汽车空调系统设计教程.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,汽车空调技术交流,汽车空调系统设计,汽车空调系统设计教程,第1页,目 录,汽车空调概述,Page,1,通风系统介绍,Page,4,控制系统介绍,Page,15,汽车空调装置介绍,Page,18,汽车空调 安全原因,Page,38,汽车空调系统设计,Page,40,制冷系统介绍,Page,10,加热系统介绍,Page,7,汽车空调系统设计规范,Page,45,汽车空调系统设计教程,第2页,一,.,汽车空调功效,汽车空调是汽车空气调整简称，即采取人工制冷和采暖方法，调整车内温度、湿度、气流速度、洁净度等参数指标，从而为人们创造清新舒适车内环境。,1,、,调整车内温度是汽车空调基本功效，多数汽车只含有这种单一功效。,汽车空调在冬季利用其采暖装置升高车室内温度。轿车和中小型汽车普通以发动机冷却循环水作为暖风热源，当前江铃皮卡及全顺均采取此方式，而大型客车则采取独立式加热器作为暖风热源。在夏季车内降温由制冷装置完成。,2,、,调整车内湿度。,普通汽车空调普通不含有这种功效，只有高级豪华汽车采取冷暖一体化空调器才能对车内湿度进行适量调整。它经过制冷装置冷却降温去除空气中水分，再由采暖装置升温以降低空气相对湿度。但在汽车上当前还没安装加湿装置，只有经过开车窗或通风设施，靠车外新风来调整。,3,、,汽车空调第三个功效是调整车室内空气流速。,空气流速和方向对人体舒适性影响很大。夏季气流速度稍大，有利于人体散热降温；但过大风速直接吹到人体上，也会使人不舒适。舒适气流速度普通为0.25,m/s,左右。冬季风速大了会影响人体保温，因而冬季采暖希望气流速度尽可能小一些，普通为0.15,m/s0.20m/s。,依据人体生理特点，头部对冷比较敏感，脚部对热比较敏感，所以布置空调出风口时，应让冷风吹到乘员头部，暖风吹到乘员脚部。,4,、,汽车空调第四个功效是过滤净化车内空气。,因为车内空间小、乘员密度大，车内极易出现缺氧和二氧化碳浓度过高情况；汽车发动机废气中一氧化碳和道路上粉尘、有毒花粉都轻易进入车内，造成车内空气污浊，影响乘员身体健康，所以必须要求汽车空调含有补充车外新鲜空气、过滤和净化车内空气功效，普通汽车空调装置上都设有进风门、排风口、空气过滤装置和空气净化装置。,汽车空调概述,-,功效,1,汽车空调系统设计教程,第3页,二,.,汽车空调特点,汽车直接暴露在太阳下或风雪下，隔热办法困难；汽车在行驶时有大量风沙、废气从各种缝隙钻入车厢内，造成车厢内空气污染并增加热负荷；汽车行驶速度改变无常，难以确保稳定空调工况等。所以汽车空调工作环境比房间空调要恶劣得多。,因为汽车这个“移动房间”特殊工作环境，它与建筑空调有许多不一样之处，详细表现在以下诸方面：,1,、,因为汽车车厢容积小，车窗所占面积百分比较大，易受阳光直射，所以车厢 温度很高；另外车厢内温度还受地面热量反射、人体散热、发动机辐射热以及换气热影响，,汽车空调热负荷较大。,2,、,汽车空调制冷压缩机不能利用电力做动力，,要由汽车发动机或专门辅助发动机来驱动,，所以对汽车其它性能都有一定影响。,3,、,在由发动机驱动时，,汽车空调制冷性能与汽车行驶速度相关,。高速时冷量就大，低速时冷量就小，尤其是轿车空调。,4,、,汽车上空间紧凑，,空调装置布置较困难，,而且各种汽车空调部件通用性较差。,5,、,汽车车厢内乘员所占空间百分比较大，加上座椅和其它机械装置高低不平，直接影响车厢内风速和温度分布均匀性，影响人体舒适性。,6,、,冷凝压力偏高、制冷剂易泄漏，汽车在颠簸不平道路上快速移动，震动厉害，连接处易松动；冷凝器易受飞石击伤，产生泄漏现象。,汽车空调概述,特点,2,汽车空调系统设计教程,第4页,三,.,汽车空调详细要求,因为汽车空调本身特点，汽车空调应比普通房间空调含有更高技术性能和工作可靠性，详细要求以下：,1,、,汽车空调应确保在任何条件下，车厢内部都含有舒适温度范围和气流平均速度，舒适温度范围，冬季为1620度，夏季为2028度；,舒适湿度范围，冬季为55%70%，夏季为60%75%；舒适气流平均速度普通为0。25,m/s,2,、,汽车空调控制机构和操纵机构要灵活、方便、可靠。,3,、,汽车空调零部件要求可靠、体积小、重量轻、安装维修方便。,4,、,汽车空调应含有快速制冷和快速采暖能力。,5,、,汽车空调冷气装置工作时，对汽车发动机动力消耗、燃油消耗、加速和爬坡性能影响应尽可能小。,6,、,汽车空调在汽车上结构布局要紧凑合理，零部件安装要有防振办法，确保汽车空调在猛烈颠簸条件下能可靠地工作。,汽车空调概述,要求,3,汽车空调系统设计教程,第5页,空调系统通风,一,.,车身通风系统及布置,其功效是确保车厢内空气,清洁度、湿度、气流速度,等。,汽车空调通风有,自然通风和强制通风,两种。自然通风即是利用汽车行驶时车身外表面空气压力分布来进行通风；强制通风是利用风机强制从车外引入新鲜空气与车内空气混合，混合后再送入车内。空调送风工作过程以下：新鲜空气+车内循环空气进入风机空气进入蒸发器冷却由风门调整进入加热器空气进入各吹风口。,空气进入和排出，必定引发车内空气流动，而不一样空气流动情况有着不一样空调效果。影响车内气流组织原因很多，主要有送、回风口形状、位置和送风射流参数等。送风方式普通采取单侧上送风下回风布置，能与车内空气充分混合，易于形成稳定温度场和速度场。通风管路布置直接影响车内气流组织和空调效果，风管主要有,矩型和圆形,两种截面，矩形结构轻易与汽车结构配合安装，多被轿车采取。,4,汽车空调系统设计教程,第6页,空调系统通风,后暖风吹脚,后冷风吹脸,前暖风吹玻璃,-,除霜,前暖风吹侧窗,-,除霜,前暖风吹侧窗,-,除霜,前暖风吹脚,前冷风吹脸,通风系统车厢内空气流场示意图,布置标准：为了满足乘客“头暖脚凉”特点，风管及通格调栅按“冷风吹脸，暖风吹脚”标准布置。,新鲜空气,车厢内循环空气,车厢内循环空气,自然风,热风,冷风,5,汽车空调系统设计教程,第7页,空调系统通风,通风系统组成部件,1.,系统组成：,由进气部件、空气过滤器、鼓风机、通风管、通格调栅、排气部件组成。,2.,动 力 源：,鼓风机,3.,循环介质：,空气,4.,介质通道：,通风管,5.,惯用公式：,风量,q,风速,风管截面积,后冷风管,后暖风管,外循环进气风管,除霜风管,前暖风管,前冷风管,格栅,格栅,后鼓风机,前鼓风机,6,汽车空调系统设计教程,第8页,空调系统加热,7,二,.,加热采暖系统,汽车空调采暖装置作用有：,1、,冬季供暖，满足乘客舒适性要求；,2、,汽车玻璃除霜，采取热气来除霜除雾，防止影响司机视野；,3、,经过冷热风混合，将车室内空气调整到适宜温度，到达舒适性要求。,汽车空调采暖系统按所使用热源可分为余热式和独立式；按空气循环方式可分,为内循环和外循环；按载热体又可分为水暖式和气暖式。汽车空调余热式采暖系统，,主要是利用汽车排气余热或发动机冷却循环水余热作为热源，并引入热交换器，由,风机将车内或车外空气吹过热交换器而使之升温，当前轿车及卡车均采取此结构。余,热采暖式暖风装置优点是供热可靠，不另需燃料，利用发动机热水使用安全，缺点,是采暖必须在发动机冷却水温度上升到大循环时才能供暖，在严寒冬季供暖量有些不,足，甚至造成发动机过冷，影响发动机正常工作。,汽车空调系统设计教程,第9页,空调系统加热,加热系统示意图,节温器,前加热器,后加热器,水泵,前暖水控制阀,后暖水控制阀,8,汽车空调系统设计教程,第10页,空调系统加热,加热系统组成部件,1.,系统组成：,由冷暖风门或暖水控制阀、加热器芯体、辅助加热器、冷却水管、真空管路等组成。,2.,动 力 源：,水 泵,3.,循环介质：,冷却液,4.,介质通道：,水 管,5.,惯用公式：,F,水泵,F,阻力,m,冷却液,（,冷却液,t,）,换热量,Q,K,换热面积,t,K,风量,q,节温器,前加热器,后加热器,水泵,前暖水控制阀,后暖水控制阀,9,汽车空调系统设计教程,第11页,空调系统制冷,10,三,.,空调制冷系统,其功效是对车厢内空气进行降温，其工作原理是经过制冷剂由液态转换为气态吸热来到达制冷效果。,汽车空调由压缩机、冷凝器、贮液干燥器、膨胀阀、蒸发器、空调管路和制冷剂组成。它利用制冷剂不停变态循环来到达制冷效果。液体制冷剂特点是能够在常温下气化，当遇热变成蒸气时吸收周围热量，当遇冷变成液体时释放本身热量。空调系统就是利用制冷剂这个特点将车厢内区域热量带走，转移到车厢以外地方去。这里包括到冷热交换三条基本定律，第一条，热量无处不在；第二条，热量从高温处流向低温处；第三条，液态变成气态时必须要吸收热量。这三条基本定律奠定了全部空调工作方式原理，当然也包含汽车空调。汽车空调系统采取均为蒸气压缩式制冷循环。,汽车空调系统设计教程,第12页,空调系统制冷,制冷系统工作原理,1,。压缩过程,压缩机吸入蒸发器出口处低温低压气体，把它压缩成高温高压气体，然后送入冷凝器。,2,。冷却过程（放热）,高温高压气体进入冷凝器与空气进行热交换，冷却风扇把热量吹到大气中。制冷剂冷却成液体。,3,。节流过程,高温高压液态制冷剂经膨胀阀节流降压，以雾状（细小液滴）排出膨胀装置。,4,。蒸发过程（吸热）,经膨胀阀降温降压雾状制冷剂液体进入蒸发器进行蒸发成气体，蒸发过程中吸收周围热量，降低车内温度。,制冷原理,是经过制冷剂从液态转换为气态时吸收热量而到达制冷目标。,11,汽车空调系统设计教程,第13页,空调系统制冷,制冷系统组成部件,1.,系统组成：,由压缩机、冷凝器、贮液干燥器,/,液气分离器、膨胀阀,/,节流管、蒸发器、冷媒管路等部件组成，它分,CCOT,和,TXV,两种系统。普通经过系统内制冷剂压力和蒸发温度来控制压缩机离合器通断。,2.,动 力 源：,压缩机,3.,循环介质：,制冷剂,4.,介质通道：,冷媒管,5.,惯用公式：,F,压缩机,F,阻力,m,制冷剂,（,制冷剂,t,）,芯体 换热量,Q,K,换热面积,t,冷却风扇,前蒸发器,后蒸发器,压缩机,冷凝器,前膨胀阀,贮液罐,12,汽车空调系统设计教程,第14页,空调系统制冷,制冷系统分类,它们差异有两点,：一个是节流膨胀装置结构不一样，二是储液干燥器位置有别,。,13,CCOT,孔管系统特点是：,电磁离合器时而结合、时而断开，所以又叫循环离合器。,膨胀阀系统特征是：,只要一开启空调，,电磁离合器总是啮,合，从不停开。而是,靠吸气节流阀或绝对,压力阀把蒸发器温度,控制在0度左右。膨胀,阀系统又称传统空调,系统。,汽车空调系统设计教程,第15页,二,.,制冷系统几个基本衡量指标：,1,、,单位制冷量,q0（kj/kg）：,单位制冷量系指1,kg,制冷剂在一次循环中所制取冷量。普通用压焓差表示。,2,、,单位理论功,w0：,理论循环中，制冷压缩机每输送1,kg,制冷剂所消耗功称为单位理论功。它伴随制冷剂种类和工作温度不一样而不一样。,3,、,制冷系数：为循环单位制冷量和单位理论功之比，它是考评制冷循环好坏一个主要技术经济指标。在冷凝温度和蒸发温度给定情况下，制冷系数愈大，循环经济性愈好。,4,、,总制冷量、净制冷量：总制冷量就是压缩机制冷量，是制冷剂单位时间内从节流阀到压缩机吸气口间设备和管路上吸收热量。净制冷量就是蒸发器净制冷量，其定义为向被冷却对象吸收热量。,5,、,工况：工况是指确定制冷机运行情况温度条件，普通应包含制冷机蒸发温度、冷凝温度、节流前温度、压缩机吸入前温度等。主要有标准工况、空调工况、最大压差工况及最大功率工况等几个。,6,、,过冷度：因为制冷剂液体经过节流装置膨胀后，因节流损失而使少许制冷剂蒸发，产生闪气现象，会影响制冷剂流动性，使制冷量下降。为填补这种缺点，实际上使制冷剂深入冷却，使其温度低于冷凝压力下所对应饱和温度，成为过冷液。液体过冷温度称为过冷度。普通为35度。,空调系统制冷,14,汽车空调系统设计教程,第16页,空调系统控制,控制系统组成部件,1.,系统组成,:,由控制面板,伺服电机,调速电阻,各类传感器,各类电磁阀,空调线束,继电器,鼓风机,冷却风扇,压力开关等组成。,2.,动 力 源：,蓄电池,/,发电机,3.,循环介质：,电流,4.,介质通道：,线束,5.,惯用公式：,电流,I,V/R,；电阻,R,(L)/S,前控制面板,前鼓风机,后鼓风机,伺服电机,整车线束,后控制面板,前调速电阻,后调速电阻,15,电子温控器,汽车空调系统设计教程,第17页,空调面板可决定,：,鼓风机速度,空气温度,(,混合门位置,),运行模式,(,模式门位置,),空调开关（,A/C,开关）,鼓风机速度 空气温度 运行模式,内外循环开关,A/C,开关,空调系统控制,控制系统控制元件,16,控制面板,控制系统执行元件,1.,伺服电机驱动,：,内外循环风门,温度混合风门,各类模式风门,暖水控制阀,伺服电机,2.,压缩机离合器通断经过以下原因控制：,-,高压开关,-,低压开关,-A/C,开关,-,蒸发温度,压缩机离合器,汽车空调系统设计教程,第18页,空调系统小结,17,系统,介质,介质动力源,介质传输管道,特点,车身通风系统,Body Ventilation,Subsystem,空 气,Air,鼓风电机,Blower Motor,通风管,Duct,1.应注意通风管接口处密封，预防空气泄漏。,2.设计通风管时，应考虑通风管路风阻。,3.惯用公式：,风量q风速 风管截面积,加热除霜系统,Heating,Defrosting,Subsystem,冷却液,Coolant,水 泵,Water Pump,暖水管,Hose,1.应注意暖水管接口处密封，预防冷却液泄漏。,2.设计暖水管时，应考虑暖水管路水阻。,3.惯用公式：,F水泵F阻力m冷却液 （冷却液 t）,换热量Q K 换热面积 t K 风量q,空调制冷系统,Air,Conditioning,Subsystem,制冷剂,Refrigerant,压缩机,Compressor,冷媒管,Tube,1.应注意冷媒管接口处密封，预防制冷剂泄漏。,2.设计冷媒管时，应考虑冷媒管路液阻。,3.惯用公式：,F压缩机F阻力m制冷剂 （制冷剂 t）,换热量Q K 换热面积 t K 风量q,空调控制系统,Climate,Electrical,Subsystem,电 流,Current,蓄电池,Battery,发电机,Alternator,线 束,Wiring,1.应注意线束连接及固定，预防短路和断路。,2.设计线束时，应考虑线路电阻。,3.惯用公式：,电流IV/R；,电阻R(L)/S,汽车空调系统设计教程,第19页,空调系统装置,HVAC,模块,加热器芯体 蒸发器芯体 鼓风机,模式 温度 内外循环,风门,风门 风门,HVAC,模块,-,示意图,加热器芯体,蒸发器芯体,鼓风机,内外循环门,内外循环门,模式风门,空气分配,空气处理,空气进口,18,汽车空调系统设计教程,第20页,HVAC,模块,-,空气循环模式,新鲜空气进口,:,Closed,车厢内循环空气进口,:,Open,车厢外新,空气进口,车厢内循环,空气进口,鼓风机,车厢内循环空气进口,:,Closed,新鲜空气进口,:,Open,空气过滤器,1.,空气内循环模式,2.,空气外循环模式,19,空调系统装置,HVAC,模块,汽车空调系统设计教程,第21页,HVAC,模块,-,冷暖模式,加热器芯体 蒸发器芯体,温度混合门,空气过滤网,1.,冷却空气,2.,加热空气,3.,冷暖混合,20,空调系统装置,HVAC,模块,汽车空调系统设计教程,第22页,HVAC,模块,-,空气分配模式,到空调格栅,到除霜风嘴,到地板吹脚,加热除霜模式门,冷暖模式门,1.,到空调格栅,2.,到地板吹脚,3.,到除霜风嘴,温度门,21,蒸发器芯体,加热器芯体,空调系统装置,HVAC,模块,汽车空调系统设计教程,第23页,HVAC,系统检验,22,一,.,系列检验,1,、,发动机仓，发动机不工作,2,、,发动机仓，发动机运行,1,、发动机仓，发动机不工作,（,1,）、,传动皮带,V,型带应该能被扭曲，方便能够检验两边。,在,V,型楔型带加强肋上存在三个或更多三英寸,裂缝就指明应该更换了。,推进跨度较长皮带。带子应该适合，假如,你用足够力推进，传动带张紧轮（箭头）应能转动。,（,2,）、,暖风机软管,散热器和暖风机软管故障，如连接点泄露；,裂缝，细缝和摩擦故障；硬化；和最终过渡软化。,故障和可疑软管应该替换掉。,（,3,）、,冷却液,冷却液应该是清洁和透明（右），应该有适当,水平高度，取决于温度。,汽车空调系统设计教程,第24页,HVAC,系统检验,23,（,4,）、,压缩机安装,压缩机安装螺栓应紧，线路配件安全，服务盖到位，离合器和任何开关线正确连接。,离合器驱动板和皮带轮之间间隙应该符合制造商技术规范，约,0.025 in/10,毫米以内。,（,5,）、,冷凝器检验,冷凝器可见面应该洁净，密封件应该完好、处于正确位置。动力转向冷却器（上面右边）依然很好展现。,（,6,）、,空气滤清器,稍微有一点不清洁滤芯正在拆除更换。假如它被堵塞，气流经过,HVAC,系统量将大大降低。,2,、发动机仓，发动机工作,发动机运行情况下，,HVAC,系统应该开始运行。这些检验确保了系统正确运行。不能运行表示子系统要求更深入检验。,（,1,）、,空调管路温度,仔细触摸高压管路，当空调运行时，管路表面应该是热，低压管路应该是冷。,（,2,）、,暖气软管温度,良好冷却剂流经加热器心体表明两个加热器软管都是热，且靠近冷却温度。,汽车空调系统设计教程,第25页,空调系统装置压缩机,一、汽车压缩机结构和性能,汽车压缩机是汽车制冷系统心脏，它起着输送和压缩制冷剂蒸气、确保制冷循环正常工作作用。压缩机性能好坏与能量消耗、噪声大小和运转可靠性都有直接关系，普通安装在汽车发动机上，由发动机经过带轮驱动。,汽车压缩机按运动方式和主要零件形状，可分为往复活塞式（包含曲轴连杆式、摇板式和斜盘式）旋转式（包含三角转子式、螺杆式和涡旋式）及变容量式。从当前我国汽车空调现实状况来看，斜盘式压缩机仍是我国汽车空调主要机型，经过不停技术进步，该压缩机已含有尺寸小、质量轻和功耗小等优点。当前江铃,N、T,系列均采取这类型。皮卡宝典空调压缩机采取大排量,SD-7H15,七缸,R134A,专用压缩机，,N350SUV,采取了,7V16,变容量式压缩机。,24,轴封,簧片阀,活塞,连杆,曲轴,轴封,斜板,活塞,主轴,汽车空调系统设计教程,第26页,空调系统装置压缩机,25,变排量压缩机摇摆板,控制阀,阀片,活塞,连杆,轴封,支点,带轮,电磁离合器,汽车空调系统设计教程,第27页,空调系统装置冷凝器,26,二,.,冷凝器结构与性能,在汽车上布置冷凝器较困难，散热条件差，故要求传热面积大，传热效率高。其多布置在车前部、侧面或车底部，经常有泥浆溅入，易腐蚀冷凝器管子和翅片，影响其散热效果，所以表面要采取防腐蚀办法，并经常清洗表面。,汽车冷凝器有管片式、管带式及平行流式三种结构形式。管片式制造工艺简单，散热效果低，当前已淘汰；管带式结构传热效率比管片式可提升15%-20%；当前最新出现平行流式也是一个管带式结构，它与普通管带式冷凝器最大区分是，管带式只有一条扁管自始至终地呈蛇形弯曲，制冷剂只是在这一条通道中流动而进行热交换，管道内空间未被充分利用，而且增加了排气压力和压缩机功耗。平行流冷凝器为当前国外流行结构型式，它是适应新工质,R134A,而研制新结构冷凝器。它采取薄壁扁管型才，壁厚只有0.5,mm，,扁管间距离只有8,mm,左右，扁管间翅片只有0.145,mm,厚，它与普通管带式冷凝器相比，优点在于：管带式结构管径从头至尾是相同，这对充分进行热交换不利，管道内空间未被充分利用，而且增加了排气压力及压缩功耗。而平行流结构是在两条集流管间用多条扁管相连，将几条扁管隔成一组，形成进入处管道多，逐步降低每组管道数，实现了冷凝器内制冷剂温度及流量分配均匀，提升了换热效率，降低了制冷剂在冷凝中压力损耗，这么就可降低压缩机功耗。因为管道内换热面积得到充分利用，对于一样迎风面积，平行流冷凝器换热量大大提升。这些改进极大程度提升了空气侧和制冷剂换热面积，这种新结构与管带式相比较，其放热性能提升30%40%，通路阻力降低了25%33%，内容积降低了20%，大幅度提升了其放热性能。江铃汽车普遍采取这一技术，在国内竞争对手中处于领先地位。,汽车空调系统设计教程,第28页,27,冷凝器换热性能提,高，主要有以下三个方面：,增加换热面积，提升空气侧,和制冷剂侧换热量；提升,冷凝器内工质流体温度和流,量分配均匀度；降低制冷,剂在冷凝器中压力损耗，,能够降低压缩机功耗。平行,流冷凝器正是管片式和管带,式冷凝器所无法处理上述问,题而创出新结构，它与管,带式比较，其放热性能提升,了30%-40%，通路阻力降低,了25%-33%，内容积降低,20%，大幅度提升了其换热,性能。,平行流冷凝器结构,空调系统装置冷凝器,汽车空调系统设计教程,第29页,空调系统装置蒸发器,28,三、蒸发器结构与性能,汽车空调中冷凝器和蒸发器统称为换热器，换热器性能直接影响汽车空调制冷性能，而且金属材料消耗大、体积大，重量占整个汽车空调装置重量50%-70%，布置困难。所以研制生产高效换热器极为主要。,因为汽车车厢内空间小，对空调器尺寸有很大限制，为此要求蒸发器含有制冷效率高、尺寸小、重量轻特点。主要有管带式、管片式和层叠式三种结构。,管带式蒸发器由多孔扁管与蛇形散热铝带焊接而成，工艺比管片式复杂，采取双面复合铝材及多孔扁管材料。该种蒸发器换热效率比管片式提升10%左右。层叠式蒸发器也为国外最新技术，它由两片冲成复杂形状铝板叠在一起组成制冷剂通道，这种蒸发器也需要双面复合铝材，为全铝钎焊式结构，焊接要求高，所以加工难度最大，但其换热效率与管带式蒸发器相比也最高，结构也最紧凑，对设备和工艺要求都很高，当前只在中高档轿车上应用。它与管带式结构相比较，优点在于管带式结构只由一根扁管弯曲而成，层叠式结构管路则由多办个复杂结构扁管组成，在正面面积相同情况下，层叠式芯子厚度减薄了18%，且在保持冷气能力同时，空气侧压力损失下降20%，质量减轻15%，内部容积降低30%，节约制冷剂50克左右。换热效率比管带式结构提升了30%。同时芯体表面采取亲水膜处理，使冷凝水呈膜状沿翅片流下，使蒸发器风阻减小，风量增加，功耗下降，噪声下降，制冷量增加。这种高效换热器直接增大了汽车有效容积，布置更方便,。,当前江铃主要车型都已采取这种先进技术，是国内同行业中最早使用主机厂之一。,汽车空调系统设计教程,第30页,空调系统装置蒸发器,29,左图为管带式与层叠式蒸发器结构图比较。,层叠式蒸发器结构也经历由双储液室式向单储液室式改变，单储液室式蒸发器与双储液室式型比较，正面面积相同，将芯子减薄了18%，且在保持冷气装置能力同时，含有质量减轻15%，内部容积减小30%，节约制冷剂50,g,左右优点。,管带式与层叠式蒸发器结构图,汽车空调系统设计教程,第31页,空调系统装置膨胀阀,30,节流降压 使冷凝器过来高温高压液态制冷剂节流降压成为轻易蒸发低温低压雾状物进入蒸发器，分隔了制冷剂高压侧与低压侧，但工质液体状态没有变。,调整流量 因为制冷负荷以及压缩机转速改变，要求流量作对应调整，以保持车内温度稳定，制冷剂正常工作。,预防液击和异常过热 膨胀阀以感温包作为高温元件控制流量大小，确保蒸发器尾部有一定过热度，确保蒸发器总容积有效利用，预防异常过热现象发生。,热力膨胀阀作用,汽车空调系统设计教程,第32页,空调系统装置膨胀阀,31,一,.,逆向型内平衡热力膨胀阀,1,、,阀体 膨胀阀基体 普通用铜合金制造,1a,高压侧接头,1b,低压侧接头,2,、,动力元件 动力发源处,2a,膜片（不锈钢）,2b,毛细管（铜）,2c,感温包（铜）,3,、,传动杆 将作用在膜片上力传到阀心上 不锈钢制造,4,、,阀心 球阀 光洁度和形位公差要求很高 不锈钢制造,5,、,弹簧 调整静止过热度 平衡动力元件内压力和制冷剂压力,6,、,调整螺钉 调整静止过热度 铜合金,7,、,阀心座 普通和阀心焊接在一起 不锈钢制造,二,.,正向型内平衡热力膨胀阀,1,、,阀体 膨胀阀基体 普通用铜合金制造,1a,高压入口,1b,低压出口,1c,低压入口,1d,低压出口,2,、,动力元件 动力发源处 去掉了感温包和毛细管仅有膜片，可靠性灵敏度提升了,3,、,顶杆 由三根连接而成 垂直度和表面粗糙度要求高不锈钢制造,4,、,阀心 球阀 光洁度和形位公差要求很高 不锈钢制造,5,、,阀心座 普通和阀心焊接在一起 不锈钢制造,6,、,弹簧 普通用合金钢制造，表面镀硌,7,、,调整螺钉 调整静止过热度,热力膨胀阀结构,逆向型内平衡热力膨胀阀,H,型热力膨胀阀,汽车空调系统设计教程,第33页,空调系统装置膨胀阀,32,热力膨胀阀工作原理,感温包感受蒸发器出口端过热度改变,充注工质产生压力改变,膜片上下移动,传动杆上下移动,阀心运动阀门关小或开大,过热度,-,蒸发器内液态制冷剂在很低温度就开始蒸发，即使全部工质都蒸发了，工质温度仍很低将继续吸热，变成过热，即蒸发器出口处气体温度超出了蒸发器中饱和温度，这两个温度之差称为过热度。,汽车空调系统设计教程,第34页,空调系统装置膨胀阀,33,1,、容量,汽车空调制冷能力用容量表示，容量选择主要依据汽车空调系统制冷能力。热力膨胀阀容量应是汽车空调系统制冷能力,1.5,倍左右，比蒸发器大,20%,到,30%,。容量单位是,kW,或美国冷吨,USRt,。,1USRt,相当于,3.517kW,。,2,、静止过热度,热力膨胀阀刚开始打开时过热度，由制造厂已调整好，普通不允许用户再调整。在工程上，热力膨胀阀静止过热度用热力膨胀阀出口压力设定值来表示。此出口压力设定值是在要求热力膨胀阀进口压力及温包温度下经过试验得出。,3,、最大工作压力,MOP,热力膨胀阀有最大工作压力要求。在过热度增加到一定时，其开度不再伴随过热度增加而增加，起到保护压缩机作用。,4,、时间常数,膨胀阀感温包在接收到信号后，到达最终改变量,63.2%,时所需要时间，反应了热力膨胀灵敏度好坏。,5,、膨胀阀迟滞,热力膨胀阀迟滞是其开度特征，指过热度增加与降低时开度差。迟滞大则在膨胀阀打开或关闭时，在同一过热度下，其流量相差很大，所以膨胀阀迟滞不超出允许值。,6,、可靠性,热力膨胀阀在耐振、耐久性、耐热、耐寒、耐压、气密、耐腐蚀得方面有可靠性要求，因为汽车空调工作环境恶劣，所以热力膨胀阀可靠性要求很高。比如对耐久要求，普通在进行,10,万次试验后，静止过热度改变应小于,0.014MPa,。,热力膨胀阀性能,汽车空调系统设计教程,第35页,空调系统装置管路,34,一.车载配线、配管、配索布置设计概述,车辆运行过程中，伴随动力总成振动和摆动及运动部件相对运动，车载管线之间间隙发生了改变。车辆系统存在着热源和燃油,/,润滑油,/,防冻液等化学药品，可能对管线正常工作产生影响。为确保车载管线系统正常工作，管线之间应设置合理相互位置及间隙要求。针对不一样系统管线特殊要求，设定对应位置及间隙要求目标值，作为管线布置设计时参考。下述各表所列数值均为目标值，布置设计时尽可能到达对应目标值要求，若实际情况限制无法满足目标值要求，需要进行详细确实认。,二,.,车架上硬管类零件布置基本方法,1,、,布置在车架上硬管要预防硬管超出车架纵梁上平面。尤其应注意,驾驶室及后货厢底平面附近。,2,、,在驾驶室、发动机、悬挂、后桥等行驶时位置发生改变部,位，要考虑这种位置变动而进行布置。不然，不考虑这种变动量,话，该变 动量会成为意想不到干涉、破损根源。,3,、,为了预防硬管轴向转动，在硬管弯曲部位布置卡子是基本方法。,要注意与其它布管零件、固定用螺栓、螺母类干涉。,车架上管类零件布置基本方法,汽车空调系统设计教程,第36页,空调系统装置管路,35,车架上硬管类零件布置基本方法,4、,要注意与其它布管零件，固定用螺栓，螺母类干涉。,5、,卡子间隔，大致设定为350 400mm。,6、,在车架上有数根平行硬管并排情况下，布置卡子时要确保管间,距5mm以上。,7、,在车架上平行布置数根硬管，硬管排列方向发生改变时，要确保,这部分间隙沿管走向为10mm以上，垂直管走向为5mm以上。,8、,燃料管端部连有软管及卡子时，要确保间隔15mm以上。,9、,在卡子之间硬管有弯曲时，这部分要确保10mm以上间隙。难以,做到时，在干涉部位设定保持间隔用卡子。,1,0,、,沿弯曲板面上布置硬管时，要确保与板面间隙在10mm以上。,1,1,、,当硬管穿过车架上孔时，要确保硬管与孔间隙在20mm以上。若,担心由,于偏差大而发生干涉，在前后距离适当地方（20mm）增,加保护套管。,12,、,硬管沿车架纵梁布置部分，要确保与纵梁间隙在,5mm,以上。（不,允许 与车架表面相碰）。,汽车空调系统设计教程,第37页,空调系统装置管路,36,车架上硬管类零件布置基本方法,13,、,在车架上支架及横梁拐角部：有卡子时，要确保沿硬管走向间隙,10mm,、垂直于硬管走向间隙为,5mm,以上。没有卡子时，要确保各个方向间隙,在,10mm,以上。,14,、,在发动机、排气管周围，要考虑热量影响（性能降低、裂纹、破损,等）。关于这一点，希望在极限条件下，测定管类零件周围环境及硬管表,面温度，将此与硬管类零件材料允许温度进行比较探讨。,15,、,硬管卡子式样，请参考江铃持有五十铃,N*R,，使用一样零件。,不允许用带式卡子，也不允许卡子同卡子连在一起。,三、软管类布置基本方法,1,、,软管类要确保所需足够长度。与发动机等位置有改变零部件相联,软管要考虑位置变动而决定长度。,2,、,软管布置在发动机、排气管等热源附近时，在考虑软管耐热温度基础,上，确保与热源保持足够距离。难以确保足够距离时，在热源与软管之间设置遮热板等。,3,、,为了防止因软管间相互干涉而引发磨损开孔现象，在该部位要缠上保护,材料。,汽车空调系统设计教程,第38页,空调系统装置管路,37,软管类布置基本方法,4,、,在适当间隔上设置卡子（为了保护软管使用树脂卡子），以防止因为振,动而引发摩擦、磨损。,5,、,在支架上固定软管，在车架、发动机部分布置软管时，要在该部位缠上保,护材料。,6,、,固定时，要尽力防止固定在位置有改变地方。,7,、,穿过车架上孔时，除了要在车架孔上设置树脂护圈外，软管外面还要,缠上保护材料。,8,、,使用带式卡子时，要注意预防因为系得太紧而引发软管机能降低。,汽车空调系统设计教程,第39页,一,.,汽车空调安全原因,像许多其它复杂机器一样，空调系统会出现几个潜在伤害源。聪明技术人员知道这些潜在问题，而且会很注意去预防他们发生。以下几个地方需要注意：冷却系统，可动发动机零件和电器系统。潜在危险包含压缩制冷,;,冻伤,;,窒息,;,易燃冷却剂,;,易爆容器,;,碳酰氯气体；可动发动机零件；电路；安全气袋。,1,、眼手保护办法,明智技术人员会在服务和维修空调系统时戴上眼手保护工具。制冷压力与,它温度直接相关，压力过大可能产生系统泄漏，它使油和灰尘颗粒附在眼睛和皮肤上，促使系统零件分离。,2,、冻伤,假如液态制冷剂释放出来，它马上会沸腾，冷却它所接触物体温度到它沸点。这些制冷剂沸点在低于零度。,3,、窒息,R-12,和,R-134a,都不包含任何氧气，他们不能支持生命。他们都比空气更重，假如在一个有限空间释放将替换空气。,4,、丁烷,/,丙烷,丁烷（,R-600,）,异丁烷（,R-600a,）和丙烷（,R-290,）在纯状态下能够看成冷却剂使用，或者作为混合冷却剂一部分。在这两种状态中它们都是易燃，轻易引发爆炸。,汽车空调安全原因,38,汽车空调系统设计教程,第40页,5、易爆容器,在容器里液态容积随着它加热而变大。如果它装满了整个容器，压力会引起容器爆炸。一个爆炸容器会释放立即沸腾冷却剂。,6、碳酰氟,R-12(Cl2Fl2C)燃烧时拆散成碳酰氟(COF2)。它和碳酰氯(CCl2O)气体相似但并不是完全致命。R-12吸入一个运行发动机或者经过一根燃烧中香烟都会产生碳酰氟。,7、风扇和传动带,在和运行中传动带和风扇太近工作时，一般都会提出警告。记住一些设置上电动风扇是自己开始和停顿，甚至在发动机已关状态下也会这样。,8、电路,运载装置/推进工具电器系统出现几种潜在危险：电击，特别是电压40伏特及以上系统，如果技术工具GROUNDS OUT系统，会发生弧光/闪光，工具会烧着。,9、安全气袋,安全气袋是一个很重要驾驶员安全设置。但它在修理采暖通风与空调系统时，偶尔会在冲击下展开。在仪表板下操作时应该关闭安全气袋。,汽车空调安全原因,39,汽车空调系统设计教程,第41页,一,.,制冷剂选择,本设计使用,R134a,作为冷媒，因为,R134a,对大气层破坏相对较小、安全性好、无色、无味、不燃烧、不爆炸、基本无毒性、化学性质稳定，是一个理想制冷剂，表,1,是,R134a,一些基本性质。,表,1,：,R134a,性质,二,.,设计目标,通常以惯用车速作为设计标准，结合表,2,、查湿,-,焓图列出以下条件。,表,2,：中国、美国、日本室内空气计算参数值对比,条件：惯用车速：,50km/h,压缩机转速：,1800rpm,外气干球温度：,43C,日射强度：,860kcal/m2h,（,1000W/m2,）,相对湿度：,54%,冷凝器入口风速：,4.5m/s,空气焓值：,29.4kcal/kg,车内空气流速：,0.3m/s,鼓风机电压：,12.5V,汽车空调系统设计,40,分子式,相对分子量,标准沸点,/C,凝固温度,/C,等熵指数（,120 C 103.25kpa,）,临界温度,/C,临界压,/MPa,CH2FCF3,102.03,-26.1,-101.1,1.11,101.1,4.06,N350SUV,冷负荷计算书,汽车空调系统设计教程,第42页,三,.,制冷分析图,依据以上技术指标绘制下列图。,汽车空调系统设计,41,参考,N350SUV,冷负荷计算书,汽车空调系统设计教程,第43页,蒸发器吸热量：,ie=i2-i1=29.6kcal/kg,净压缩功：,is=i4 i3=10.1kcal/kg,冷凝器放热量：,ic=i4-i1=43.3kcal/kg,管路热量损失：,ie=i2-i1=2.6kcal/kg,四,.,制冷能力,制冷量计算：,依据以下经验公式，可得：,Q=1.5H,；,Q,：制冷量（,kcal/h,）；,H,：热负荷（,kcal/h,）,热负荷计算：,其中,H=Hh+HT+HI+HF,；,Hh,：人体负荷（,kcal/h,）,Ht,：温差负荷（,kcal/h,）；,HI,：日射负荷（,kcal/h,）；,HF,：电器热负荷（,kcal/h,）,1,、,人体负荷,Hh,：,Hh=100,n,n,：乘员数量 ；,100,：人体每小时散热量（,kcal/h,）,乘员数为,7,，即,n=7,，代入上式得：,Hh=700,（,kcal/h,）,2,、,车辆负荷（温差负荷,Ht+,日射负荷,HI,）,.,温差负荷,Ht,：,Ht=K,A,t,K,：热传导率（,kcal/m2hC,）；,A,：车内表面积（,m2,）（不包含玻璃面积）,t,：车内外空气温差（,C,）,K,取经验值,2.24 kcal/m2hC,，车内表面积测量得,19 m2,，依据用户输入,t=43C-23C=20C,，代入上式得：,Ht=851.2,（,kcal/h,）,汽车空调系统设计,42,参考,N350SUV,冷负荷计算书,汽