h5/=404.40—279.312=125.1 KJ/Kg。
（5）稳态工况，制冷系统所需制冷器应与车厢热负荷平衡，计算是应留有一定
的余量，以考虑实际情况与车厢热负荷平衡是可能存在的差距。设该余量为10%，则制冷系统所需制冷量Qe,s为：
Qe,s=1.1×Qh=1.1×3488.2W=3837W
3．将额定空调工况下制冷系统所需制冷量换算成压缩机所需制冷量
（1）额定空调工况下制冷系统所需制冷剂的单位质量流量qm,s为：
qm,s= Qe,s/ qe,s=3.837/125.1=0.03067Kg/s。
（2）额定空调工况下压缩机的单位质量制冷量qe,c为：
qe,c=h1//—h5/=420.434—279.312=141.122 KJ/Kg。
（3）额定空调工况下压缩机的单位体积制冷量qv,c为：
qv,c= qe,c/υs=141.122/0.081233=1737.250KJ/m3。
（4）对于稳态过程，制冷系统中各组成部件的制冷剂质量流量应当一致，因而额定空调工况压缩机的制冷剂质量流量应为：
qm,c=qm,s=0.03067Kg/s。
该工况压缩机所需制冷量Qe,c= qe,c×qm,c=141.122×0.03067=4.328KW。
4．将额定空调工况下压缩机制冷量换算成测试工况压缩机制冷量
（1）压缩机的测试工况条件：
制冷剂冷凝温度tc,t=60℃;制冷剂的蒸发温度te,t=5℃;膨胀阀前制冷剂液体过冷度△tsc,t=0℃;压缩机的吸气温度ts,t=t1/=20℃;压缩机的转速n=1800r/min;压缩机吸气管路压降△PS=67.26Kpa;压缩机排气管路的压降△Pd=81Kpa。
（2）根据制冷剂的蒸发温度te,t和冷凝温度tc,t，查表得测试工况下，制冷剂的蒸发压力和冷凝压力分别为Pe,t=349.63KPa。Pc,t=1681.30KPa。压缩机吸气压力Pst=pe,t—△PS,t=349.63—67.26=282.37KPa.压缩机的排气压力Pd,t=Pc,t+△
Pd=1681.30+81=176230KPa。
（3）根据ts,t和Pst，查表有压缩机测试工况下吸气比焓hst=415.833 KJ/Kg，吸气比体积υst=0.079484m3/Kg。吸气比熵Ss,t=1.79074KJ/(Kg?K)。
（4）根据膨胀阀前制冷剂液体温度t4=tc,t—△tsc,t=60℃，查表得膨胀阀前制冷剂液体比焓h4=287.397 KJ/Kg。
（5）测试工况压缩机的单位质量制冷量：
qe.t=hs.t—h4=415.833—287.397=128.436 KJ/Kg。
（6）测试工况压缩机单位体积制冷量qv,t为：
qv,t=qct/υst=128.436/0.079484=1615.872 KJ/m3。
（7）由于额定空调工况下和测试工况西啊的冷凝压力（冷凝温度）蒸发压力（蒸发压力），排气压力及吸气压力均可相同，则两种工况压缩机的输气系数也相同，即：λt=λc。于是所选压缩机在测试工况下所需制冷量是：
Qe,t=Qe,c(λt/λc）（qv,t/qv,c）=4.328×1615.875/1737.25=4.026KW。
5．测试工况压缩机所需制冷剂单位质量流量qm,t为：
qm,t=Qe,t/qe,t=4.026/128.436=0.03135Kg/s。
6．确定测试工况下压缩机所需轴功率
（1）根据Pd,t和Ss,t，查表得压缩机等比熵压缩终了的制冷剂比焓
hd,s=458.190 KJ/Kg，制冷剂温度td,s=85.94℃。
（2）测试工况下压缩机单位等比熵压缩功Wts,t为：
Wts,t=hd,s—hs,t=458.190—415.833=42.357 KJ/Kg。
（3）测试工况下压缩机的理论等比熵功率Pts,t为：
Pts,t= Wts,t?qm,t=42.357×0.03135=1.328KW。
（4）测试工况压缩机指示效率ηi,t为：
ηi,t=Te,t/Tc,t+b?te,t=（5+273.15）/（60+273.15）+0.002×5=0.845。
（5）测试工况压缩机指示功率Pi,t为：
Pi,t= Pts,t/ηi,t=1.328/0.845=1.572KW。
（6）测试工况下压缩机摩擦功率Pm,t为：
Pm,t=1.3089D2SinPm×10-5=1.3089×(35×10-3) ×6×1800×0.50×105×10-5=0.5 95KW。
（7）测试工况下，压缩机所需轴功率Pe,t为：
Pe,t= Pi,t +Pm,t=1.572+0.595=2.167KW。
7．根据压缩机的转速n的指定值和Qe,t，Pe,t，qm,t的计算结果粗选择压缩机的型号
当Qe,t=4.026KW，qm,t=0.03135Kg/s时，压缩机气缸工作容积大约在550cm3左右，试选取压缩机型号是SE5H14。
8． SE5H14压缩机的校核
空调系统工作的P—H图：
压缩机理论排量qvt=138cm3/r，n=1800r/min。有
qvth=138×1800×60/1003=14.904m3/h。压缩机的输气系数取λ=0.72.
则有实际排气量qvr=λ?qv th=0.72×14.904=10.7m3/h。
查表得：压缩机标况下比体积υ1=0.06935m3/Kg，以及空调系统各比焓为：
h1=413.2 KJ/Kg，h2s=443.5 KJ/Kg，h3/=279.3 KJ/Kg。
即有压缩机的质量流量qmr=qvr/υ1=10.7/0.06935=154.3Kg/h。
实际循环制冷量Qe=qm（h1—h3）=154.3×（413.2 —279.3）/3600=5.74KW。
压缩机的功率Pe=qmr（h2s—h1）/(3600ηiηm)
ηi—指示效率取0.78
ηm—机械效率取0.92
Pe=154.3×（443.5—413.2）/（3600×0.78×0.92）=1.806KW
实际制冷系数ε=Qe/Pe=5.74/1.806=3.18
9．选定压缩机
根据压缩机的校核计算，有压缩机气缸容积Vcy=550cm3;理论排气量
Vth=138cm3/r；制冷量可达Qet=5.74KW>4.026KW；质量输气量
qmr,t=0.0425Kg/s>0.03135 Kg/s；压缩机的轴功率Pe,t=1.806<2.167KW。
结果表明，在考虑压缩机吸气管路和排气管路压力损失的条件下，所选SE5H14型压缩机的制冷量、质量输气量均大于计算结果，压缩机轴功率小于计算结果，完全满足系统运行要求，是能与所指定的车用空调系统相匹配的
冷凝器与蒸发器
冷凝器和蒸发器是汽车空调系统中两个重要的部件。他们的作用是实现两种不同温度流体之间的热量交换。由于汽车空调系统安装在汽车上，其载荷和空间要求是极其苛刻的。因此，研究高效率的换热器，紧凑换热器的结构，使之强化传热，降低热阻，提高传热效率，提高单位体积的传热面积。达到小型轻量化的目的极为重要的，也是有现实意义的。
同时，冷凝器和蒸发器作为汽车空调装置中的两个部件。他们和系统其他部件之间是相互关联，相互制约。
1．冷凝器的作用和基本要求：
冷凝器是将压缩机的高温高压过热制冷剂蒸汽，通过金属管壁和翅片放出热量给冷凝器外的空气，从而使过热气态制冷剂冷凝成高温高压的液体的换热设备。在冷凝器中，制冷剂放热大体上可分为三个阶段，即过热，两相和过冷。如图，过热和过冷阶段制冷剂处于单相状态，发生的显热交换；而在两相阶段，制冷剂发生集态变化，即冷凝，属于潜热交换。
根据传热学的知识，换热气的总换热量取决于换热面积，传热系数和传热平均温差，因此要提高换热器的换热能力与效率，也必须从这三个方面入手。在实际应用中，应该权衡利弊，综合考虑，找到最佳方案。
冷凝器的设计较核计算:
由冷凝器散热量：
Qc=mQe
其中：Qc——冷凝器散热量
Qe——系统热负荷
m——符合系数
则Qc=1.5*6896.6=10344.9W，设计时需要取Qc=11000W。
冷凝器选用平行流式，散热层多孔扁管和翅片结构尺寸：
翅片宽度16mm，高度8mm，厚度0.135mm，翅片间距1.5mm，百叶窗角度27℃，扁管外壁面高度2mm，宽度16mm，分4个流层，扁管数目依次是14-9-7-5。取迎面风速4.5m/s。
设计制冷剂为HFC134a的空气冷却式平行流冷凝器Qc=11000W，过冷度t=5℃，已知压缩机在te=5℃及tc=63℃时的排气温度 =85℃，空气进风温度 = =46℃。计算中用下标“r”表示制冷剂侧，下标“a”表示空气侧，下标“1”表示进口，下标“2”表示出口。
1）确定制冷剂和空气流量根据tc=60℃和排气温度 =85℃，以及冷凝液体有5℃过冷，查HFC134a热力性质表，可得排气比焓 =456.5kJ/kg，过冷液体比
焓 =278.7kJ/kg，于是制冷剂的质量流量为
取进出口的空气温差℃，则空气的体积流量为
2）结构初步规划冷凝器选用平行流结构，多孔扁管截面与百叶窗翅片的结构形式及尺寸如下：
翅片宽度，翅片高度，翅片厚度，翅片间距；百叶窗间距，百叶窗长度，百叶窗角度；多孔扁管分七个孔，每个内孔高度为，宽度为，扁管外壁面高度为 = ，宽度，分为五个流程，扁管数目依次为22、11、6、4、4。取迎面风速为4.5m/s。据该初步规划，可计算下列参数：
Ⅰ) 每米管长扁管内表面积为
Ⅱ) 每米管长扁管外表面积为
Ⅲ) 每米管长翅片表面积为
Ⅳ) 每米管长总外表面积为
Ⅴ) 百叶窗高度为
Ⅵ) 扁管内孔水力直径为
Ⅶ) 翅片通道水力直径为
3）空气侧表面传热系数
根据已知条件，最小截面处风速为
按空气进出口温度的平均值℃查取空气的密度动力粘度u=19.2×10-6kg/（m.s）、热导率 =2.77×10-2W/（m.k）、普朗特数Pr=0.699，及空气侧表面传热系数：
4）制冷剂侧表面传热系数
根据tc=60℃，查HFC134a饱和状态下的热力性质表和热物理性质图，可以求得：液态制冷剂的密度
气态制冷剂的密度
液态制冷剂的动力粘度
液态制冷剂的热导率
液态制冷剂的普朗特数
冷凝器中，由于制冷剂进口过热而出口过冷，因此计算制冷剂当量质量流量时，取平均干度，于是当量制冷剂质量流量为
Ⅰ)第一流程的参数计算
单一内孔当量制冷剂质量流量为
制冷剂侧表面传热系数为
Ⅱ)第二流程的参数计算
当量制冷剂质量流量为：
制冷剂侧表面传热系数为
Ⅲ)第三流程的参数计算
当量制冷剂质量流量为：
制冷剂侧表面传热系数为
Ⅳ）第四流程的参数计算
当量制冷剂质量流量为：
制冷剂侧表面传热系数为
Ⅴ）第五流程的参数计算
当量制冷剂质量流量为：
制冷剂侧表面传热系数为
Ⅵ）由于制冷剂侧四个流程的表面传热系数不一样，传热面积也不同，因此必须按面积百分比计算其平均值。平均表面传热系数为：
=1649.2/（m2?K）
5）计算扁管长度
如果忽略管壁热阻及接触热阻，忽略制冷剂侧污垢热阻，忽略空气侧污垢热阻，取空气侧污垢热阻，则传热系数K为
因为对数平均温差经验公式是在标准工况下得出的，而此处是非标工况，考虑到工况温度高，散热条件差等因素，此处使用标况下的经验公式，使用修正系数来减小误差：
℃
取修正系数 =0.7，则℃
所以所需传热面积（以外表面为基准）为
m2
所以所需扁管长度L为
L=
考虑到空间尺寸允许和工况条件，取L=0.610m。
6）校核空气流量
按迎风面积和迎面风速计算空气体积流量为
与第一步按热平衡关系计算出的1.2290m3/s的相对误差不到4%，不再重算。7）计算空气侧阻力损失
则空气侧阻力损失为
最后，根据空气阻力和风量选择风机。
蒸发器的结构和性能
蒸发器的作用是将经过截流降压后的液态制冷剂在蒸发器内沸腾气化，吸收蒸发器周围的空气的热量而降温，风机再将冷风吹到车室内，达到降温的目的。由于汽车车厢内空间小，对空调器的尺寸有很大的限制，为此要求空调器（主要是蒸发器）具有制冷效率高，尺寸小，重量轻的特点。
汽车空调的蒸发器一般有管片式，管带式和层叠式三种结构。
蒸发器的设计工况参数
进口空气状态参数：干球温度27 ℃，相对湿度51%；
出口空气状态参数：干球温度12 ℃，相对湿度90%。
制冷剂循环量 0.042kg/s。
蒸发器的设计较核计算:
1）每米散热板长内表面积 =2（ + ）=116×10-3 ㎡/m；
2）每米散热板长外表面积 =2（ + ）=121×10-3 ㎡/m；
3）每米散热板长迎风面积Aface= + =10.5×10-3 ㎡/m；
4）每米散热板长翅片表面积为
=2×8×10-3 ×58×10-3 × =464×10-3 ㎡/m；
5）每米散热器长总外表面积
= + =121×10-3 +464×10-3 =585×10-3 ㎡/m；
6）肋通系数
= = =55.714
7）百叶窗高度为
=0.5 tan =0.5×1.2×10-3 ×tan36°=0.436㎜
8）散热板内孔水力直径为
= = 2.85㎜
9）翅片通道水力直径为
3.063㎜；
10）干工况下空气侧表面传热系数计算，选取迎面风速 =2.5m/s，
根据已知条件，求得最小截面处风速为
＝ [ ]=4.78kg/s
按空气进出口温度平均值 20℃，查空气的密度 1.205 kg/m3，动力粘
度 18.1×10-6 kg/(m?s),热传导率 2.59×10-2 W/(M?K),普朗?特数 =0.703，并计算出雷诺数、传热因子、努塞尔特数、及空气侧表面传热系数：
11）计算析湿系数与湿工况下空气侧表面传热系数，去进风口
干球温度27℃，相对湿度51%，则比焓为60.5kJ/kg；同时蒸发器出风口温度为干球12℃，相对湿度90%，则比焓为30.5 kJ/kg。
析湿系数可用下式计算：
式中空气的比热容，在计算时可以取 =1.005 w/（g?℃）。将前面计算的数据代入上式，可得：
1.6969
于是湿工况下空气侧表面传热系数
=323.3
12）初步估算迎风面积和总的传热面积
计算干空气的质量流量qm,a＝Qe/(ha1- ha1)= =0.133 kg/s
计算迎风面积Aface,o= = m2
计算以外表面为基准的总传热面积Ao=aAface,o=3.29m2
计算散热板长度lT块数N
lT*N> =4.02
13）计算制冷剂侧的表面的传热系数，由 =5℃，查得R134a
饱和状态下的热力性质表及物理性质图，可得：
液态制冷剂的密度 =1277.15kg/ m3
液态制冷剂的动力粘度 =270.3×10-6 kg/m?s
液态制冷剂的普朗特数
气态制冷剂的动气粘度 =11.175×10-6 kg/m?s
气态制冷剂的热导率 =12.22×10-3 mW/(m?K)
目前已知制冷剂进口干度为0.3，出口过热，因此平均干度
0.650
由此，可计算其余参数的平均值。动力粘度的平均值为
=17.212×10-6 kg/m?s]
每一散热板制冷剂质量流量 4.2×10-3 kg/s
散热板内孔的制冷剂质量流速
570.27kg/㎡?s
雷诺数 101484
干度平均值 =0.5338
由上面的计算可以看到，制冷剂干度从0.3—0.5338—1变化，后面还有过热蒸气区。因此很难准确计算每一阶段所占的百分比，只能经验估计。在此，取过热蒸气区为20%，出干燥点之前的两相区为28%，干燥点之后的两相区为52%。Ⅰ)干燥点之前的两相区取干度 0.417则在散热板内孔内，制冷剂气液两相均为紊流工况的Lockhart-Martinelli数
7.5
1.10151
制冷剂两相流折算成全液相时，在折算流速下的表面传热系数
制冷剂两相流的表面传热系数
Ⅱ）过热区：
Ⅲ）干燥点之后的两相区取干度 0.766，则把 0.5343代入两相换热公式，计
算 11173得
最后，平均表面传热系数
7935(m2.K)
14）计算总传热系数及传热面积，如果忽略管壁热阻及接触热阻，忽略制冷剂侧污垢热阻，取空气侧污垢热阻ra＝0.0005m2.K/W,则传热系数K为
W/(m2.K)
而对数平均温差
12.655℃
由于层叠式蒸发器的流程较少，而且在流道转弯处制冷剂与空气成顺流流动形式，因此按纯逆流方式计算的对数平均温差偏大。另外，湿工况在增大空气侧表面传热系数的同时也增加了液膜热阻。因此空气侧的实际表面传热系数低于计算结果。综合两方面的考虑，传热系数与对数平均温差之积乘上一个系数，取系数为0.4，则需总传热面积
m2
与前面计算出的3.27 m2的相对误差为3.5%
15）计算空气侧阻力损失
空气侧摩擦阻力因子 =0.079
则空气侧阻力损失＝241.5Pa
结论：结合我们的蒸发器，从理论上是符合要求的。但为了安全起见，还需要用实验的数据来证明设计结果。
汽车空调各组成部件的安装匹配
在系统匹配的设计中，除应注意制冷系统内压缩机的选配，冷凝器,蒸发器的外形尺寸设计，膨胀阀和贮液干燥器等部件的相互匹配关系如何达到相互协调,尽量达到高效节能的效果，给部件匹配最佳,还应注意各换热器芯体与风机及其外壳之间，分液头与各制冷剂管路之间的接合的工艺控制，以使整个系统在经常运行工况下，其空调性能和噪声等指标都得到最佳。
汽车空调装置主要由制冷系统，采暖系统，送风系统，控制系统组成。为适应各种结构类型和用途汽车的匹配需要，汽车空调装置的组成也会不同。
汽车本身结构非常紧凑，可供安装空调设备的空间极为有限，对车用空调的外形体积和质量要求较高。空调装置的结构，外观设计和布置不仅要与车身内饰和外观协调统一，保持整车的完美，还必须考虑其对汽车底盘，车身等结构件及汽车行驶稳定性，安全性的影响。
吉利LG—1空调系统的布置如下:
压缩机直接装在发动机侧,由发动机皮带盘驱动.
冷凝器安装在发动机冷却水箱前.由水箱冷却风扇冷却,不需另装风扇.干燥器直接焊装在冷凝器侧板上,这样减少零件数目,使系统简单化, 故障率底.
蒸发器箱体总成(包括蒸发器芯子,热力膨胀阀)安装在驾驶室仪表盘下, 这样便于风道的布置.
系统的其它主要部件的选择:
膨胀阀的设计:
在制冷系统中,膨胀阀具有节流降压,调节流量,防止液击和异常过热的
制作用等三种功能,是制冷系统中的重要部件.
(1)节流降压,使从冷凝器来的液态制冷剂降压成为容易蒸发的低温低
的雾状物进入蒸发器,即分割了制冷剂的高压侧与低压侧,但工质的液体状态没有变.
(2)调节流量,由于制冷负荷的改变以及压缩机转速的变化,要求流量作相
应的调整,以保持车内温度的恒定,制冷剂工作正常.膨胀阀就起了把进入蒸发器的流量自动调节到制冷循环的合理程度的作用.
(3)控制流量,防止液击和异常过热的发生.膨胀阀以感温包作为感温元件
控制流量大小,保证蒸发器尾部有一定的过热度,保证蒸发器的总溶积的有效利用,并防止异常过热的发生.
膨胀阀的工作原理：
膨胀阀的选择与安装.
膨胀阀的容量与膨胀阀入口处液体制冷剂的压力(或冷凝温度),过冷度,
出口处制冷剂的压力(或蒸发温度)及阀开度有关.为空调配置选配膨胀阀时,所选的膨胀阀容量一定要与蒸发器相匹配.容量选得过大,是阀经常处于小开度下工作,阀开闭频繁,影响车内温度的恒定,并降低阀门的使用寿命;容量选得过小,则流量太小,不冷满足车内制冷量的要求.
一般情况下膨胀阀的容量应比蒸发器能力大(20—30)%.同一个膨胀阀,在不同的工况下容量差别是很大的,这与工作时的冷凝压力及蒸发压力的压差直接相关. 系统的工况要求:冷凝温度tc=63°，蒸发温度te=0°, 膨胀阀前制冷剂过冷温度△tsc =5°, 蒸发器出口制冷剂气体过热度△tsh=5. 系统的制冷量为Qe,s=4000W.
由于t0=te=0°,查制冷剂的热力性质表,可的该温度下制冷剂的饱和蒸
汽比焓h0=400085J/kg,以及在该温度下制冷剂饱和液体的比焓h6=206669J/kg,根据t0=5°,t1=to+△tsh=5°,查制冷剂的热力性质图和表,可得蒸发器出口制冷剂过热蒸汽比焓h1=409501J/kg,根据t4=tc-△tsc=63-5=58°h4~查制冷剂的热力性质图和表,可得蒸发器进口制冷剂湿蒸汽的比焓h5~=h4~=279312J/kg.
在该额定空调工况,系统的单位质量制冷量qe,s为:
qe,s=h1- h5~=409501-279312=130189 J/kg
系统中制冷剂的单位流量qm,s为:
qm,s=Qe,s/ qe,s=4000/130.189=0.0301kg/s
在同一工况下,流过热力膨胀阀的制冷剂的质量流量,应当等于或捎大于系统中制冷剂的质量流量,即取qr,txv =0.035kg/s.
由于阀前制冷剂的温度h4~=58°,蒸发温度为te=0°,与热力膨胀阀的额定标准条件不相同,按经验可取K=0.9,故热力膨胀阀总的额定容量Qe,txv为:
Qe,txv= qm,txv(h0-h6)K=0.035*(400085-206669)*0.9=44183W
所以热力膨胀阀的总容量为44.183KW.
膨胀阀的安装要求:
(1)膨胀阀一般要求应直立安装,不允许倒置.
(2)感温包一般安装在蒸发器水平出口的上表面,要包扎牢靠,保证感温包与管子
有良好的接触,接触面要清洁,要贴紧,并用隔热防潮胶包好.必要时膨胀阀本体也用隔热胶包好.
(3)外平衡热力膨胀阀要装在感温包后面管段的上表面处.
(4)对于外调式膨胀阀,必须在发动机正常运转的情况下进行调整,并应由熟练的
空调技术人员进行.
储液干燥器及液体指示器
制冷系统中,会由于制造时没有处理干净而带入的微量的碎屑,尘土,或者由于制冷剂的不纯净而带入的赃物,也可能由于制冷剂对系统部件内壁发生侵蚀作用而脱落杂质.如果这些污物积聚在膨胀阀内,将阻碍制冷剂的流通,因此,因此管路中必须安装过滤器,并且还需要经常清洗.
制冷系统中,临时性的存储一下在冷凝器中液化的制冷剂,根据制冷负荷的需要,随时供给蒸发器,并补充系统中的微量渗透需要.
由于一般制冷工质遇到水会对金属产生强烈的腐蚀作用,而且水在膨胀阀中容易形成冰堵现象,影响制冷剂工作正常进行,所以需要干燥器.
储液干燥器结构图
储液干燥器的结构 1—干燥器体 2—干燥器盖3—视液玻璃镜
各部分的结构与作用如下: 4—易熔塞 5—过滤器 6—干燥剂
(1)储液罐,补充蒸发器负荷 7—引出管
的瞬时需要, 补充系统中的微量渗透.储液量约为系统工质体积的1/3.
(2)干燥剂,是一种能从气体,液体或固体中去掉潮气的固体物质,如硅胶,分子筛等.分子筛具有吸附速率高,可以加速系统的干燥速度;堆比重大,从而可减小干燥器的重量.因此,一般选用分子筛式.
干燥剂作用为吸水.水是系统破坏性最强的物质,1.腐蚀,水能促进油与制冷剂的反应.
使制冷剂分解产生酸,酸则引起破坏性腐蚀.2.冰堵.水能在膨胀阀口结冰,从而影响制冷剂的流动.3.脏堵,水会促进淤渣的形成,并堵塞膨胀阀节流管.4.渡铜现象.在R134a系统中若存在水分,有可能造成铜管上的铜分子沉积到铜零件的表面,造成渡铜现象,使压缩机部件卡死.
(3)细滤器,能阻止干燥剂中的的灰尘及制冷剂带来的其他固体碎屑进入制冷系统.一般有一到两个,即一端一个或出口处.
(4)引出管,它的作用是确保离开储液罐的制冷剂100%为液态.引处管要插到底部.
(5)粗滤器,由金属网构成,起着辅助过滤碎屑物和固定干燥剂的作用.
(6)观察窗,又称视液玻璃,有两个作用:一是指示系统中是否有足够的制冷剂;二是指示制冷剂中是否有水分.观查窗安装在液管通路中或储液罐的出口处.这样便于观察.发现出现气泡或泡末,则说明系统工作不正常或制冷剂不够.
(7)易熔塞,是一种安全措施,一般安装在储液干燥器的头部,用镙塞拧入.中间是一种铜铝合金,但制冷工质温度升到(95—110)℃,易熔合金熔化,制冷剂逸出,避免了系统中的其他部件的破坏.
制冷系统的连接部件:
汽车制冷系统的连接部件主要是连接蒸发器,冷凝器和压缩机的管路组成,通常分为软管和硬管,软管又分为金属软管(波纹管),橡胶软管和热塑性软管,在使用组合上,通常要硬管和软管要配合使用.
其主要结构：
1.压板，压板主要是增加连接的牢固程度和密封性，因为空调系统管路属于高压部件，仅靠螺栓连接可能由于长期使用后发生密封不严现象。
2.套管，用于硬管和软管连接，套管和硬管将软管夹在其中，在压接机上压接即连在一起。
3.橡胶软管，用于硬管之间的连接过渡，主要作用是隔振。避以免系统安装在不
同部位的部件刚性的连接在一起。同时它的绝热性也比硬管强。
4.O型密封圈，管路与管路，管路与其它部件之间连接的主要密封件。
它们的性能要求
1.尺寸,内径和长度要保证供需双方的要求;
2.外观质量,在管及其组合件上不允许有影响使用性能和安装的缺陷;软管内表面应清洁干燥,无破损,裂纹,气泡,缩孔,起纹,凸起等缺陷;软管各层之间应结合牢固
3.拉伸性能.软管组件要具有能承受一定的拉力而不损坏的性能.
4.渗透量,制冷剂的渗透量不得大于初始制冷剂质量的10%.
5.耐高温性.在135+_2℃的条件下放置168h,冷却到室温下,内外表面无肉眼看得见的裂纹内外表面无肉眼看得见的裂;在2.4Mpa压力实验条件下,保压5min,无泄露现象.
6.耐低温性.在经-40+_2℃的耐低温实验条件下, 内外表面无肉眼看得见的裂内外表面无肉眼看得见的裂; 在2.4Mpa压力实验条件下,保压5min,无泄露现象.
7.耐真空性,在抽真空到81kPa并保压2min的实验外径的塌陷率不大于软管初始外径的20%.
8.长度变化率.软管在规定的压力作用下变化率为-4%--+2%.
9.爆破压力.软管组合件的最小爆破压力不小于12Mpa.
10.耐压性.在规定的压和时间试验后,不允许出现渗漏,裂纹,突然扭曲等异常现象.
11.可萃取物含量.软管组合件内表面可萃取物的含量不大于118g/m2.
12.体积变化率.橡胶材料的软管体积变化率为-5%--+35%;热塑性材料的软管体积变化率为-5%--+5%.
13.组合件的密封性.12天中每个软管组合件最大质量损失不大于10g;在所有试验周期内进行弯曲试验时,在软管组合件的任何部位上不得产生渗漏现象.
14.耐臭氧性.在臭氧环境下,软管外胶层在八倍放大镜下无可见的龟裂现象.
15.内表面清洁度.软管内部的杂质含量不大于270mg/m2.
16.耐脉冲疲劳性.在150 000次循环试验后,软管组合件无渗漏及损坏等异常现象.
17.侵湿率.软管组合件的侵湿率不大于3.90*10-4g/mm2a;平均侵湿率不大于
1.11*10-4g/mm2a.
汽车空调的控制调节内容：
为了使汽车空调系统能够正常工作，车内能维持所需要的舒适温度和送风条件，空调系统中需要有一系列控制元件和执行元件。
1.控制蒸发温度
控制蒸发温度是空调自动控制系统的根本任务。当汽车空调系统连续工作时，蒸发器表面温度逐渐降低，空气中的水分被析出，直至结冰。若蒸发器中的制冷剂流动不减弱，则蒸发器表面会逐渐全部结成冰块，直至蒸发器无法工作（风不能通过，无法进行热交换）。为了控制蒸发器表面不结冰，系统制冷效率又要达到最高水平，空调系统有三种构成办法。
（1）循环离合系统，靠开停压缩机来控制蒸发器温度。常用恒温开关，压力开关控制，部件比较简单，目前我国普遍采用。
（2）蒸发器压力控制系统。压缩机不停的运转，蒸发器温度由吸气节流阀（STV）或绝对压力阀（POA）或蒸发器温度（压力）调节阀或阀罐（VIR）控制。控制精度较高。
（3）旁通回路除霜，用于不带电磁离合器的独立式空调机组，可分为旁通卸载和旁通除霜两种，由压力控制器（或温度控制器），旁通电磁阀和旁通管路组成。
2.控制车内温度
控制车内温度，使其尽可能保持在所要求的范围，着就是汽车空调的主要功能。它是根据车外温度传感器，车内温度传感器，出风温度传感器接受到的温度信号，由电脑控制压缩机的运行，暖风机水阀的开度，各种风门的开度，当车厢温度达到要求时，控制系统能自动调低风机转速。对于由辅助发动机直接驱动压缩机的独立式大客车空调机组，当控制板处于自动控制档位时，控制系统能自动控制辅助发动机的转速档位。使其在低速与中速之间自动转换，使车厢保持所要求的温度。
保持发动机工况稳定的相应措施
因为空调运转对某些汽车行驶工况有一定的影响，，例如汽车怠速运行时，开空调会使发动机转速降低，使怠速不稳定；高速运行时，会因压缩机运转而影响超速能力。因而需要有一些相应的车速控制措施，如怠速继电器，怠速提升装置，超车停转继电器等。
空调系统的自动保护
为了使空调系统正常工作，还需要有一系列安全保护措施，可分为两类；
（1）制冷系统保护，如高低，压开关。低温保护，易熔塞，泄压阀，风机与压缩机同步电路。（2）电源保护，如过热开关，熔断器等。
实现自动控制调节的主要元件
空调系统的很多自动控制动作都是靠真空系统来完成的，如各种风门的转动，怠速提升装置的动作，需要真空单向阀，真空促动器等元件。当然空调自动控制及空调工作是离不开电器元件的，如继电器，电磁阀，调速开关，电阻器，电机，电磁离合器，电脑控制盒等.
引言 随着我国汽车工业的快速发展以及人民生活水平的不断提高，汽车空调已经越来越普及，在欧美普及率甚至达到90%以上，近年来我国的汽车空调配装率也在不断稳步提高。 现代汽车设计由于采用了先进的设计手段，开发周期越来越短，汽车空调系统作为汽车一个比较大而复杂的部件，与汽车的动力、底盘、车身结构、内饰、电控等都有关系，一般在基本确定汽车外形尺寸时就可以开始进行设计，这时就需要先计算其制冷量，因为制冷量的大小直接与空调系统的结构布置方式、空调两器总成的体积等有关，如果计算偏差过大，会造成空调系统与整车不匹配，需要进行多次试验改进，从而可能会影响到整车的开发进度，并增加开发成本。 微型汽车由于与其它车型相比一般动力富余功率都较少，而乘员空间又相对较大，车厢的隔热保温性能也相对差一些，整车价格也比较低廉，故从经济性、客户群等各方面考虑在空调系统计算参数的选择上与其它车型不一样。我们一般常用的制冷量计算方法是通过分别计算影响整车的各热负荷之和，即整车的得热量，来求得整车所需要的制冷量，这个计算过程比较繁琐和复杂，也容易出错，而采用经验公式进行简化计算，就使得整个计算过程变得非常的简单了，计算结果与常规方法也差不多，它是结合我们的实际经验，通过分析计算和试验对乘员数、车内空间、车窗玻璃面积等之间的关系及主要所需（所得）制冷量（热负荷）应占整车制冷量的百分比，通过经验公式来求得整车制冷量，用此方法得出的制冷量与实际需求制冷量差别并不大。 下面分别用两种方法计算一下五菱之光的空调制冷量并作一下对比。 1. 汽车空调的计算温度选择： 我们按表1数值作为微型汽车空调系统的计算温度。 表1 微车空调计算温度 温度 车型干球温度℃ 太阳辐射强度（W/m2 ）车内设计温度℃ (空调压缩机1800r/min,车速约40Km/h) 相对湿度(%) 新风量 微型车 35 843 29 50～60 10～20或无 轿车 38 1000 24～27 60 20～30 从上表我们可以看到，微型车的计算温度（车内平均温度）定为29℃，而轿车一般定为24～27，一般大型客车定为27～28，微型车都比它们要高一些，这其实是综合了多种因素并经过很多次试验得出的较经济合理的车内平均温度，因为对微型车来说，如果计算温度定得过高了，乘员就会明显感觉制冷不足；而如果定得过低，势必需要加大压缩机排量才能满足，这样功耗必然增加，并影响到整车的动力性，否则又可能无法实现。 2 计算方法： 2.1 微型车车内与外界热交换示意图： 为便于分析，绘制图1的微型车热交换示意图。 2.2 计算公式: 2.2.1 常规的计算方法：
2009年第6期 电动汽车空调系统参数匹配与计算研究* 闵海涛1 王晓丹1，2 曾小华1 李 颂3 （1. 吉林大学；2. 中国第一汽车集团公司技术中心；3. 空军航空大学） 【摘要】对电动汽车空调系统结构与布置方案进行了分析, 总结出了空调系统制冷负荷与参数匹配计算流 程。以某型号纯电动中型客车为例, 给出了完整的空调系统计算参数。对不同行驶工况下电动客车性能进行的仿真 分析结果表明，采用所匹配的空调系统，该客车在提供足够制冷负荷前提下能够满足动力性能设计要求，但空调系 统的使用将显著降低整车续驶里程。 主题词：电动汽车空调系统参数设计 中图分类号：U469.72+2文献标识码：A 文章编号：1000－3703（2009）06－0019－04 Parameter Design and Computation Study for Air Conditioning System of Electric Vehicle
Min Haitao 1,Wang Xiaodan 1,2,Zeng Xiaohua 1,Li Song 3 （1.Jilin University ；2.China FAW Group Corporation R&DCenter ；3.Aviation University of Air Force ） 【Abstract 】The structure and layout of air -conditioning system （A/C）for electric vehicles were analyzed,the computation flow of cooling load and parameter design for air-conditioning system were summarized in this paper.Taking a medium-duty electric bus as an example,the whole computation parameters of the air-conditioning system were given.The simulation results of the electric bus performance at variable driving conditions indicate that the vehicle ’s dynamic performance could meet the design requirements with A/Cworking,but the vehicle ’s cruising range will reduce definitely with the use of A/Csystem. Key words ：Electric vehicle,Air-conditioning system,Parameter design 1前言 对电动汽车空调系统研究结果[1~5]表明，电动空 调通过实现变频控制可有效减少能量消耗，提高系统效率，如在城市循环工况下使用电动空调后整车续驶里程降低了21.3%。本文以某型号纯电动中型客车为例，对电动空调系统进行计算分析，在保证空调系统制冷能力的前提下计算得出所需压缩机轴功率，并应用ADVISOR 和MATLAB 联合仿真方法分析了不同行驶工况下空调系统对整车动力性能和续驶里程的影响。 2空调系统方案设计 纯电动客车的空调系统构成和布置方案如图1
济南工程职业技术学院 毕业论文 论文题目汽车空调系统论文 姓名 学号 专业 班级 指导老师 完成时间 2012.05.02
摘要 汽车空调系统是实现对车厢内空气进行制冷、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。 汽车空调的作用已是众所周知。汽车空调装置已不再是豪华奢侈的象征，不仅轿车、客车上采用空调，货车、工程车上也纷纷安装空调装置。人们对空调的需求越来越迫切，对汽车空调质量的要求也越来越高。 伴随汽车空调的普及与发展，汽车空调的发展大体上历经了五个阶段：单一取暖阶段、单一冷气阶段、冷暖一体化阶段、自动控制阶段、计算机控制阶段。空调的控制方法也历经了由简单到复杂，在由复杂到简单的过程，作为汽车空调系统的电路控制方面也在不断更新改进。 关键词:汽车空调，故障诊断，维修，注意事项
目录 摘要...................................................................................................I 第1章绪论 (1) 1.1汽车空调发展历史 (1) 1.2近年来汽车空调的前期发展 (1) 第2章汽车空调组成及工作原理 (2) 2.1汽车空调的组成 (2) 2.2汽车空调的工作原理 (2) 2.3汽车空调的作用 (3) 第3章汽车空调故障诊断与排除 (4) 3.1汽车空调常见故障现象及排除方法 (4) 3.2汽车空调检漏的5种方法 (5) 第4章汽车空调实例故障检测维修 (7) 4.193款宝马525I暖风频繁失控 (7) 4.2奥迪1002.2E空调制冷效果差 (7) 4.393款雪佛兰子弹头水温高，风扇运转不正常 (8) 第5章汽车空调的使用及注意事项 (10) 5.1汽车空调的正确使用和维护 (10) 5.1.1使用中应注意的问题 (10) 5.1.2空调的日常维护与保养 (10) 5.2汽车空调的使用知识及注意事项 (11) 结论 (13) 致谢 (14) 参考文献 (15)
第六章汽车空调控制系统及配风方式6.1 手动调节的汽车空调系统 目前，大多数中级轿车都采用手动调节的汽车空调系统。该系统是依靠驾驶员拨动控制板上的各种功能键实现对温度、通风机构和风向、风速的控制。下面以国产BJ202l型汽车为例介绍手动调节的汽车空调系统。 6.1.1空调控制板 空调控制板安装在驾驶室前壁，由驾驶员操纵。板面布局如图5-1所示。 空调控制板上设有三个控制开关，分别是风机开关、空调方式选择开关和温度选择开关。 1．风机开关 风机开关设有四个不同的转速挡位，以控制风机四种不同的转速。风机为一直流电动机，其转速的改变是通过调整串入风机电路的电阻来实现的。 风机调速电阻安装在风机罩的左前方，裸露在风道内，与它串联的还有一个限温开关，当温度超过某一值时，开关断开。风机调速电阻如图5-2所示。 风机除在停用状态不工作外，在制冷、取暖及通风状态下均可工作。 2．空调方式选择开关 空调方式选择开关用于确定空调系统的功能，即要求空调是制冷、取暖、通风还是除霜。通过驾驶员拨动开关可处在七个不同的位置：0FF－停止位置；MAX
－最冷位置；NORM－中冷位置；BILEVEL－微冷位置；HEAT－取暖位置；VENT －通风位置；－除霜位置。另外，在控制板的后面，设有真空控制开关。当驾驶员操纵空调方式选择开关时，真空控制开关随之联动，通过改变真空通路控制真空驱动器来调节各风门的状态及热水阀的开度。 3．温度选择开关 温度选择开关是控制温度门的开关，用钢丝和温度门连接。温度选择当开关处于左半区(称之为冷风区)时，温度门关死通向加热器的风道，出来的空气是未经加热的空气。当开关处于右半区(称之为热风区)时，温度门打开通向加热器的风道，送入车内的空气是经过除湿后的暖空气。温度选择开关可在左右两半区无级连续调节，可停在任意位置，对应温度门也有确定的位置。 6.1.2真空系统执行元件 汽车空调系统的风门及热水阀一般都是由真空系统通过真空执行元件来进行控制。采用的执行元件有真空罐和真空驱动器。 1．真空罐 真空系统的真空源是来自发动机的进气歧管。随发动机的运行工况不同，进气歧管的真空度也相应不同。当怠速时，真空度最大；而上坡最大转矩时，真空度最小。其真空的绝对压力在10lPa～33.7kPa之 间变化。真空度的这种变化，将会影响真空系统 的调控工作。所以设定一个真空罐，其主要作用 是向系统提供稳定的真空压力，其次是储存真空， 使真空系统即使在发动机停止运行时，仍能保持 一定的真空度。 真空罐的构造如图5-3所示。由真空罐和真 空保持器两部分组成。真空罐是一个金属罐，里 面安装一个真空保持器。其工作原理如下所述。 真空罐7内的空心膜阀9和膜片6，将真空 罐分成三个腔室，中腔与发动机进气歧管相联， 右腔与真空执行系统相联，左腔与真空罐内腔相 连。当发动机的真空度较高时，将膜片6推开。由于发动机的真空度大于真空罐，空心膜阀9膨胀开时，气孔4被打开，则真空系统成一开口通路，真空度提高。当发动机进气歧管的真空度比真空罐的真空度小时，空心膜阀9外面压力将其压扁，封闭气孔4，保持罐内真空度。同时膜片6右移，封闭发动机歧管接口2，将真空系统和真空源分开，保持真空系统和真空罐的真空度，并保持真空系统原
实训分教案 授课日期：第次课 4 学时实训项目 项目十四空调系统的认知与使用 任务一空调系统的认知与使用 实训目标知识 目标 1.掌握空调系统的基本组成。 2.了解各种车型空调系统的区别。 3.能够明确各元件的安装位置。 技能 目标 1. 掌握空调系统的使用方法。 2. 能够在实车上找到各空调元件。 3. 能够口述各元件的作用 实训重点 1. 空调系统的使用方法。 2. 空调系统的安装位置。实训难点 空调系统的各元件作用。 器材及工量具准备1.空调系统试验台1台/组； 2.常用工具1套/组； 3.实车1台/组。 教学手段 1. 每6人为1小组，团队协作，分工逐次实训； 2. 严格实施“五步教学流程”法。 时间分配1.情境引入与项目介绍用时约5分钟； 2.实训教师操作演示与讲授用时约40分钟； 3.学生分组实训与教师现场指导用时约130分钟（后50分钟开始按人次考核）； 4.实训项目技能考核用时约50分钟； 5.实训点评用时约5分钟。 教学效果评估方法1. 根据出勤率及现场工作氛围评定小组作业过程考核成绩； 2. 根据实训报告完成情况计入项目实训考核成绩； 3. 通过实训项目达标考核，现场计入考核成绩。 情境引入【故障案例】 一辆2010年3月生产的上海大众朗逸1.6手动档舒适品雅版轿车,车型号为181DA2,搭载CDE发动机与5速手动变速器,行驶里程551 721 km。客户描述的故障现象是空调昨天还好好的,今天开机时发现系统不制冷。检查分析该车配置手动空调系统,当时的环境温度为381℃。将空调开关ON,电动风扇启动旋转,但中央出风口吹出的是热风。 .................................................................. 封装线......................................................................................... 封装线....................................................................................
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
汽车空调系统的认识 汽车空调的组成； 压缩机、冷凝器、储液干燥瓶、蒸发器。 压缩机： 将吸入的低温低压气态制冷剂压缩成高温高压状态后输出到冷凝器。 冷凝器： 用来将高压制冷剂冷凝成中温高压的液体，实际起热交换的作用。 储液干燥器： 用来储存高压液态制冷剂。有三个作用：：作为制冷机的贮存筒，接受从冷凝器来的液体制冷剂，并以一定的流量向自动温度调节式膨胀阀输送液态制冷剂。版权文档，请勿用做商业用途 ：过滤制冷剂中的尘埃、油泥、焊剂、锈蚀、污垢、和金属漠等。 ：由于有干燥剂，故能吸收制冷剂中的潮气。 膨胀阀： 为制冷剂循环高压与低压之间的分界点。再膨胀阀前制冷剂为中温高压液体，而膨胀阀后为低温饱和液体和蒸汽的雾状混合物。利用膨胀阀将流入蒸发器的制冷剂加以控制，一方面得到最大限度的制冷量，另一方面又要保证液态制冷剂在蒸发器前完全蒸发，其作用有以下几个方面：版权文档，请勿用做商业用途：将来自输入干燥器的液态制冷剂从小孔喷出，使其进入蒸发器以适应制冷负荷变化的要求。 ：将冷凝压力降至蒸发压力，保证制冷剂完全蒸发。 蒸发器： 是空调装置中的另一个热交换部件，其作用与冷凝器相反。将蒸发器的热空气降温，除湿、再到乘客室内，达到降温的目的。版权文档，请勿用做商业用途气液分离器（积累器）：
当用膨胀节流管代替膨胀阀时，汽车空调系统要在低压侧安装气液分离器，并取代干燥器。作用：是留下液态制冷剂，使其在低压区慢慢地蒸发，离开气液分离器的只是气态制冷剂，因而起到气液分离、防止压缩机液击的作用。版权文档，请勿用做商业用途 使用压力表组检修故障 ：高压侧与低压侧压力表组指示值比较低，通过观察孔可见气泡。 低压侧（）高压侧（） 症状：没有制冷或制冷不足。 制冷系统中见到的现象：低压与高压两侧压力低：观察孔可见气泡。 诊断：制冷剂不足。 原因：制冷系统漏气：制冷剂没有定期补足。 措施;用测漏仪测漏，并进行修理：补足制冷剂。 ：低压侧压力表组指示负压，高压侧指示比正常值低。 低压侧高压侧低压侧高压侧： 症状：不制冷。 制冷系统中见到的现象：低压侧呈负压，高压侧呈低压或高压；集液器、干燥器前后管路存在温差。集液器、干燥器后管路出现冻结；膨胀阀出口管不冷。版权文档，请勿用做商业用途 诊断：制冷剂不循环 原因：灰尘或污物堵塞膨胀阀或低压管路；灰尘或污物堵塞高压管路或集液干燥器；由于膨胀阀感温包泄漏，针阀完全关闭。版权文档，请勿用做商业用途措施；清除灰尘或污物，清除不掉时，更换有关部件和集液干燥器；如感温包漏气，更换感温包。 ：在低压与高压两侧，压力表均指示比标准值高，冷凝器排出侧则不热。 低压侧高压侧：
整车空调系统冷负荷计 算书 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
B项目空调系统设计计算报告 编制： 批准： 日期：06.12.30
目录 一、汽车空调热负荷计算 (2) 1.空调系统原理图 (2) 2.汽车空调热负荷 (3) 边界条件的确定 (3) 热平衡关系的建立 (4) 空调热负荷计算 (5) 空调系统制冷量的确定 (11) 二、制冷剂循环流量 (11) 1.压焓图状态点的确定 (11) 2.制冷剂循环流量 (12) 三、所选压缩机与汽车动力匹配计算 (12) 四、冷凝器能力计算 (14) 五、蒸发器能力计算 (14) 六、送风量的计算 (15)
B22空调计算报告 一、 汽车空调热负荷计算 1．空调系统原理图 汽车空调系统采用蒸汽压缩式制冷原理。B22空调系统主要由压缩机、冷凝器、贮液干燥器、热力膨胀阀、蒸发器、高低压管组成，其原理为：低温低压液态制冷剂进入蒸发器，在一定压力下吸热气化，变成低温低压气态制冷剂，然后被压缩机抽吸压缩，成为高温高压气态制冷剂，再经过冷凝器放热，冷凝成低温高压液态制冷剂，然后经过热力膨胀阀，制冷剂恢复到低温低压状态，重新流入蒸发器吸热气化，从而完成一个制冷循环。 制冷循环示意图如下： 冷凝器 蒸发器 热力膨胀阀 压缩机图1 制冷循环示意图 根据奇瑞企业标准Q/《整车空调系统环境实验及其评估方法》，对汽车空调系统进行环境模拟试验，试验结果应满足以下要求： 1) 怠速工况：环境温度40℃±1℃、相对湿度50%±2RH 、日照1KW/m 2、迎面风速10km/h 、空档位/P 档、鼓风机最大档、全冷（LO ）、吹面方向、内循环、测试时间 45min 、车内无人，满足条件后开始试验，车内平均温度（室内头部温度点）不高于38℃； 2) 40 km/h 工况：环境温度40℃±1℃、相对湿度50%±2RH 、日照1KW/m 2、迎面风速40km/h 、4档位/D 档、鼓风机最大档、全冷（LO ）、吹面方向、内循环、测试时间 45min 、车内1人，满足条件后开始试验，车内平均温度（室内头部温度点）不高于28℃；
摘要 汽车空调的普及，是提高汽车竞争能力的重要手段之一。随着汽车工业的发展和人们物质生活水平的提高，人们对舒适性，可靠性，安全性的要求愈来愈高。国内近年来，汽车生产厂家越来越多，产量越来越大，大量中高档车需要安装空调。因此，对汽车空调的研究开发特别重要。 本论文针对吉利LG—1空调系统匹配设计,对普通轿车空调系统的设计开发原理和特点进行了比较系统的阐述. 第一章概论 1.1 汽车空调的作用及其发展 汽车工业是我国的支柱产业之一，其发展必然会带动汽车空调产业的发展。汽车空调作为空调技术在汽车上的应用，它能创造车室内热微环境的舒适性，保持车室内空气温度、湿度、流速、洁净度、噪声和余压等在热舒适的标准范围内，不仅有利于保护司乘人员的身心健康，提高其工作效率和生活质量，而且还对增加汽车行始安全性具有积极作用。 就世界上汽车空调技术发展的历史来看，其发展的速度也是惊人的。1927年就诞生了较为简单的汽车空调装置，它只承担冬季向乘员供暖和为挡风玻璃除霜的任务。直到1940年，由美国Packard公司生产出第一台装有制冷机的轿车。1954年才真正将第一台冷暖一体化整体式设备安装在美国Nash牌小汽车上。1964年，在Cadillac轿车中出现了第一台自动控温的汽车空调。1979年，美国和日本共同推出了用微机控制的空调系统，实现了数字显示和最佳控制，标志着汽车空调已进入生产第四代产品的阶段。汽车空调技术发展至今，其功能已日趋完善，能对车室进行制冷，采暖，通风换气，除霜（雾），空气净化等。我国空调产业发长速度虽然较快，但是目前国内车用空调系统生产基本上仍是处于引进技术与开发、研究并举的阶段。 1.2 汽车空调的特点 汽车空调使用的特殊性，决定了它在结构、材料、安装、布置、设计、技术要求等方面与普通空调，如建筑物空调，有着较大的差别： 1）在动力源处理上，车用空调压缩机只能采用开启式的结构型式，这就带来空调系统轴封要求高，制冷剂容易泄漏的问题。 2）作为空调的对象，汽车车室容积狭小，人员密集，其热、湿负荷大，气流分布难以均匀，要求所选配的车用空调机组制冷量要大，能降温迅速。 3）当车用空调装置消耗汽车主发动机的动力时，必须考虑其对汽车动力也操纵性能的影响，也必须考虑车速变化幅度大或变化频繁，给空调系统制冷剂流量控制、制冷量控制、系统设计带来的影响。 4）汽车本身结构非常紧凑，可供安装空调设备觉得空间极为有限，不仅对车用空调装置的外形、体积和质量要求较高，而且对其性能和选型也会带来影响。 5）汽车是运动中的物体，对汽车空调系统各组成部件的振动、噪声、安全、可靠等方面的技术要求严格。6）车用空调装置的结构、外形和布置，必须考虑其对汽车底盘、车身结构件及汽车行驶稳定性、安全性的影响。 第二章课题的目的及现实意义 2.1 课题主要目的 本空调系统的国产化开发是按照浙江吉利轿车的要求进行系统仿制，本着通用性和互换性的原则而进行的。本系统参照于日本威驰轿车空调系统，适用于小型轿车空调系统的研发。 压缩机总成的装配位置与原装系统相同，重新设计压缩机支架及涨紧机构，仍采用V型皮带轮。 风机、干燥器、电磁阀及各部件，位置和型号与威驰轿车原装系统选配相同。 管路走向及固定方式与原装基本相同，对接口尺寸按我公司标准做相应的修改。
关于汽车空调的选型计算（二） 来源：中国论文下载中心 [ 09-09-14 15:40:00 ] 作者：未知编辑：studa090420 目前已知进口干度为0.3，出口过热，因此平均干度 χdo=（0.3+1.0）/2=0.65 由此，可计算其余参数的平均值。动力黏度μcore的平均值为 μcore=[χ/μr+（1-χ）/μ1]-1=[0.65/11.446+（1-0.65）/266.78] -1=17.212 kg/（m·s） 每一散热板制冷剂质量流量 qmr,eq'= qmr/11=0.042/11=3.8182×10-3 kg/s 散热板内孔的制冷剂质量流速qmr,A为 qmr,A= qmr,eq'/（1/4·π·D2h，r）=0.0038182/[3.1416/4× （3.7265×10-3）2] kg/（m2·s）= 350.077kg/（m2·s） 雷诺数Recore为 Recore= qmr,A·Dh，r/μcore=350.077×3.7265×10-3/（17.212×10-6）=75794 干度平均值为 χdo=0.49+627 Recore-0.83=0.49+627×75794-0.83=0.54587 由上面的计算可以看到，制冷剂干度从0.3～0.54587～1变化，后还有过热蒸气区。因此很难准确估计每一阶段所占的百分比，只能凭经验估计。在此，取过热蒸气区为20%，于是可以计算出干燥点之前的两相区约为28%，干燥点之后的两相区约占52%。 （1）干燥点之前的两相区，取χ=0.417，则在散热板内孔内，制冷剂气液两相均匀紊流工况的Lockhart-Martinelli数Xtt和关联系数F（Xtt）分别为 Xtt =[（1-χ）/χ]1-W/2（ρl/ρv）0.5（μv/μl）n/2 =[（1-0.417）/0.417]1-0.3/2（1285.86/15.712）0.5（11.446/266.78）0.3/2=7.5 F（Xtt）=（1+2.30/ Xtt2）0.374=（1+2.30/7.5）0.374=1.0151 制冷剂两相流折算成全液相时，在折算流速下的表面传热系数αl为
吉利LG—1空调系统设计计算 3.1 汽车空调的工作原理 图3.1 汽车空调系统工作原理 1—压缩机 2—排气管 3—冷凝器 4—风扇 5、7——高压液管 6—干燥储液器8—膨胀阀 9—低压液管 10—蒸发 器 11—鼓风机 12—感温包 13—吸气管 3.2对微弛空调系统进行数据采集 本系统为仿制系统，外形尺寸于原装系统基本相当。 散热板及翅片示意图，由于为仿制所以测量尺寸不够精准，所以其各部分数据均需要验算。 1、蒸发器设计 散热板: 宽Wt=58mm，高Ht=2.5mm，铝板厚δt=0.5mm。可得: 内部流道尺 寸 hH=Ht—2δt=1mm Wh=Wt—2δt=57mm 翅片：宽度Wf=58mm，高度Hf=8mm，厚δt=0.1mm。翅片角度αl=36o，间距Lf=2mm。 2、冷凝器设计 冷凝器选用平行流式，散热层多孔扁管和翅片结构尺寸： 翅片宽度16mm，高度8mm，厚度0.135mm，翅片间距1.5mm，百叶窗角度27℃，扁管外壁面高度2mm，宽度16mm，分4个流层，扁管数目依次是14-9-7-5。取迎面风速4.5m/s。
3．其他部分由于本身没采用进口件，而且对于本公司来说主要是选配。所以没有仿制微弛。 空调系统设计计算 3.3 空调系统热负荷计算 1．空调系统冷负荷计算 本系统设计主要是估算冷负荷，以便压缩机的选配和两器的设计，本设计中主要是针对压缩机的选配，我们采用较容易确定的太阳辐射热QS和玻璃渗入热QG，他们的总合占系统的70%。即可得总负荷，为了安全再取k=1.05的修正系数。轿车一般的工况条件： 冷凝温度tc=63°，蒸发温度te=0°, 膨胀阀前制冷剂过冷温度△tsc =5°, 蒸发器出口制冷剂气体过热度△tsh=5,压缩机吸气温度ts=10°, 室外温度ti=35°, 室内温度t0=27°,轿车正常行驶速度ve=40km/h ,压缩机正常转速n=1800r/min. 太阳辐射热的确定 故而，机组制冷量取Q0=4000W。即可 压缩机的选配 大部分汽车空调压缩机由发动机驱动，压缩机的转速与发动机呈一定的比例，在很大的范围内同步变化，再加上其固定是通过支架与发动机刚性的连接，工作条件非常的差，因此对汽车空调压缩机有比家用空调压缩机更高的要求。
汽车自动空调系统 1．汽车自动空调系统构成 汽车空调系统是由HVAC总成、空调压缩机总成、冷凝器-干燥储液瓶总成、蒸发器-压缩机管路总成、压缩机-冷凝器管路总成、干燥器-蒸发器管路总成、进风滤清器总成、空调控制面板总成。
前窗除雾器出风口 中央出风口 汽车空调系统的自动控制装置是由室温度传感器、室外温度传感器、水温传感器、传感器、车速传感器、雨水传感器、温度调节执行器、外循环调节执行器、风向调节执行器、风机调速的功率模块、风机高速继电器、VFD显示、控制面板组成。 2．自动控制系统原理 工作原理：
各个传感器感知到外界的变化，并转换成电信号，输入给中央控制器，经过中央控制器中微处理器的综合计算后输出指令，指挥执行器的输出运动，调节各个出风口风门的开度和风向，调节冷、热量的混合比例，达到调节车空气温度的目的。VFD真空显示屏，显示微处理器输出各种指令的图案让驾乘人员了解空调系统工作状况，车空气温度。 3．自动控制系统主要零部件 控制面板：
室温度传感器： 安装在驾驶员前侧下端的室温度传感器，由NTC热敏电阻构成，通过传感器输入口，吸入车空气温度。温度变化转化成电阻电压的变化，输入给中央控制器，通过计算转换成温度变化显示在VFD的显示屏上。 室外温度传感器： 安装在车体前部的室外温度传感器，由NTC热敏电阻构成，感知车外的空气温度变化，将温度变化转化成电阻电压的变化，输入给中央控制器，通过计算转换成温度变化可显示在VFD的显示屏上。
水温传感器： 安装在HVAC暖水箱上的水温传感器，由NTC热敏电阻构成，感知水箱里水温变化，将温度变化转化成电阻电压的变化，输入给中央控制器，进行综合计算统一处理。 以上三种传感器的电器原理如下：
JINGYI 城市公交客车空调系统匹配的若干问题 广州精益汽车空调有限公司欧阳勇2003年9月 引言 随着社会经济的迅速猛发展，城市化进程的加快，城市交通阻塞的问题日益成为倍受关注的社会焦点问题。大量的研究和国内外城市化过程的经验表明，发展公共交通是缓解和解决城市交通供需矛盾的关键措施。在相当长的时间内优先发展城市公交是我国解决经济发展的中心工作，城市公交客运和公交客车也获得了难得的发展机遇，人们对公交客车的舒适性，节能环保的追求也变得愈来愈强烈。当经过一天紧张劳作的人们踏上归途，走入舒适的车厢内时一切疲劳都消失怠尽。 由于对公共客车运行特点了解不足，目前一些公交客车空调系统的设计欠佳运行不良，出现了一系列亟待解决的问题如冷却效果不佳、降温慢、启动时熄火、加速困难、爬坡时动力不足等。根据我们长期以来对广州、上海、重庆等城市公交空调客车运行状况的监测和研究，就一些影响其动力特性和冷量输出特性的重要因素进行了总结，与各位代表共同探讨。 一、空调客车的基本特征和要求 空调客车是城市公交发展具竞争力的重要特征，由于公交车主要面对的是城市大众，这就要求现代公交空调车辆在乘座的舒适性，载客容量、上下方便，节能环保等方面能够满足人们不断发展的需求，公交车辆有以下特点： 1．载客容量大，上下客频繁。公交车辆存在着载客的高峰期和非高峰期不同的载客状态，高峰时期的载客量可达到平时额定载客量的两倍； 2．起停频繁，站点多； 3．时速慢，平均时速在20kw/h左右；
4．绝热密封较差； 由于以上特点，因此公交客车空调系统的配置时应具备：冷量大、风量足、噪声低、低速状态冷量输出好、耗电少、有空气杀菌消毒功能。 二、空调系统正确设计匹配的原则 1．发动机的要求和选择 发动机应具备合理的动力性。城市公交车常处在超载、低速状态下运行，发动机与整车匹配应能保证各档位的动力因素，保证车辆在城市立交及其它坡道路段行驶时的爬坡能力，并保证有足够的起步加速能力。此外还须有足够大的低速扭矩，即选配低转速、大扭矩，特别是低速段扭矩大的发动机是比较适合用作公交空调客车（非独立机组）的动力装置。对于山地城市选用单独的辅助发动机为空调动力（独立机组）是较好的选择。 在选配空调系统时应分析发动机外特性曲线及空调系统的功耗的匹配情况，发动机外特性曲线反映了发动机的转速与发动机动力性能的关系。它是当发动机节气门开至最大时,所得到的总功率特性也称为发动机的外特性。代表了发动机的最高动力特性。 从发动机外特性曲线图一上可 机燃烧不良，转速降低使得每个 工作循环的时间增长，燃气与汽 缸壁接触时间也增长，绝热效率 ηe下降，由于冷却而产生的能 量损失就更大，因而导致扭矩略 为减小。转速由n2不断增加时， 由于进气行程时间缩短，气体流 速高，阻力增大，充气量也较少，而且摩擦阻力又增大，故扭矩Te随之减小。
项目一城市轨道交通车辆空调系统整体认知【项目描述】 城市轨道交通车辆空调系统是城市轨道交通车辆的重要组成部分之一，承担着调节客室温度、增强客室空气流动、提高乘客乘坐舒适性的作用。本项目能够使学生对城轨车辆空调系统的概念、分类、组成和作用等相关知识有一个系统的了解。 【学习目标】 1、掌握空调系统的基本概念； 2、掌握城市轨道交通空调系统的组成和功能； 3、掌握城市轨道交通空调系统的特点及发展方向； 4、了解空调系统常用名词概念及相关国家标准。 【能力目标】 1、能列出城市轨道交通空调系统各组成部分； 2、能说出空调系统各部件名称、位置、功能。 任务1.1空调系统基本概念的认知 一、空调机组 1、轨道车辆空调机组 轨道车辆空调机组是一种向机车、铁道车辆、轻轨车辆、地铁车辆的客室、工作间提供经过处理的空气的设备。它主要
包括制冷系统以及加热系统的通风装置。 2、紧急通风 当车辆动力电断电时，由车辆的蓄电池经逆变器给空调机组的通风机供电，由通风机进行全新风通风的运行过程为紧急通风。 3、温度 温度时表明物体冷热程度的物理量。由于规定和划分方法不同，分为华氏温度、摄氏温度和热力学温度。 （1）摄氏温度 在标准大气压下，水结成冰的温度为零度，沸腾时的温度为100℃ （2）华氏温度 在标准大气压下，水结成冰的温度为32°F，沸腾时的温度为212°F 摄氏温度与华氏温度的换算关系： F = 9/5 * t + 32 （3）热力学温度 建立在热力学第二定律基础上的热力学温标，用开尔文K表示。 t = T - 273K 在空气调节中，所表示的温度是指被测的空间此处湿空气的
汽车空调系统的认识 授课班级：09汽车 授课地点：09汽车教室 课型：新授课 课时安排：1课时 教学目标： 知识目标：1 正确描述空调系统的基本知识、基本组成 2 简单描述暖风系统的类型、组成 3 正确描述制冷系统的组成和主要组成件的结构 能力目标：1 理解空调制冷的物理原理 2 能简单描述空调的制冷过程，及工作原理 3 能简单描述空调的暖风工作过程，及工作原理 情感目标：培养学生对汽车电器的兴趣 教学重点：空调系统的组成及其个部件的名称 教学难点：空调系统的工作原理 教学方法：“讲授法”、“演示法” 教学背景：学生在学习完汽车电器的电源系和起动系后，对汽车电器学习的基本方法有了初步的认识，对认识电路有了较大的提高。在学习电动部件有一定的基础。在此基础上，教学学生比较容易接受。 教学过程： 一、课程导入 向学生提问：夏天从游泳池上岸，身上感到凉爽。用酒精擦拭皮肤，会感觉到冰凉。是什么原因产生的现象。这是因为液体的蒸发带走了热量。这就给我们了一个启发，利用液体的蒸发可以吸收周围环境的热量。为此我们制作一个装置，将带有开关的容器在一个绝热良好的盒子内，容器中装有常温下容易挥发的液体，将开关打开时，容器内的易挥发液体便开始蒸发，同时吸收绝热盒子内的热量，吸收了热量的液体转化为气体，从开关排出。盒子内的温度便会低于盒外的温度。如果容器内的易挥发液体能得到不断的补充，冷却的效果便会持续下去。
二、新课教学 1、制冷循环 从刚才的实验我们可以看出，制冷过程中的热量转移是靠液体的状态变化实现的，我们将这种液体称为制冷剂。 为了使前述的制冷装置的制冷过程持续下去，就必须不断的向容器补充制冷剂，从开关放出的制冷剂也应加以反复利用。为此，有必要制作一套装置使制冷剂能够在装置中循环，不断地将热量带走。 根据前述物质的沸点与压强的关系，降低压强可以使物质的沸点降低，使其更加容易蒸发而吸收热量；提高压强可以使物质的沸点升高，使其更加容易转化为液体而放出热量。为此，将前述装置从开关放出的气体制冷剂回收回来，使其进入一台压缩机，提高压强，再通过一个称为冷凝器的装置，经强制冷却放出热量变为液体，并将这种液体制冷剂暂时存放在一个储液罐中以备再次使用。 高压的液体通过一个小孔，可以使其迅速膨胀而压强降低，在种情况下，液体由于压强的降低而非常容易汽化而吸热。因此，将储液罐中的制冷剂通过一个小 孔（膨胀阀）放出，让其进入一个称为蒸发器。由于制冷剂的压强下降，所以很
【最新整理，下载后即可编辑】 汽车空调系统的认识 授课班级：09汽车 授课地点：09汽车教室 课型：新授课 课时安排：1课时 教学目标： 知识目标：1 正确描述空调系统的基本知识、基本组成 2 简单描述暖风系统的类型、组成 3 正确描述制冷系统的组成和主要组成件的结构 能力目标：1 理解空调制冷的物理原理 2 能简单描述空调的制冷过程，及工作原理 3 能简单描述空调的暖风工作过程，及工作原理 情感目标：培养学生对汽车电器的兴趣 教学重点：空调系统的组成及其个部件的名称 教学难点：空调系统的工作原理 教学方法：“讲授法”、“演示法” 教学背景：学生在学习完汽车电器的电源系和起动系后，对汽车电器学习的基本方法有了初步的认识，对认识电路有了较大的提高。在学习电动部件有一定的基础。在此基础上，教学学生比较容易接受。 教学过程：
一、课程导入 向学生提问：夏天从游泳池上岸，身上感到凉爽。用酒精擦拭皮肤，会感觉到冰凉。是什么原因产生的现象。这是因为液体的蒸发带走了热量。这就给我们了一个启发，利用液体的蒸发可以吸收周围环境的热量。为此我们制作一个装置，将带有开关的容器在一个绝热良好的盒子内，容器中装有常温下容易挥发的液体，将开关打开时，容器内的易挥发液体便开始蒸发，同时吸收绝热盒子内的热量，吸收了热量的液体转化为气体，从开关排出。盒子内的温度便会低于盒外的温度。如果容器内的易挥发液体能得到不断的补充，冷却的效果便会持续下去。 二、新课教学
1、制冷循环 从刚才的实验我们可以看出，制冷过程中的热量转移是靠液体的状态变化实现的，我们将这种液体称为制冷剂。 为了使前述的制冷装置的制冷过程持续下去，就必须不断的向容器补充制冷剂，从开关放出的制冷剂也应加以反复利用。为此，有必要制作一套装置使制冷剂能够在装置中循环，不断地将热量带走。 根据前述物质的沸点与压强的关系，降低压强可以使物质的沸点降低，使其更加容易蒸发而吸收热量；提高压强可以使物质的沸点升高，使其更加容易转化为液体而放出热量。为此，将前述装置从开关放出的气体制冷剂回收回来，使其进入一台压缩机，提高压强，再通过一个称为冷凝器的装置，经强制冷却放出热量变为液体，并将这种液体制冷剂暂时存放在一个储液罐中以备再次使用。 高压的液体通过一个小孔，可以使其迅速膨胀而压强降低，在种情况下，液体由于压强的降低而非常容易汽化而吸热。因此，将储液罐中的制冷剂通过一个小孔（膨胀阀）放出，让其进入一个称为蒸发器。由于制冷剂的压强下降，所以很快便会蒸发，吸收蒸发器周围的热量，使蒸发器周围得到冷却。 总结上述原理得出：空调同坐制冷循环将车内的热量转移到车外。
1 汽车空调的计算温度选择 按表1 数据作为微型汽车空调系统的计算温度(即车内平均温度)。从上表我们可以看到，微型车的计算温度在环境温度为35℃时定为27℃，而一般轿车在环境温度38℃时定为24℃～27℃ ，一般大中型客车定为27℃ ～28℃ ，可看到微型车车内温差都比它们要高，这其实是综合了多种因素 并经过很多次试验得出的较经济 合理的车内平均温度。因为对微 型车来说，如果计算温度定得过 高了，乘员就会明显感觉制冷不 足；而如果定得过低，势必需要 加大压缩机排量才能满足，这样 功耗必然增加，并影响到整车的 动力性，否则又很可能无法实现。 2 计算方法 2.1 微型车车内与外界热交换示意图 为便于分析，绘制图1 的微型车热交换 示意图。 2.2 计算公式 2.2.1计算方法 考虑到汽车空调工作条件都很恶劣，其 热负荷与行车时间、地点、速度、行使 方向、环境状况以及乘员的数量随时发 生变化，以及要求在短时间内降温等特 殊性，按照常规方法来计算制冷量的计 算公式为： Q 0=kQ T =k(Q B + Q G + Q F +Q P + Q A +Q E + Q S )） ⑴ 式中：Q 0———汽车空调设计制冷量，单位为W ； k ———修正系数，可取k=1.05~1.15，这里取k=1.1 Q T ———总得热量,单位为W ； Q B ———通过车体围护结构传入的热量,单位为W ； Q G ———通过各玻璃表面以对流方式传入的热量,单位为W ； Q F ———通过各玻璃表面以辐射方式直接传入的热量,单位为W ； Q P ———乘员散发的热量,单位为W ； Q A ———由通风和密封性泄露进入车内的热量,单位为W ； Q E ———发动机室传入的热量,单位为W ； Q S ———车内电器散发的热量,单位为W ； 从公式中我们也可以看出它是通过分别计算各部分得热量求得总需求制冷量的。 3 计算示例 以五菱之光微型客车空调系统的制冷量计算为例，设计条件和工况见表3： (1)整车乘员7 人，各部分参数见下表： (2)查文献[2]，取水平面和垂直面的太
第六章汽车空调自动控制系统 第一节汽车空调自动控制系统工作原理 一、汽车空调自动控制系统概述 现代汽车空调自动控制系统，由于采用了先进的控制理论和应用了计算机技术，在控制方式、控制精度和舒适性及工作可靠性方面，与传统手动控制空调系统已经有了本质的区别，只要驾驶员设定好所需工作温度，系统即自动检测车内温度和车外温度、太阳辐射和发动机工况，自动调节鼓风机转速和所送出的空气温度，从而将车内温度保持在设定范围内，并适度调节空气质量。有些高级轿车的空调自动控制系统除了温度控制和鼓风机转速控制外，还能进行进气控制、气流方式控制（送风控制）和压缩机控制，并保证系统安全可靠的工作。当系统出现故障时，还可以自动检测和诊断故障部位，并且以故障代码的方式告知维修技术人员。 汽车空调自动控制系统的应用，免去了手动调节的麻烦，减轻驾驶员的疲劳，在人类现代化进程中，使汽车作为代步和运输交通工具的单一性能得以不断的拓展和延伸。 典型的汽车空调自动控制系统的基本组成和工作原理见图6-1所示。 图6-l 汽车空调自动控制系统甚本组成和工作原理图 汽车空调自动控制系统的基本工作模式是：传感器（设定参数）→控制器→执行器。其中传感器包括一系列检测车内、车外，导风管空气温度变化和太阳辐射的传感器，以及发动机工况的传感器，并将它们变成相应的电量（电阻、电压、电流），送入控制器；早期的控制器是由电子元件，如分立晶体管、运算放大器组成，现代控制器由单片微处理器或组成系统的车身计算机构成，它根据各传感器所检测的温度参数，发动机运行工况参数和空调系统工况参数，经内部电路分析、比较后，单独或集中对执行器的动作进行控制。这种控制过程，可以计算出设定参数与实际状况的工作差别，精确的控制执行器按照程序完成空调的既定工作。而执行器则采用大量的自动元件，如：调速电动机控