汽車空調(diào)耗能環(huán)?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)分析與研究

聶兆峰

摘 要：汽車空調(diào)系統(tǒng)能否正常運(yùn)行不僅關(guān)系到車主的舒適性、經(jīng)濟(jì)性、安全性，還關(guān)系到能源成本節(jié)約問題與環(huán)境生態(tài)保護(hù)建設(shè)問題。隨著新能源行業(yè)的不斷發(fā)展，新能源汽車的研發(fā)也在不斷推進(jìn)，并且為汽車的未來發(fā)展指引了新方向，為了使新能源汽車的使用和實(shí)用功能得到滿足，就需要對(duì)新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)耗能技術(shù)進(jìn)行科學(xué)地分析與研究。

關(guān)鍵詞：汽車空調(diào)；壓縮機(jī)；耗能；環(huán)保；技術(shù)革新

汽車空調(diào)系統(tǒng)是汽車重要的電器組成部分，亦是汽車容易出現(xiàn)故障的部位。尤其在夏天，汽車空調(diào)使用頻率高，故障頻發(fā)，消耗油料大，對(duì)其以及季節(jié)性能耗分析研究顯得極其重要。

一、汽車空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其原理

1、汽車空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

汽車中的空調(diào)制冷系統(tǒng)，一般都是以壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)型的形式，可以將其分成非獨(dú)立式以及獨(dú)立式兩種汽車空調(diào)系統(tǒng)。獨(dú)立式的汽車空調(diào)系統(tǒng)，它的壓縮機(jī)是通過專門副發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生的，該系統(tǒng)不會(huì)受主發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的影響。非獨(dú)立式的汽車空調(diào)系統(tǒng)，它的壓縮機(jī)就是通過汽車主發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)帶進(jìn)行驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生的，在工作的過程中對(duì)主發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力會(huì)造成一定程度的消耗，并且制冷過程中產(chǎn)生的量與汽車速度上的變化存在關(guān)系，是一種變化型的制冷系統(tǒng)。不管是獨(dú)立式結(jié)構(gòu)還是非獨(dú)立式結(jié)構(gòu)，所有汽車的空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中都包括了膨脹閥、壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、電器控制、貯液器以及冷凝器等幾個(gè)部分。

2、汽車空調(diào)系統(tǒng)工作原理

汽車中的空調(diào)系統(tǒng)在正常的工作中有四個(gè)方面：

第一是進(jìn)行壓縮。壓縮機(jī)需要將蒸發(fā)器出口位置的低壓和低溫制冷劑氣體進(jìn)行吸入，將那些氣體壓縮成高壓、高溫的氣體之后再從壓縮機(jī)中排出。

第二是冷凝之后的放熱過程。將高壓高溫的那些過熱制冷劑氣體痛經(jīng)冷凝器當(dāng)中，讓氣體的溫度和壓力都降低。當(dāng)冷凝器中氣體的溫度到了45攝氏度左右時(shí)，制冷劑的原本氣體狀態(tài)就會(huì)轉(zhuǎn)變成液體狀態(tài)，同時(shí)釋放出來大量的熱量。

第三是節(jié)流的膨脹過程。壓力以及溫度相對(duì)比較高的制冷液體在通入到膨脹閥的裝置之后，體積會(huì)逐漸變大，而溫度和壓力則會(huì)快速的下降，然后以霧狀的形態(tài)從膨脹裝置中排除出去。

第四，蒸發(fā)時(shí)的吸熱過程。霧狀的氣體會(huì)從膨脹裝置中直接通入到蒸發(fā)器中，此時(shí)，制冷劑沸點(diǎn)比蒸發(fā)器中的溫度低了很多，因此，制冷液體就會(huì)蒸發(fā)成為氣體。然后在進(jìn)行蒸發(fā)時(shí)，將周邊大量的熱量進(jìn)行吸收，溫度和壓力都再一次降低之后，將其通入壓縮機(jī)內(nèi)。

二、汽車耗能試驗(yàn)分析

1、試驗(yàn)車輛

試驗(yàn)車輛為三款1.4～1.6L排量的經(jīng)濟(jì)型轎車，其參數(shù)分別為：

（1）樣車一，排量1.5L，氣壓（前/后）220/220kpa，輪胎型號(hào)185/65R1486H三角；

（2）樣車二，排量1.L，氣壓（前/后）220/220kpa，輪胎型號(hào)175/70R1484T錦湖；

（3）樣車三，排量1.6L，氣壓（前/后）220/230kpa，輪胎型號(hào)185/60R14 82H MAXXIS。

2、試驗(yàn)設(shè)備

環(huán)境艙、底盤測(cè)功機(jī)、整車排放測(cè)試分析系統(tǒng)。

3、試驗(yàn)結(jié)果及分析

①開關(guān)空調(diào)（外循環(huán)）在28EUDC工況循環(huán)下對(duì)整車油耗的影響

按GBT19233-2008燃料消耗量實(shí)驗(yàn)方法里的EUDC工況循環(huán)進(jìn)行熱車油耗測(cè)試，分于進(jìn)行不加空調(diào)，在20度環(huán)境下外循環(huán)開空調(diào)風(fēng)量最大和在35度環(huán)境下外循環(huán)開空調(diào)風(fēng)量最大進(jìn)行油耗測(cè)試（模擬汽車內(nèi)回風(fēng)口溫度為20度和35度兩種環(huán)境），由于其環(huán)境溫度的不一致導(dǎo)致負(fù)荷的不同其對(duì)油耗的影響也不同，且對(duì)各發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下的影響也不同“4。

在20度開空調(diào)下外循環(huán)與35度，加空調(diào)，外循環(huán)條件下，樣車一其油耗升高1.2L/100km和2.3L/100km升高幅度17.2%和32.5%；樣車三其油耗升高2.0L/100km，

2.8L/100km升高幅度32.5%和42.7%；其油耗升高1.3L/100km，2.6L/100km 升高幅度19.8%和39.6%

以上測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，在兩種環(huán)境條件下，開關(guān)空調(diào)對(duì)整車油耗的影響都很明顯，且市區(qū)工況影響較市郊工況更高。整車空調(diào)系統(tǒng)效率對(duì)整車油耗影響較大。

②開關(guān)空調(diào)（外循環(huán)）在等速工況點(diǎn)下對(duì)整車油耗的影響

在上面三種環(huán)境工況，按3檔，30km/h；3檔，40km/h，4檔50；4檔，60km/h；5檔，90km/h；5檔，120km/h6個(gè)速度用碳平衡法在排放測(cè)試系統(tǒng)上進(jìn)行等速油耗測(cè)試。

隨著速度的增加，空調(diào)對(duì)油耗的影響幅度減小，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化效率在高速時(shí)更高。樣車1、2、3在20度加空調(diào)比不加空調(diào)升高幅度分別由在低速時(shí)的32.9%、

57.1%、37.0下降到高速時(shí)的12.5%、10.6%、6.7%；35度加空調(diào)比不加空調(diào)升高幅度分別由在低速時(shí)的41.7%、72.0%、67.6%下降到高速時(shí)的12.1%、20.1%、

16.6%。

三、汽車用空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)革新改進(jìn)

汽車用空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)革新主要是改進(jìn)空調(diào)系統(tǒng)各組成部件的匹配，隨著新型制冷劑的出現(xiàn)和應(yīng)用，零部件需要改進(jìn)才能與之匹配，特別是密封件與制冷劑的相溶性，直接影響著空調(diào)系統(tǒng)的密封性能。自動(dòng)控制技術(shù)改進(jìn)逐步實(shí)現(xiàn)空調(diào)智能節(jié)能化。

四、結(jié)語

汽車空調(diào)節(jié)能技術(shù)蓬勃發(fā)展，應(yīng)當(dāng)完善各種多功能型空調(diào)裝置的應(yīng)用，提高駕駛員的舒適性與服務(wù)客戶的滿意度，對(duì)于汽車空調(diào)技術(shù)管理人員來說將面臨新的挑戰(zhàn)，要了解汽車空調(diào)系統(tǒng)各部件的功用及維護(hù)事項(xiàng)，做到正確的使用和日常維護(hù)，延長汽車空調(diào)系統(tǒng)的使用壽命，提高汽車空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能與環(huán)保效果。

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