汽車空調(diào)系統(tǒng)淺談

劉春明

（73909部隊(duì)，安徽 六安 237010）

汽車空調(diào)系統(tǒng)淺談

劉春明

（73909部隊(duì)，安徽 六安 237010）

隨著人們對(duì)于汽車乘坐舒適性要求的不斷提高，汽車空調(diào)得到長(zhǎng)足發(fā)展，本文對(duì)汽車空調(diào)的定義、發(fā)展歷程、工作特點(diǎn)做了說明，并按照動(dòng)力源和結(jié)構(gòu)形式的不同對(duì)其進(jìn)行了分類，最后著重介紹了汽車空調(diào)系統(tǒng)組成及工作過程，介紹結(jié)構(gòu)、工作情況時(shí)做到圖文并茂，條理清晰，通俗易懂。

汽車，空調(diào)，發(fā)展，組成，工作

CLC NO.: U463.8 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2014)10-91-03

前言

汽車工業(yè)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，汽車進(jìn)入了千家萬(wàn)戶。人們總是追求汽車的安全性、可靠性，同時(shí)，也更加注重舒適的要求。因此，空調(diào)系統(tǒng)基本配備現(xiàn)代汽車，成為不可避免的。汽車空調(diào)的功能是人為地創(chuàng)造一個(gè)對(duì)人體來說感覺舒適的環(huán)境。汽車空調(diào)包括有制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和空氣凈化系統(tǒng)。

1、汽車空調(diào)簡(jiǎn)介

1.1 汽車空調(diào)定義

汽車空調(diào)是一種空氣質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，空氣調(diào)節(jié)是對(duì)空氣進(jìn)行冷卻或加熱、洗滌或過濾、加濕或除濕、循環(huán)流動(dòng)或不循環(huán)流動(dòng)等處理，并對(duì)空氣數(shù)量和質(zhì)量加以控制。不管外面天氣變化，它可以使得車?yán)锟諝獾那鍧嵆潭?、濕度、溫度、流速等保持在最佳，讓司機(jī)感到很舒服。一般來說汽車空調(diào)應(yīng)具備以下幾個(gè)功能，調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣的溫度，做到冬暖夏涼；調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣的濕度；提供合適的氣流速度與氣流方向；凈化空氣，保證車內(nèi)空氣的質(zhì)量。

1.2 汽車空調(diào)的發(fā)展歷程

在國(guó)外，1925年，首先在美國(guó)出現(xiàn)利用汽車?yán)鋮s液通過加熱器的方法取暖。1926年，第一臺(tái)由電驅(qū)動(dòng)的封閉式制冷器問世。1931年，推出一種箱體與部件分開，需要組裝的制冷器。1938年，推出汽車空調(diào)的加熱和通風(fēng)裝置（空氣經(jīng)加熱、過濾，再形成循環(huán)流動(dòng)）1940年，各種樣式的加熱器和車窗玻璃除霜器已是汽車的標(biāo)準(zhǔn)附件。1960年，推出第一臺(tái)現(xiàn)代汽車空調(diào)系統(tǒng)，提供控制車內(nèi)濕度方法（冷卻車上部、加熱下部）。1967年，警車、大部分政府部門和跨國(guó)法律代辦處的汽車安裝了空調(diào)。后來，大部分客車都配置了空調(diào)，以及載貨運(yùn)輸汽車也開始安裝空調(diào)。目前，它已推廣應(yīng)用到農(nóng)用車輛和其它非道路機(jī)動(dòng)設(shè)備上。

在國(guó)內(nèi)，1969年，長(zhǎng)春一汽為研制了我國(guó)第一臺(tái)汽車空調(diào)裝置，（并安裝在CA772紅旗保險(xiǎn)車上）。1971年，一汽生產(chǎn)的各種型號(hào)的紅旗牌高級(jí)車上全部安裝了空調(diào)裝置。1980年，一汽為紅旗牌高級(jí)旅游車設(shè)計(jì)制造了客車空調(diào)裝置，并完成了批量生產(chǎn)工作。1981年，上海牌轎車也研制了空調(diào)裝置。改革開放后，國(guó)內(nèi)掀起了汽車空調(diào)熱，幾百個(gè)企業(yè)紛紛爭(zhēng)上汽車空調(diào)。出現(xiàn)超規(guī)模發(fā)展、低水平重復(fù)建設(shè)和散、亂、差的局面。在國(guó)家宏觀調(diào)控和市場(chǎng)機(jī)制作用下，企業(yè)經(jīng)歷十來年的風(fēng)雨波折走上改組改造、聯(lián)合發(fā)展的道路。1993年以后，汽車空調(diào)散、亂、差的局面有所改變，并逐步進(jìn)入良性發(fā)展階段。進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)已能夠生產(chǎn)空調(diào)的各種部件和各種汽車空調(diào)。中國(guó)汽車空調(diào)產(chǎn)業(yè)已躋身世界第四位，僅次于日本、美國(guó)和韓國(guó)。

現(xiàn)代汽車空調(diào)的發(fā)展，向小型、高效、節(jié)能化，全自動(dòng)型和智能環(huán)保型方向發(fā)展。汽車空調(diào)的發(fā)展大體上經(jīng)歷了五個(gè)階段：

單一供暖空調(diào)裝置階段，目前在寒冷的北歐，亞洲北部地區(qū)，汽車空調(diào)仍使用單一供暖系統(tǒng)。

單一供冷空調(diào)裝置階段，美國(guó)帕克汽車公司率先在轎車裝上機(jī)械制冷降溫空調(diào)器。目前單一降溫的汽車空調(diào)仍在熱帶、亞熱帶部分地區(qū)使用。

冷暖型汽車空調(diào)階段，此時(shí)汽車空調(diào)才具備了降溫、除濕、通風(fēng)、過濾、除霜等豐富的空氣調(diào)節(jié)功能。該方式目前仍然大量的使用在低檔車上，是目前使用量最大的一種方式。

自動(dòng)控制汽車空調(diào)裝置階段，通用汽車公司1964年率先在轎車上應(yīng)用自控汽車空調(diào)。自控空調(diào)只需預(yù)先設(shè)定溫度裝置，便能自動(dòng)地在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。裝置根據(jù)傳感器隨時(shí)檢測(cè)車外溫度，自動(dòng)地調(diào)制裝置各部件工作，達(dá)到控制車外溫度和行駛其他功能的目的。目前，大部分的中高級(jí)轎車，高級(jí)大客車都裝備自控空調(diào)

電腦控制汽車空調(diào)階段，自1977年美國(guó)通用汽車公司、日本五十鈴汽車公司，同時(shí)將自行研制的電腦控制汽車空調(diào)系統(tǒng)裝上各自的轎車上后，即預(yù)示著汽車空調(diào)技術(shù)已發(fā)展到一個(gè)新階段。電腦控制的汽車空調(diào)功能增加，顯示數(shù)字化，冷、暖、通風(fēng)調(diào)控三位一體化。電腦按照車內(nèi)外的環(huán)境所需，實(shí)現(xiàn)了調(diào)節(jié)的精細(xì)化。通過電腦控制實(shí)現(xiàn)了空調(diào)運(yùn)行與汽車運(yùn)行的協(xié)調(diào)，極大地提高了制冷效果，節(jié)約了燃料，從而提高了汽車的整體性能和舒適程度。目前電腦控制的空調(diào)都裝上豪華型轎車上。

1.3 汽車空調(diào)工作特點(diǎn)

（1）承受劇烈、頻繁的振動(dòng)和沖擊，要求各部件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和抗振能力，接頭應(yīng)牢固并防漏；

（2）動(dòng)力源多樣，其中非獨(dú)立式空調(diào)系統(tǒng)較經(jīng)濟(jì)但對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出有影響；

（3）制冷、制熱負(fù)荷大；

（4）安裝空間小；

（5）受氣溫變化、乘員需求的影響大；

2、汽車空調(diào)的分類

2.1 按照動(dòng)力源分為非獨(dú)立式和獨(dú)立式空調(diào)系統(tǒng)，其中非獨(dú)立式空調(diào)采用發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力作為動(dòng)力源，在中小型轎車客車上應(yīng)用；獨(dú)立式空調(diào)系統(tǒng)采用專用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)制冷壓縮機(jī)和設(shè)立獨(dú)立的取暖設(shè)備，應(yīng)用在大型客車和豪華型大、中客車上。

2.2 按結(jié)構(gòu)型式可分為整體式空調(diào)、分體式空調(diào)以及分散式

空調(diào)

（1）整體式空調(diào)：將副發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器通過傳動(dòng)帶、管道連接成一個(gè)整體，安裝在一個(gè)專用機(jī)架上，構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立總成，由副發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，通過車內(nèi)通風(fēng)管將冷風(fēng)送入車內(nèi)。

（2）分體式空調(diào)：將壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器以及獨(dú)立式空調(diào)的副發(fā)動(dòng)機(jī)部分或全部分開布置，用管道聯(lián)接成一個(gè)制冷系統(tǒng)。

（3）分散式空調(diào)：將蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)等各部件分散安裝在汽車各個(gè)部位，并用管道相聯(lián)接。

3、汽車空調(diào)的組成和工作過程

汽車空調(diào)主要由制冷系統(tǒng)、取暖系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)、電子

控制系統(tǒng)組成，

3.1 制冷系統(tǒng)

如圖3所示，從蒸發(fā)器來的低溫低壓制冷劑氣體被壓縮機(jī)壓縮成高溫、高壓制冷劑氣體，再被冷凝器冷卻，變成中溫度高壓制冷劑液體，并通過儲(chǔ)流體干燥瓶，根據(jù)冷負(fù)荷需求，多余的液體制冷劑被儲(chǔ)存，干燥后制冷劑液體在膨脹閥中（由感溫包制冷劑狀態(tài)決定閥門大?。┕?jié)流降壓，制冷劑在蒸發(fā)器中，大量蒸發(fā)，吸收蒸發(fā)器外表面的熱量，表面溫度下降（鼓風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣通過蒸發(fā)器，放熱后變成冷空氣，后送到車內(nèi)），吸熱后制冷劑在壓縮機(jī)進(jìn)氣負(fù)壓的作用下，吸入壓縮機(jī)氣缸，制冷劑進(jìn)行下一周期運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而連續(xù)得到冷空氣送到車內(nèi)。

3.2 暖風(fēng)系統(tǒng)

汽車空調(diào)取暖和壓縮機(jī)無(wú)關(guān)，加熱熱源不是空調(diào)本身，是由汽車?yán)鋮s水箱提供（暖風(fēng)機(jī)總成中的副水箱），早上熱車前空調(diào)冷風(fēng)吹出，熱車后空調(diào)熱空氣流吹出，加熱本身是使用汽車的廢熱，不消耗能量。然而在冬天，為了提高水溫，會(huì)增加燃料消耗。但等發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，就是使用發(fā)動(dòng)機(jī)散熱來加熱車內(nèi)了。（一些柴油車由于溫度上升緩慢，為了早些享受溫暖，在暖風(fēng)機(jī)內(nèi)部布置電熱絲）。

如圖4，暖風(fēng)系統(tǒng)在通風(fēng)道里布置了加熱器，在水道里設(shè)置了暖水閥，這閥受控于駕駛員或電腦的指令。當(dāng)暖水閥開啟時(shí)，較熱發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水流經(jīng)加熱器，使加熱器升溫。鼓風(fēng)機(jī)帶動(dòng)通風(fēng)道里的空氣流過加熱器，出來之后就是供人享受的暖風(fēng)。

3.3 送風(fēng)系統(tǒng)

被蒸發(fā)器和加熱器處理后的空氣，按照駕駛員或電腦的指定被送到相應(yīng)的的空氣出口，完成以上功能的裝置就稱為送風(fēng)系統(tǒng)，如圖5所示。一般包括三個(gè)部分：第一部分是進(jìn)氣部分，主要由控制新鮮空氣進(jìn)入和室內(nèi)的循環(huán)模式的風(fēng)門葉片和伺服機(jī)構(gòu)組成。第二部分是空氣混合部分，主要有蒸發(fā)器，加熱器，用于提供溫度適宜的空氣。第三部分是空氣分配部分，是由各種各樣的風(fēng)門和風(fēng)口，實(shí)現(xiàn)空氣的按質(zhì)按量進(jìn)行供給。

工作過程簡(jiǎn)單概括如下：新鮮空氣+車內(nèi)空氣（或按比例）→進(jìn)入鼓機(jī)→空氣進(jìn)入蒸發(fā)器被吸熱→由混合風(fēng)門調(diào)節(jié)進(jìn)入加熱器→進(jìn)入指定風(fēng)口。

送風(fēng)模式有兩類，一類是空氣混合式：冷空氣在空氣混合風(fēng)門的開度調(diào)節(jié)下，按一定的比例風(fēng)量通過加熱器。這種模式比較節(jié)能，但容易出現(xiàn)冷暖混合不均，空氣溫度調(diào)節(jié)精度差。另一種是全熱式：冷空氣全通過加熱器。這種模式空氣溫度調(diào)節(jié)精度較高，出風(fēng)溫度均勻，但耗能較大。

On the automotive air conditioning system

Liu Chunming
（73909 troops, Anhui Luan 237010）

As people for the car ride comfort requirements continue to increase, automotive air conditioning has made rapid progress, the definition of automobile air-conditioning, development, work characteristics described in this article do, and in accordance with the power source and the structure of its classification is different, do finally focuses on the automotive air conditioning system components and working process, describes the structure, working conditions in the illustrations, clear, easy to understand.

automobile；Air conditioning；Development；Composition；Work

U463.8

B

1671-7988(2014)10-91-03

劉春明，高級(jí)講師，就職于73909部隊(duì)底盤教研室。