您的位置: 维宝网 » 资料 » 在线资料 » 空调 » 正文

汽车空调制冷装置概述

30  次阅读     2014-11-20
简介汽车诞生至今已有100多年的历史,但台汽车空调装置到1927年才出现。随着汽车的发展,汽车空调装置已成为汽车中举足轻重的附

汽车诞生至今已有100多年的历史,但台汽车空调装置到1927年才出现。随着汽车的发展,汽车空调装置已成为汽车中举足轻重的附件,这方面的技术也将不断发展。

1.汽车空调制冷装置的特点

汽车空调使用的特殊性,决定了它在安装、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。汽车空调制冷装置的特点如下:

1)抗冲击能力强。制冷系统安装在车辆上要能承受剧烈频繁的振动和冲击,因此要求各个零部件有较强的抗振能力,接头牢固并防漏,而且对制冷剂管路的连接和冷凝器防腐蚀、防击伤等都有较高的要求。

2)动力源多样且处理困难。由于设计困难,电力一般不能用做汽车空调系统的动力源。根据不同类型的车辆,汽车空调所需的动力采用不同的动力源。如轿车、轻型汽车及工程机械车采用非独立空调系统,其制冷所需动力来自车辆本身的发动机;对于大型客车、冷藏车等,由于所需的制冷量比较大,故采用独立式空调系统,其制冷所需动力采用专用的发动机驱动。在动力源的处理上,汽车空调比普通建筑物空调要困难,其压缩机靠主发动机或辅助发动机驱动。这就带来了轴封问题。

3)电力源多样。根据车辆类型的不同,汽车空调电气控制所需的电力源不同。一般车辆采用12 V(单线制)作电源,而工程机械大型车辆则采用24 v(单线制)作电源,高级豪华型车辆采用5 V(双线制)作电源。

4)控制方式多样。由于车辆所担负功能的性质不同,所以汽车空调的控制方式不同。一般车辆采用手动控制,高级车辆采用自动或气动控制。

5)快速制冷和采暖。车内乘员密度大,产生热量多,汽车隔热性能差,气流分布不均匀。要使汽车能够在最短的时间内达到舒适的环境,要求所配备的车用空调机组制冷、制热量大且能迅速降温、升温。

6)结构紧凑质量小。由于汽车本身的结构特点,要求汽车空调结构紧凑且不影响汽车的整体性能。现代汽车空调的总质量较20世纪60年代下降了50%,制冷能力则增加了50%。

2.汽车空调制冷装置的类型与整体配置

汽车冷气系统是专为汽车在炎热季节调节空气用的一种制冷装置,图1是汽车制冷系统的管路系统。由图1可知,汽车制冷系统有两类,即膨胀阀系统和孔管系统。这两种系统的差别在于,所用节流膨胀装置的结构和贮液干燥器的位置不同。

图1

1一冷凝器;2一贮液干燥器;3一膨胀阀;4一蒸发器;5一低压维修接头;6一高压维修接头;7一孔管;8~吸气贮液干燥器

汽车空调制冷装置的种类繁多,种类不同,与之相配的汽车空调系统也不一样,它们的分类和布置也就不一样。将汽车空调制冷装置按轿车、轻型客车、中大型客车和货车、工程车进行分类。

(1)轿车空调制冷装置

图2所示为轿车制冷系统。制冷装置冷凝器布置在车头水箱前面。蒸发器有仪表板式、后行李厢式及一体式三种布置方式,仪表板式布置如图3所示。后行李厢式布置如图4所示,它主要作为前空调器的补充,用于增加后座空调效果。

轿车空调多采用电磁离合器控制,电磁离合式双作用活塞压缩机结构简图见图5制冷剂循环量控制由电磁阀、膨胀阀和蒸发压力控制阀的协调动作实现。

图2


  1一压缩机;2一高压安全阀;3一排气管路;4一冷凝器;5一液体管路;6一贮液干燥器;7一检视镜;8一压力平衡管路;9一膨胀阀;10一薄膜;11一毛细管;12一感温包;13一蒸发器;14一回游管;15一维修阀;16一单向阀;17一先导阀操纵的绝对压力阀;18一回气管;19一减振器;20一高压侧维修阀

图3

图4


(2)轻型客车空调制冷装置

轻型客车包括轻型客车、面包车、工具车、救护车等。常常采用直联方式驱动压缩机,其空调制冷系统多数是非独立式的,也有少量是独立式的。除蒸发器外,轻型客车空调制冷装置的结构大体与轿车相似,蒸发器可集中成一个,也可分散装在车内;冷凝器可装在水箱前或车底部,也有的置于车身裙部两侧。


图5

  1一主轴;2一活塞;3一活动球;4一球支承座;5一外壳;6一旋转斜盘;7一吸气阀;8一阀板; 9一轴封;10一离合器;ll一密封座;12--轴承;13一滑轮;14一离合器线圈壳;15一前盖;16一气缸前部;17一推力座;18一推力轴承;19一推力座圈;20一气缸后部; 21一油池;22一吸油管;23一后盖;24一止推轴承

双空调制冷装置式结构是轻型客车空调众多结构形式用得最多的一种,如图6所示。它的送风形式属于直吹式,将蒸发器处理过的空气直接吹入车室内,不用设风道,由前后两个蒸发器组成。

图6

图7所示为13~25座客车常见的空调形式,集中式扁长型蒸发器布置在汽车后上方车顶下,通过两侧管道向车内乘员送风。可根据需求调节风口方向,送风较均匀。

图7

7~14座的轻型客车常采用中央顶置式。车内顶部中央安放一个特扁的超薄型蒸发器,降温后的冷风通过车内中央管道从车顶吹人车厢,中央管道形状与车顶吻合,外观美观。这种结构形式的优点在于只有一个蒸发器,因此制冷管路也比较简单,接头少,泄漏可能也减少。缺点在于风管需要预先模压成形,只有大批量生产才能降低风道成本,实现超薄型的要求。

(3)大、中型客车空调制冷装置

大、中型客车包括中巴车、大客车、旅游车、公共汽车等。由于大、中型客车乘员多,要求送风量大,车上主机的后备功率常显不足,因此压缩机驱动方式以独立式为主,也有少数采用直联式驱动。

大、中型客车空调的布置大体分为独立整体式、独立分体式和非独立分体式三类,其中独立整体式和独立分体式用得较多,非独立分体式用得较少。

独立整体式是指压缩机、冷凝器、蒸发器以及独立的发动机通过V带、管道连接组成一体,将冷风通过风道送人车厢内的系统,如图8所示,这种空调制冷装置一般布置在汽车中部车架下,也有安装在汽车前部或后部车架上。

图8

 1一冷凝器;2一蒸发器;3一独立发动机;4一散热器;5一压缩机;6一蒸发器风机;7一冷凝器风机;8一传动机

与独立整体式不同的是独立分体式。它把冷凝器和蒸发器组成一体,安装在车顶棚外中部,而把辅助发动机与制冷压缩机组成一体,安装在客车的中部或后部,或者把冷凝器和蒸发器分开布置。图9是一种把冷凝器与蒸发器分开布置的独立分体式空调制冷装置,蒸发器布置在车顶内。

图9

(4)货车与工程车空调制冷装置

货车空调制冷装置与大型客车空调系统既有相似之处,同时又有不同的特点。司机室的热负荷来源于太阳辐射热、传热、换气、乘员以及机器发热等,空调系统热负荷比客车要大得多;另外,货车的运行条件较轿车和客车都差,这要求空调装置的防振性能更好。

货车空调大多也是非独立系统,在控制板下的中部安装加热机组,而制冷机组与它连接,组成具有制冷、采暖、通风、换气以及除霜等多功能的空调系统。

工程车绝大部分也是采用非独立制冷系统。工程车的冷凝器配有风量较大的冷却风扇,以保证冷凝器的冷却效果。

3.发展趋势

汽车空调装置应进一步降低成本,提高燃油利用率;从车身制造方面看,随着车厢地板的降低以及车辆向大型化、高级化发展,需进一步提高汽车空调各组成装置的紧凑性和效率;从乘员和驾驶员方面看,车内温度要合理分布,设备操作要简便,空调装置向全季节型发展。

未来新型空调系统的开发必须与汽车开发同步,以适应新的变化,如发动机效率提高、电气化、混合驱动动力及其他新型零部件的使用,这将导致空调系统特性的变化:

1)汽车电气化日益加强。

2)电动车及一些混合动力车需要负荷调度。

3)新的零部件技术可减少空调或采暖负荷。

目前,全球各大汽车生产厂家和零部件供应商都在开发超临界的CO:汽车空调系统及相应的零部件。超临界CO2,系统与HFCl34a相比有潜在的能源效率优势,且工质的GWP值在所有工质中最低。CO:工质与HFCl34a相比,其压缩热很大,因而在热泵空调系统使用中很有吸引力。

在一台燃油电池混合动力汽车FCHV上采用的以CO2,作为制冷剂的空调系统,如图10所示。

图10

国内汽车空调厂家应努力开发效率高、重量轻、体积小的蒸发器;发展结构紧凑、体积小、重量轻、效率高、节省动力、降低噪声、工作可靠、起动性能好的变排量压缩机,同时关注发展燃料电池车、复合式车用的电动压缩机和CO,空调压缩机,朝着更加符合环保要求的方向前进。