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汽車空氣調節系統

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簡稱汽車空調系統,主要目的是在任何氣候和行駛條件下,能為乘員提供舒適的車內環境。

1 汽車空氣調節系統 -概述

汽車空氣調節系統簡稱汽車空調系統,主要目的是在任何氣候和行駛條件下,能為乘員提供舒適的車內環境。人對環境的要求常因體質、年齡、性別、習慣和健康狀況而不一樣。但在正常情況下,多數人的要求還是大致相同的。適宜的溫度,適宜的濕度、適宜的氣流和清潔的空氣,構成了空調三要素:溫度、濕度和潔凈度。一個完整的汽車空氣調節系統是通過調節溫度、濕度、風速和換氣等,來達到營造車廂內舒適環境的目的。

2 汽車空氣調節系統 -分類

現代轎車的空調系統按照功能分為通風及空氣凈化裝置、冷風裝置、暖風裝置等三大類。通風及空氣凈化裝置的功能是換氣及過濾隔離空氣的有害塵埃;冷風裝置的功能是降溫、除濕;暖風裝置的功能是採暖、換氣。

3 汽車空氣調節系統 -通風及暖風裝置


為保證駕駛員及乘員的舒適健康,必須對車內進行通風,即不斷地向車內吸入新鮮空氣、以驅逐混濁的空氣。在寒冷季節,還需對新鮮空氣加熱,以保證車內溫度適宜。

汽車室內通風分為自然通風和強制通風兩種。

自然通風是利用汽車行駛時的迎面氣流,通過車身的進、出風口和裝在車門上的三角窗(quarterwindow)進入車內,與車內空氣進行交換。

強制通風是採用小型電動風扇強制將外界新鮮空氣引入。

中高級轎車多採用動壓通風與強制通風結合的方式,並通過空氣過濾器等凈化裝置進行氣體過濾,同時與冷風裝置、暖風裝置組合在一起,形成整體式的空調系統。

如圖所示強制通風是利用風機3將車外新鮮空氣經進風口2壓入車內。該圖是普通汽車駕駛室中採用的通風采暖除霜的組合裝置。在寒冷季節,該裝置將發動機中的冷卻水(約80~90℃)直接導入採暖裝置的散熱器8對空氣加熱,再將熱空氣引入室內供暖,同時也將其引至風窗進行除霜。較暖的空氣可經內循環空氣進口12重新導入該裝置加熱,形成內循環。與直接加熱室外冷空氣相比,內循環能較迅速地使室內溫度升高。


強制通風效果比自然通風更有效。強制通風對車內空氣的凈化可採用過濾方法。

汽車空氣調節系統汽車空氣調節系統

 

 

 

 

 

 

 

 

4 汽車空氣調節系統 -車用空調裝置

如圖所示是轎車的通風采暖冷氣組合裝置。其冷氣部分有冷凝器3置於汽車的最前部,壓縮機4通過皮帶輪由發動機帶動。皮帶輪與壓縮機主軸之間裝有電磁離合器,只有在製冷時才使主軸與皮帶輪結合。在壓縮機的作用下,製冷工質從儲液罐2經高壓管道5通到膨脹閥(expansionvalve)7,進入蒸發器(evaporator)12,然後經吸入管道
6被吸入壓縮機,再通過冷凝器3回到儲液罐2。車外空氣在風機10的作用下,從進風口經空氣過濾器進口8流過蒸發器12進入分配箱13。在製冷系統工作時,分配箱可將冷卻的空氣導向出風口11、14和15,製冷系統不工作時,出風口排出的是從室外導入的新鮮空氣;在暖氣系統工作時,分配箱還可將空氣導向熱交換器17,然後經各出風口和除霜出口排出。

汽車空氣調節系統汽車空氣調節系統

 

 

 

 

 

 

 

 

汽車空調一般主要由壓縮機(compressor)、電控離合器、冷凝器(condenser)、蒸發器(evaporator)、膨脹閥(expansionvalve)、貯液乾燥器(receiverdrier)、管道(hoses)、冷凝風扇、真空電磁閥(vacuumsolenoid)、怠速器和控制系統等組成。汽車空調分高壓管路和低壓管路。高壓側包括壓縮機輸出側、高壓管路、冷凝器、貯液乾燥器和液體管路;低壓側包括蒸發器、積累器、回氣管路、壓縮機輸入側和壓縮機機油池。

1.蒸發器(evaporator)


蒸發器的作用是將經過節流裝置減低了壓力的製冷液,在蒸發器中吸收車廂內的熱量蒸發為製冷劑氣體,再進入壓縮機中進行循環,使車廂內空氣放出熱量而降溫。汽車空調裝置中採用的蒸發器有三種結構。一種為管片式;第二種為管帶式;第三種為層疊式,結構為衝壓出許多凸起的鋁板組合而成,每一對鋁板中間焊有波形散熱帶。這種層疊式蒸發器具有結構緊湊、效率高等優點。捷達轎車空調裝置採用鋁管、鋁片式結構,

2.冷凝器(ccndenser)


從壓縮機出來的高溫高壓(70℃,1.3~1.4MPa)的製冷劑氣體,進入冷凝器后,與環境溫度進行熱交換,放出熱量,進行冷卻和冷凝,變為製冷液體。氣把製冷劑在蒸發器中所吸收的熱量和空壓縮機做功所產生的熱量,同時吸收並傳到環境空氣中。常見的冷凝器有兩種結構形式。第一種為管片式,第二種為管帶式。管帶式結構由異形多孔扁管及波形散熱帶焊接而成的,也有的波形帶直接從扁管上制出。

冷凝器通常設置在散熱器的前面。從壓縮機出來的高壓、高溫的製冷氣體通過冷凝器時,除用散熱器的冷卻風扇對其散熱外,還裝有電動風扇,其冷卻效能高。


3.壓縮機(compressor)


在空調的製冷循環中,液體狀的製冷劑汽化后,需要將其吸收的熱量放出來才能再次轉變為液體。由發動機驅動的壓縮機就是以高壓壓縮製冷氣體,促使其變為液體。空調工作時,要消耗發動機部分輸出功率,故有些汽車在全速加速時,暫時停止壓縮機的工作,以免發動機的輸出功率降低。

另外,為保證按設定的溫度來調節製冷能力,利用電磁離合器來連接或切斷皮帶輪與壓縮機轉子之間的動力。

5 汽車空氣調節系統 -人體舒適性環境指標

人們對冷暖的感覺不僅決定於溫度的高低,也受到濕度和風速的影響。溫度相同而濕度和風速不同也會產生不同的溫感。根據溫度、濕度、風速與人體舒適感的關係,美國、日本等國家通過實驗制定出相關的舒適環境指標。美國有關工程師協會制定了舒適圖,認為夏季溫度為25℃、相對濕度為50%時,感到舒適的人最多。日本認為,夏季溫度為19℃-23℃、相對濕度為60%-70%時,感到舒適的人最多。汽車空調工程師也參考上述範圍並考慮到車窗與車壁輻射熱的影響,制定了汽車舒適性環境指標,其中認為夏季空調可定為21-25℃,冬季空調可定為25-28℃。同時認為,車內溫度與外界環境溫度不能差距太大,否則會引起乘員不適。一般認為,車內車外的溫差,轎車在10℃範圍內,大型客車在8-12℃範圍內。

6 汽車空氣調節系統 -汽車空調製冷效果的影響因素

汽車空調的效果與車身隔熱質量和玻璃傳熱程度關係密切。由車外傳入車內的熱負荷主要通過兩個途徑,一個是傳導途徑,通過車廂篷頂、車廂壁、地板、前圍隔板、車窗玻璃等傳熱面而侵入的熱量,包括外部環境及發動機、底盤機械件及電機等散發出的熱量;另一個是輻射途徑,通過車廂篷頂、車廂壁、地板、車窗玻璃等所吸收的輻射熱,包括太陽直射輻射熱與周圍環境溫度的散射輻射熱的熱量。

為了減少車廂熱負荷就必須注意車廂的密封性和隔熱性,車廂的密封性和隔熱性優劣,不但反映了空調利用率的高低,也反映了車輛運行雜訊的大小程度。實踐證明,夏季通過車窗玻璃侵入的太陽直射輻射熱與周圍環境溫度的散射輻射熱的熱量對空調效果的影響相當大,採取相關措施可以降低20%-30%的製冷負荷。因此,很多轎車採用具有反射紅外線的隔熱玻璃做車窗玻璃。

 

 

 

 

 

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