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空调系统CAE分析

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14-乘用车空调系统设计和CAE仿真技术应用

14-乘用车空调系统设计和CAE仿真技术应用

乘用车整车开发中的空调系统设计和CAE技术应用Design of air conditioning system of passenger vehicle and application of CAE simulation technology王伟民 孙西峰 陈皓(东风汽车公司技术中心 430056)摘 要: 在乘用车整车的空调系统开发过程中，随着先进的CAD/CAE/CAM等数字化设计技术大量引入使空调系统的设计流程出现了重大变革。

特别是乘用车空调系统各个领域的CAE技术正在不断进化，改变了传统的经验设计方法，对提高设计质量、缩短开发周期和降低开发成本具有重要意义。

本文对乘用车空调系统的设计流程以及各个不同的设计阶段中的CAE技术的要点进行了分析，提出了加快乘用车空调系统的设计技术进步的对策。

关键词: 乘用车 空调系统 设计流程 CAE 计算流体力学Abstract：In the recent development of air conditioning system of passenger vehicle, design process has had important changes with introduction of advanced digital design technologies included CAD/CAE/CAM. In particular, CAE technologies of air conditioning system of passenger vehicle are constantly evolving, and changing the traditional experience design methods. It is of great importance to improve design quality, shorten development cycles and decrease development costs. In this paper, design process of passenger vehicle air conditioning system and the main points of CAE technologies in various different design phases are described, and countermeasures of speeding up technical improvement of air conditioning system design have been put forward.Key words: Passenger vehicle, Air conditioning system, CAE, CFD1．引言乘用车汽车空调系统具有制冷、取暖、除霜、除雾、空气过滤和湿度控制等功能，现代空调系统由制冷系统、温水供暖系统、通风和空气净化装置及控制系统组成，它的功能多样性和组成复杂性给空调系统设计带来了很大的难度。

CAE仿真技术在空调制冷产品设计中的应用

CAE仿真技术在空调制冷产品设计中的应用

CAE仿真技术在空调制冷产品设计中的应用简介空调制冷产品设计中，所涉及的仿真类应用种类繁多，如风道优化、噪音、热交换器换热、配管振动、包装防护等等。

通过真技术，可以优化空调结构及性能，缩短研发周期，降低研发成本。

制冷蒸发器换热问题✓蒸发器换热效果✓翅片类型对换热效果的设计✓管内制冷剂流动特点✓管内相变问题ANSYS CFD通过研究换热管内的流动分布，可以分析换热效果，为换热参数的设计提供依据。

另外，通过对不同翅片类型的对比求解，可以用与翅片的选型分析，决定最优的翅片参数。

空调外机流场问题✓导流罩设计✓风机安装设计✓外机噪音分析✓散热翅片中冷凝器布设方式设计ANSYS CFD 软件通过对外机仿真分析，模拟出翅片面上的速度分布特点，进而优化设计冷凝器排布方式，同时，也可以模拟出导流罩导流性能，及风机相关的噪音指标。

在空调外机设计上，ANSYS CFD 能提供一套完整的解决方案。

✓ 涡旋压缩机内部流场问题✓ 活塞式压缩机内部流场问题✓ 压缩机管路系统流场问题ANSYS CFD 具有完善的动网格技术，能满足不同类型压缩机内的流场分析，如活塞式网格层铺技术等；另外ANSYS CFD 还为不同类型的压缩机提供不同的网格划分技术，如活塞式压缩机要求的纯六面体网格，涡旋式压缩机所需求的棱柱层式网格。

✓ 压缩机配管减振计算✓ 压缩机配管疲劳寿命计算✓ 管路优化与减重在空调结构设计中，由于设计不当导致振动过大造成的结构失效破坏意境成为影响产品可靠性的重要原因，给产品的品质形象带来负面影响也是很严重的，配管的振动是其中最需要关注的问题。

通过结构仿真，不但要尽量减小压缩机在整个频率运行期间内配管振动所导致的应力和变形量，而且也需要兼顾考虑配管的疲劳寿命是否合格并尽可能降低配管的材料使用以降低成本。

✓ 部件跌落破坏计算✓ 整机跌落破坏计算✓ 整机带包装跌落防护设计优化整机跌落与包装优化配管振动优化与减重压缩机流场问题空调机等家用电器在运输和搬运过程中常出现跌落现象，这样会造成空调机内部结构在跌落中发生大的偏移和损坏，对空调机的正常运转产生重大影响，因此通常情况下需要采用大量包装材料以防止该种跌落破坏。

常用CAE分析简介

常用CAE分析简介

常用CAE分析简介1. 有限元分析（FEA）：有限元分析是一种将复杂结构分解为简单单元的方法，通过求解这些单元的力学行为，从而得到整个结构的力学性能。

有限元分析广泛应用于结构分析、热分析、流体分析等领域，可以帮助工程师评估设计的强度、刚度、稳定性等性能指标。

2. 计算流体动力学（CFD）：计算流体动力学是一种利用数值方法模拟流体流动问题的方法。

通过CFD分析，工程师可以了解流体在特定条件下的速度、压力、温度等参数，从而优化设计，提高设备的性能。

CFD分析广泛应用于航空航天、汽车、化工、建筑等领域。

3. 多体动力学（MBD）：多体动力学是一种模拟多个刚体之间相互作用的力学分析方法。

通过MBD分析，工程师可以研究机械系统的运动特性、动力学性能和振动特性，从而优化设计，提高设备的可靠性。

MBD分析广泛应用于汽车、、航天器等领域。

4. 优化设计：优化设计是一种在满足一定约束条件下，寻找最优设计方案的方法。

通过优化设计，工程师可以在保证产品质量的前提下，降低成本、提高性能。

优化设计方法包括线性规划、非线性规划、遗传算法等。

5. 可靠性分析：可靠性分析是一种评估产品在使用过程中发生故障的概率的方法。

通过可靠性分析，工程师可以了解产品的故障模式和故障原因，从而优化设计，提高产品的可靠性。

可靠性分析方法包括故障树分析、故障模式与影响分析等。

CAE分析在工程领域具有广泛的应用，可以帮助工程师在设计阶段发现潜在问题，优化设计，提高产品质量和降低成本。

随着计算机技术的不断发展，CAE分析将在未来发挥越来越重要的作用。

6. 热分析：热分析是一种评估产品在温度变化下的热传导、热对流和热辐射性能的方法。

通过热分析，工程师可以了解产品在不同温度条件下的热性能，从而优化设计，提高产品的热效率和热稳定性。

热分析广泛应用于电子设备、汽车、航空航天等领域。

7. 声学分析：声学分析是一种评估产品在声波作用下的声学性能的方法。

通过声学分析，工程师可以了解产品在不同频率下的声压级、声强级和声功率级等参数，从而优化设计，提高产品的声学性能。

空调系统CAE分析共20页

空调系统CAE分析共20页
技术发展环保节能化。在国际环保主义潮流的影响下，汽车空调的环保问题也 引起了汽车相关群体的关注，汽车空调技术也正在朝环保化方问发展。汽车 空调系统具有制冷、取暖、除霜、除雾、空气过滤和湿度控制等功能。虽然 目前轿车的燃动机燃烧效率更高，燃油余热会进一步减少;而电动车和混合动力车则不 得不牺牲驱动性能来提供采暖和制冷，因此必须通过提高汽车空调系统的效 率来减轻汽车的动力负担。对于新一代环保型汽车，如电动、混合动力、燃 料电池和其它的低排放车辆，由于本身动力远小于传统动力车辆，能够提供 给空调系统的动力极为有限。鉴于此，提供节能高效、性能可靠的空调系统 对占领市场至关重要，这也必将是未来一段时间内中国汽车空调技术的发展 方向。
用户观念正在改变。如今，随着中国经济的持续稳步增长，居民收入都得到了 一定的增加，生活水平和消费能力也相应提高，消费观念也在逐步改变，更 多的人开始追求生活的舒适化。这反映到汽车消费中，就体现在追求汽车的 内饰，安装多媒体影音系统和汽车空调，以及要求人性化的设计等方而。比 如，现在载货车空调的安装率就大幅提高，以前用户认为载货车就是挣钱的， 安装空调没有必要，而如今越来越多的用户认为虽然载货是挣钱的，但是挣 钱也不能挣的太辛苦，也开始选装汽车空调和高级音响等没备了。可以预见， 随着最终用户消费观念的进一步改变，必将促进汽车空调产品的市场销售。
对于新一代的环保型汽车,如电动、混合动力、燃料电池和其它的低排放车 辆,由于本身动力远小于传统动力车辆,能够提给空调系统的动力极为有限 。拥有一套节能高效、性能可靠的空调系统对开拓市场至关重要。
3.汽车空调系统中的新技术
外部调节的变排量压缩机。目前，在德国大众汽车公司使用的外部调节的变排量压 缩机主要有电装公司的7SEU16、7SBU16和6SEU12。其工作原理与内部调节的变 排量压缩机相似，不同之处在于控制阀具有一电磁单元，操纵和显示单元从蒸发 器出风温度传感器获得信号作为输入信息，从而对压缩机的功率进行无级调节。 控制阀由机械元件和电磁单元组成。机械元件按着低压侧的压力关系借助于一位 于控制阀低压区的压力敏感元件来影响调节。电磁单元由操纵和显示单元E87通 过500Hz的通断频率进行控制。在无电流的状态下，阀门开启，高压腔和压缩机 曲轴箱相通，高压腔的压力和曲轴箱的压力达到平衡。全负荷时，阀门关闭，曲 轴箱和高压腔之间的通道被隔断，曲轴箱的压力下降，斜盘的倾斜角度加大直至 达到100%的排量；关掉空调或所需的制冷量较低时，阀门开启，曲轴箱和高压腔 之间的通道被打开，斜盘的倾斜角度减小直至低于2%的排量。当系统的低压较高 时，真空膜盒被压缩，阀门挺杆被松开，继续向下移动，使得高压腔和曲轴箱进 一步被隔离，从而使压缩机达到100%的排量；当系统的吸气压力特别低时，压力 元件被释放，使挺杆的调节行程受到限制，这就意味着高压腔和曲轴箱不再能完 全被隔断，从而使压缩机的排量变小。

关于空调CAE分析若干注意事项

关于空调CAE分析若干注意事项

关于空调CAE分析若干注意事项
大纲
1、“CAE”什么
2、空调布置设计中需要进行哪些CAE分析项目
3、进行空调送风管路CAE分析的目的
4、送风管路CAE分析要做哪些项目
5、进行空调送风管路CAE分析，空调设计人员需要提供哪些资料
6、进行风窗除霜效果CAE分析的目的
7、除霜效果CAE分析要做哪些项目
8、进行风窗除霜效果CAE分析，空调设计人员需要提供哪些资料
9、收到CAE分析报告后，空调设计师应干些什么
1、CAE分析是一种仿真分析
2、空调设计中需要进行CAE分析的项目很多，如：
出风口风量分配
风道流体特性分析
空调箱体流体特性分析
风机叶轮流动特性分析
车窗除霜性能分析
车厢温度场分析
车厢气流分析
等等
3、进行空调送风管路CAE分析的目的
在进行空调设计时，需要对风道风量的分配比例进行分析，防止由于风道设计不合理而导致的空调整体性能的下降。

送风管路的CAE分析的目的是通过对风道内部的速度场和压力场的CFD分析，找出高压区和低压区，分析风道内部结构对风量分配和送风量的影响，给出各出风口的风量分配比例，并为空调风道的设计与改进提供依据。

4、送风管路CAE分析要做哪些项目
对于只有前空调的
吹面模式
吹足模式
除霜模式
5、进行送风管路CAE分析，设计人员需要提供哪些资料
风门处于规定模式下位置的HV AC箱体简单数模
规定模式下的送风管道简单数模
鼓风机出口最大风量
6、进行风窗除霜效果CAE分析的目的。

CAE-空调动力学分析

CAE-空调动力学分析

结果（位移最大值仅为。 1.0865mm)
形状变化
总结
• 1。ANSYS能完整地将CAD模型导入 • 2。通过ANSYS谐波分析得到空调配
管具体的响应值 • Βιβλιοθήκη 。利用ANSYS可以方便直观的对配
管进行优化
ANSYS
• DOMINATING ENGINEERING
某空调机的动力学分析
目的
通过ANSYS对模型进行动响应分析
• 1。校核模型的约束条件 • 2。进行模态及谐波分析 • 3。优化模型
整体模型（1）
整体模型（2）
整体模型（3）
整体模型（4）
总体有限元网格
局部有限元网格
目的
通过ANSYS对模型进行模态分析
• 1。校核模型的约束条件 • 2。 分析是否与压缩机发生共振 • 3。为谐波分析打下基础 • 4。初步分析模型的动力学响应
模态振形
该款机型在实际 工作中31HZ时配 管振动量最大
模态分析
39HZ时的 配管振动 量也较大
模态分析
初步谐波分析（位移云图，最 大值为0.662mm）
形状变化
优化（一）
增加阻尼橡胶
配重示意图（所加为阻尼橡胶）
通过谐波分析得到最大位移值为0.45mm
优化（2）
改变配管走向
配管走向示意图

CAE仿真技术在空调冲压件的模具设计和制造中的应用


导致成形时材料得不到及时补充而拉裂。因此 ， 仅仅增加压 边力虽然可 以改善起皱 和拉深不足等成形缺陷， 但不能控制材料
图 ２模具 、 压边圈 、 坯料的有限元模 型爆炸图
Ｆ ｇ２ Ｅｘ ｌ ｄ ｄ ｖｅ ｏ ｉ ｉｅ ｅｅ ｎ ｄ ｌ ｏ ｉ ｓ ｂ ｎ ｅ ｎ ｌｎ ｉ ． ｐ ｏ ｅ ｉ ｗｓ ｆ ｒ ｆ ｔ ｌ ｍｅ ｔ ｍｏ ｅ ｆ ｄ ｅ ， ｉ ｄ ｒ ａ ｄ ｂ ａ ｋ ｎ
；ｍｔｉ ｅ ｏｅ ｏｄ ｇｅｉ ｂ ｋｈｌ ｒ ｏｅｅ ｉｓｅ ｕｉ ｗｔｄｃ ｅｈ ｌａ ｛ ａｒ ａｔ ｒｓ ｎｉ ｇ ｎ ｌ －ｏ ｅＨ ｗｖ ， ｉｖｒｃ ｃｌｎ ｏ ｉ ｅｏ － ｅａｔ ｈ ｃ ｒｐ ｎ ｒ ｏ ｏ ａ ｌ ｆ ｎ ｄ． ｒｔ ｙ ｒ ａｏ ｈ ｏ ｅｄ ｔ ｃ ｝ ｉ ，ｅ ｕ ｂｒ ｄｈ ｐｏｌｏｔ ｒ —ｅ ｓ ｈ ｈ ｅ ｒｉ ｓ ｈ ｈｒａｓ ｔｙｏ ｉ ａｔｓ｛ ｔｎｔ ｍ ｅ ａ ｅ ｒ ｅ ｈ ｄ ｗ ｂａ ， ｉ ｔｍｎ ｅ ｅｓ ｉａ ｏ ｆｒ ｎ ｑ ｌ ｅ ｏ ｈｎ ｔ ｆ ｅ ａ ｎ ｉ ｆ ｄ ｗ ｃ ｄ ｅ ｅ ｗ ｔ ｔ ｃ ｒ ｍ ｇ ｕ ｉ ｆ ｉ ；ｃ ｂ ａ ｉ ｅ ｔ ａ ｄ ｎ ｕ ｅｃ ｍ ｌｉ ｃｎｌｙｂ ｋ ｏ ｉ ｆｒ ｄ ｒ －ｅ ｓ ａ ｉ 帆 ｅ ｃ ｅ ｄ ｒ ｏＢｓ ｍ ｒａｓ ｕ ｏ ｔ ｈｏ ｇ，ａ ｌｎｏ ｃ ａ ａ ｂａ ｈ ｖ ｏｎ ． ｅ ｏ ｎ ｉ ｉ ａ ｎｅ ｏ ｌ ｈ ｄ ｇ ｅ ｄ ｗ ｄ Ｃ ｌ ｔ ｎ ｎ ｎ
（广 东美 的集 团 商用空调事 业部 ， 山 ５ ８０ ） ３ 佛 ２ ３０
Ｍｏ ｄ ｄ ｓｇ ｎ ｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｌ ｅ ｉ ｎ ａ ｄ ａ ｐｉ ｔ ｆ ｃ ｏ ＣＡＥ ｓ ｍｕａ ｉｎ ｔ ｃ ｎｑｕ ｎ ｓ ａ ｉ ｌｔ ｅ ｈ ｉ ｅ ｉ ｔ ｍｐｎ ｒ ｃ ｓ ｏ ｉｇ ｐ ｏ ｅ ｓ Ｏ ｉ ｃ ｄｔ ｎ ｈ ｅ ｔ Ｉ ａｒ ｆａ ｒ Ｏｎ ｊＯ ｅｒ ｅ ｔｍｅ ａ ｔ — ｊ ｓ ｐ ｓ

CAE-空调压缩机配管动力分析

空调压缩机配管动力分析
一、问题描述
为减小YORK中央空调压缩机配管系统的振动，利用 ANSYS软件的结构分析功能进行动力分析。 首先进行模态分析，确定结构的固有频率何振形。 然后进行谐响应分析，确定结构的实际振动。 同时进行了多种优化方案的对比分析。
2
二、几何模型及有限元模型
3
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三、计算结果
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改进方案：施加配重分析结果
各施加100g配重
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施加配重结构在50Hz时的位移云图
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施加配重结构在100Hz时的位移云图
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改进方案：改变配管结构分析结果
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改变配管结构在50Hz时的位移云图
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改变配管结构在100Hz时的位移云图
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改进方案：配管壁厚增加0.2mm分析结果
增加配管壁厚在50Hz时的位移云图
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增加配管壁厚在100Hz时的位移云图
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改进方案：改变Biblioteka 板厚度分析结果改变底板厚度在50Hz时的位移云图
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改变底板厚度在100Hz时的位移云图
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结论
施加配重后，结构的固有频率和振型发生改变，合理施加配重 可以 降低振动。
合理改变配管结构，配管的振动减小。 改变配管壁厚对系统的模态分析结果和谐响应分析结果都有影 响，应注意使结构避开共振区。 增加底板板金的厚度，对结构的振动响应影响比较小。
26
原始结构47.274Hz时的振型
8
原始结构56.817Hz时的振型
9
原始结构98.762Hz时的振型
10
原始结构101.60Hz时的振型
11
原始结构在50Hz时的谐响应分析位移云图

CAE技术在商用空调结构可靠性设计中的运用


已融入产 品研 发过程 ，并改变 了传统的产 品研发 流程 。 Ｃ Ａ Ｅ技术 以是仿 真驱动产 品研发 ，以 “ 虚拟 样机 ”替代 “ 物理样机”， 并预测产品在整个生命 周期中的可靠 性 ， 尽 可能地 在产品制造前 发现潜在 的问题 ，并 找到最佳 的 解 决方 案 ［ １ － ３ １ 。
本文针 对商用 空调结构 可靠性设 计 的关 键环 节 ，结
安装 等不开机 情况下 机组各结 构 的强度 、应力 、振 动等 是否满足要求 。常用 的商用空调结构可靠性 问题见表 １ 。
针对 上述各类结构 可靠性 问题 ，采 用 Ｃ Ａ Ｅ研究 方法
主 要 为有 限单 元法 （ Ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ Ｅ ｌ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ Ｍ ｅ ｈｏ ｔ ｄ ，Ｆ Ｅ Ｍ ），包 括 强度分析 、模 态分 析 、谐 响应 分析 、随机振动分 析 、 跌落分析等 嗍 。下 面将 针 对不 同 的问 题 ，介 绍具 体 的
ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｓ ， ａ ｎ ｄ ｌｓ ａ ｏ ｐ ｉ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ａ ｐ ｒ ｏ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ Ｃ ＡＥ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｌ ａ ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｃ ｏ ｍｍｅ ｒ ｃ ｉ ａ ｌ ａ ｉ ｒ
随着空调 产品 的不 断普及 和技术 的升级换 代 ，消 费
１常见 结构 可靠性 问题
商用 空调机 组 的结 构可靠 性 问题 ，可根据 机组 的运 行状态 ，分为运行 工况下 和非运行 工况下 的结 构可靠性
两类 。其 中，运行 工况下 的结构 可靠 性是指 在正常 开机

CAE技术在商用空调结构可靠性设计中的运用

CAE技术在商用空调结构可靠性设计中的运用摘要：商用空调设计生产完成之后都要经过一定的评价才能上市销售，在目前的商用空调评价体系中，空调结构可靠性占着很大比例，已经成为空调整体性评价的重要一部分。

CAE技术正是用来评价商用空调结构可靠性的技术之一，其植根于现代计算机技术的进步以及有限单元法的发展，逐渐越来越多地被运用到商用空调结构评价中。

有鉴于此，本文结合一定的工程实践对CAE技术的相关概念、基础理论以及其在商用空调结构可靠性设计中的具体运用方法进行探索，并在现代商用空调蓬勃发展的基础上对CAE技术的应用前景进行展望，希望能为相关人员提供参考。

关键词：CAE技术；商用空调；结构可靠性；运用引言空调设备目前已经成为城市生活的重要一部分，然而随着经济社会的发展以及人们生活水平的提升，人们对空调设备的要求不再是单纯的制冷效能好，而是扩展到了更加全方位的要求，比如空调结构可靠性就是人们对商用空调提出的一种新要求。

商用空调的结构可靠性要从研发阶段就重视起来，将可靠性的理念贯穿到整个设计生产过程，其中设计阶段的工作尤为重要。

再这样的背景下，CAE技术应运而生，以其独特的优势改变了传统的商用空调设计过程。

简单来说，CAE技术与传统的研发技术不同的一点是，其以仿真原则驱动整个产品的研发，使得产品在设计阶段更加贴近现实，不至于无从下手。

针对传统商用空调设计过程中以物理样机为标准的现实，CAE技术强调“虚拟样机技术”，以求能够对产品在以后的应用过程中可能存在的问题进行准确的预测并提前找到预备方案。

1.CAE技术在空调结构可靠性设计中的应用采用传统技术设计的商用空调不论在性能上还是在结构上都存在较多的问题，尤其是其结构可靠性问题，更是受到了消费者以及生产商、销售商的诟病。

商用空调结构可靠性问题不但可能出现在空调运行状态下，空调非运行状态下也可能产生一些问题，根据此标准，可以将商用空调结构可靠性问题分为运行工况下和非运行工况下两种。

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冷凝器组件。冷凝器组件的特点是储液干燥器作为整体焊接在冷凝器的一侧， 从而取消了现今的连接管和两个螺栓，而用集流管和与集流管平行布置的储 液干燥器之间的开口代替。为减少安装空间，储液干燥器相对于冷凝器表面 非对称布置。模拟计算和台架试验表明，当冷凝器部分传热面用于制冷剂的 过冷，制冷装置的制冷功率将提高，在过冷度为15K时达到最大值，和无过 冷相比可提高4%。制冷功率最大值几乎和装置的工作状态无关。 现今的方法是对制冷装置进行一定量的过量充注而得到过冷，从而使制冷功率 得到改善，通过制冷剂向冷凝器的倒流使一部分传热面用于过冷。这种方法 的缺点在于，过冷度在不同的行驶状态下将有很大的变化；在制冷剂有较小 损失的情况下，过冷度很快就没了。除了由此产生的功率损失外，液体管中 饱和状态的液态制冷剂在接收到较少的热量或有较少的压力损失时马上沸腾， 产生的蒸气使得膨胀阀达到其调节范围的极限，这导致蒸发器出口处制冷剂 的过热度提高,从而使蒸发器传热面积的利用率下降。在压缩机频繁通断的工 作过程中，由于压力变化的叠加作用加强了沸腾过程，液体管中的蒸气量大 得可以在膨胀阀处产生严重的超高的脉冲噪声。冷凝器组件避免了上述缺点， 储液干燥器下部的液态制冷剂通过开口进入冷凝器的过冷段以得到进一步的 冷却。通过选择过冷器的面积可以从结构上确定一个需要的过冷度的值。冷 凝器组件的优点如下：降低了汽车生产厂在生产、物流和安装方面的费用； 降低了维修工作量；降低了系统所需的制冷剂的量，从而进一步改善了空调 装置的环保性。最终用户将得益于在较大的充注量范围内而长时间能保持的 优化的功率和舒适性。
新结构皮带轮。外部调节变排量压缩机采用了新结构皮带轮。皮带盘由皮带 轮和随动轮组成，通过一橡胶元件将皮带轮和随动轮有力地连接起来。 当压缩机因损坏而卡死时，随动轮和皮带轮之间的橡胶元件的传递力急 剧增大，皮带轮在旋转方向将橡胶元件挤压到卡死的随动轮上，橡胶元 件产生变形，对随动轮产生的压力增大，随动轮随之产生变形直至随动 轮和皮带轮之间脱离连接，从而避免了皮带传动的损坏。 随动轮的变形量取决于橡胶元件温度的高低，橡胶元件的弹性取决于结构件 的温度。由于橡胶元件和随动轮的形变，避免了发动机皮带传动的损坏， 同时防止了诸如水泵和发电机的损坏，起到了过载保护的作用。 外部调节的变排量压缩机的优点：压缩机一直运转，无接合冲击，提高 了舒适性；通过调节蒸发器的温度使制冷量和热负荷及能量消耗完美匹 配，减少了再加热过程，使出风口的温度、湿度恒定调节；由于排量可 以降低到近0%，省去离合器可使质量减轻20%(约500～800g)；压缩机的 功率消耗下降，燃油消耗下降；新结构的皮带轮用于皮带传动和空调压 缩机之间的力传递，消除了扭矩波动并同时起到过载保护的作用。
对于新一代的环保型汽车,如电动、混合动力、燃料电池和其它的低排放车 辆,由于本身动力远小于传统动力车辆,能够提给空调系统的动力极为有限 。拥有一套节能高效、性能可靠的空调系统对开拓市场至关重要。
3.汽车空调系统中的新技术 外部调节的变排量压缩机。目前，在德国大众汽车公司使用的外部调节的变排量压 缩机主要有电装公司的7SEU16、7SBU16和6SEU12。其工作原理与内部调节的变 排量压缩机相似，不同之处在于控制阀具有一电磁单元，操纵和显示单元从蒸发 器出风温度传感器获得信号作为输入信息，从而对压缩机的功率进行无级调节。 控制阀由机械元件和电磁单元组成。机械元件按着低压侧的压力关系借助于一位 于控制阀低压区的压力敏感元件来影响调节。电磁单元由操纵和显示单元E87通 过500Hz的通断频率进行控制。在无电流的状态下，阀门开启，高压腔和压缩机 曲轴箱相通，高压腔的压力和曲轴箱的压力达到平衡。全负荷时，阀门关闭，曲 轴箱和高压腔之间的通道被隔断，曲轴箱的压力下降，斜盘的倾斜角度加大直至 达到100%的排量；关掉空调或所需的制冷量较低时，阀门开启，曲轴箱和高压腔 之间的通道被打开，斜盘的倾斜角度减小直至低于2%的排量。当系统的低压较高 时，真空膜盒被压缩，阀门挺杆被松开，继续向下移动，使得高压腔和曲轴箱进 一步被隔离，从而使压缩机达到100%的排量；当系统的吸气压力特别低时，压力 元件被释放，使挺杆的调节行程受到限制，这就意味着高压腔和曲轴箱不再能完 全被隔断，从而使压缩机的排量变小。
减少直接排放的措施:在维修和车辆报废时使用制冷剂回收和再利用设备;改 进零部件质量减少泄漏,降低软管汇漏率并尽可能减少软管长度,改进管路 接头,在可能的情况用“全封闭”的结构代替开启式压缩机的轴封；减少 制冷剂充注量；改用低GWP值且蒸汽压力适当、渗透率较小的制冷剂。 减少燃料消耗引起的间接排放: 一是通过增加车厢隔热层厚度、改善车厢密封性、减少玻璃传热(如采用 光线选择性玻璃、隔热膜)等措施减少车厢热负荷。二是进行压缩机容量 调节,减少过度制冷后再加热而引起的能量损耗。如日本电装开发的电控 变排量压缩机用电磁阀代替原有变排量压缩机的气动阀,使压缩机输气量 可在0～100%范围连续调节,这种结构不仅节能,而且不必安装离合器,因而 减轻了压缩机的质量,并大大提高了系统可靠性。三是通过控制、减少摩 擦、蓄热、改善传热等措施来提高系统零部件的能源利用效率。换热器 将传统的冷凝器、贮液器、干燥过滤器和过冷器合成一体,可确保节流阀 前的过冷度而提高效率,且因减小了贮液器的内容积而可减少制冷剂充注 量；四是使用高效率零部件以减轻质量；五是采用新的系统或新的制冷 剂来达到更佳的LCCP值,并提供令人满意的加热、冷却、除霜、除湿、除 雾和湿度控制性能。如一般车辆在冬季将外部空气经加热器引入车室内 除雾(新风模式)时,同样量的热风被排出车外,因此造成采暖负荷的70%的热 量损失了。
4.减少直接或间接排放的手段 汽车动力的更新和新技术的应用,对汽车空调系统提出了新的挑战,也给许多 新技术的应用创造了机会。“蒙特利尔议定书”规定,原来在汽车空调系统使 用的工质CFC12,在发达国家的使用已经在1996年停止,在发展中国家则在2006 年停止。由于各方面的努力， CFC12已逐渐被HFC134a所取代,我国从2001年1月1日起已禁止在新生产的车辆中 使用CFC12为工质的汽车空调。HFC134a具有ODP(大气臭氧层破坏指数)为零、 GWP(温室效应指数)为CFC12的六分之一、不可燃、低毒性、制冷量和系统 性能与CFC12相当等优点,因而作为过渡性"的替代工质在世界范围内得到认可, 但由于它的温室效应指数仍然较高(为CO2的1300倍),已列入京都协议,规定限 制发展的工质范畴。 温室气体的直接和间接排放量依赖于空调系统及其零部件的设计水平和产品 质量,同时跟车辆运行环境的温度和湿度有关。对一定的制冷剂,直接排放率主 要受系统工作压力影响,而环境温度和压缩机输入功率又决定了制冷系统的工 作压力。间接排放主要由生产系统所需的能量、保证一定舒适性所必须提供 的冷量及制冷系统的效率决定。在某些环境下,燃料消耗引起的间接排放远远 大于制冷剂泄漏引起的直接排放量,尤其是在报废之前使用制冷剂回收装置。 而在某些气候条件下因为很少使用空调,直接排放则是LCCP的主要部分。
产品需求日趋个性化。汽车空调的直接用户是整车厂商，最终用户是消费者， 因此，市场对汽车空调产品的需求受到整车厂商和最终消费者的影响。从整 车厂商的角度来看，不同类型的整车对汽车空调的要求是不一样的，比如载 货车空调和轿车空调就不一样，并且每一款车可能都需要有特殊物理没计的 汽车空调，由此可以看出整车厂家对汽车空调的需求是极度个性化的，相应 地，汽车空调厂家要根据整车厂的要求开发定制化的个性汽车空调产品。从 最终用户的角度来看，虽然消费者可能对汽车空调的物理或者技术特征不很 了解，但消费者会通过汽车空调的品牌和使用效果来做出评价。另外，随着 我国汽车市场竞争的进一步加剧，特别是轿车市场，新产品推出的速度越来 越快，而每一款新车的推出就会要求有新的汽车空调与之配套，也就是说汽 车空调产品的生命周期越来越短，需求进一步的个性化发展。 技术发展环保节能化。在国际环保主义潮流的影响下，汽车空调的环保问题也 引起了汽车相关群体的关注，汽车空调技术也正在朝环保化方问发展。汽车 空调系统具有制冷、取暖、除霜、除雾、空气过滤和湿度控制等功能。虽然 目前轿车的燃油余热足够提供轿车内的采暖和除霜的需要，但高效汽油和柴 油发动机燃烧效率更高，燃油余热会进一步减少;而电动车和混合动力车则不 得不牺牲驱动性能来提供采暖和制冷，因此必须通过提高汽车空调系统的效 率来减轻汽车的动力负担。对于新一代环保型汽车，如电动、混合动力、燃 料电池和其它的低排放车辆，由于本身动力远小于传统动力车辆，能够提供 给空调系统的动力极为有限。鉴于此，提供节能高效、性能可靠的空调系统 对占领市场至关重要，这也必将是未来一段时间内中国汽车空调技术的发展 方向。
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更新时间：2014-2-26
资讯： 空调系统技术发展趋势 1.汽车空调市场进入发展新阶段 随着我国经济的稳步增长，人们的生活水平和消费水平也有相应的提高，有车 一族的数量也越来越多，因而对汽车乘驾舒适性的要求有了更高的标准，汽 车空调行业也应运而生。 在全球汽车电子产业规模持续增长，应用比例不断提高的大环境下，随着中国 汽车保有量和销售量的提高，以及消费者对汽车驾乘舒适性的追求，使得中 国汽车空调的市场规模进一步扩大。报载2005年我国市场销售汽车空调339万 套，同比增长32.94%， 销售额达到了26亿元人民币，同比增长30%。彩钢百 叶窗从销售量增长情况来看，2005年中国汽车空调市场的增长高于整年市场 15%左右的增长速度， 但是我们也应该看到，在市场需求快速增长的背后， 中国汽车空调市场正在进入新的发展阶段，市场竞争进一步深化，表现出一 系列新的特点。 用户观念正在改变。如今，随着中国经济的持续稳步增长，居民收入都得到了 一定的增加，生活水平和消费能力也相应提高，消费观念也在逐步改变，更 多的人开始追求生活的舒适化。这反映到汽车消费中，就体现在追求汽车的 内饰，安装多媒体影音系统和汽车空调，以及要求人性化的设计等方而。比 如，现在载货车空调的安装率就大幅提高，以前用户认为载货车就是挣钱的， 安装空调没有必要，而如今越来越多的用户认为虽然载货是挣钱的，但是挣 钱也不能挣的太辛苦，也开始选装汽车空调和高级音响等没备了。可以预见， 随着最终用户消费观念的进一步改变，必将促进汽车空调产品的市场销售。