六汽车空调装置的分类及设计课件.ppt

1、第六章第六章 汽车空调装置的分类及设计汽车空调装置的分类及设计2023-2-2汽车空调装置的分类及设计2一、汽车空调分类一、汽车空调分类1、按制冷压缩机的驱动方式、按制冷压缩机的驱动方式 （1）独立式）独立式 制冷量不受主发动机影响，制冷系统对汽车行驶也无影响。但结构制冷量不受主发动机影响，制冷系统对汽车行驶也无影响。但结构复杂，增加整车重量和布置难度。复杂，增加整车重量和布置难度。2023-2-2汽车空调装置的分类及设计3 （2）非独立式）非独立式 结构简单，便于安装布置。但消耗发动机功率，制冷量受汽车行驶结构简单，便于安装布置。但消耗发动机功率，制冷量受汽车行驶速度影响。速度影响。2023

2、-2-2汽车空调装置的分类及设计4 2、按制冷系统的节流降压方法、按制冷系统的节流降压方法（1）离合器热力膨胀阀系统）离合器热力膨胀阀系统 用热力膨胀阀节流降压。适用热力膨胀阀节流降压。适于运行工况变化较大的空调。于运行工况变化较大的空调。2023-2-2汽车空调装置的分类及设计5 （2）节流短管系统）节流短管系统 用节流短管节流降压。适于运行工况比较平稳的空调。用节流短管节流降压。适于运行工况比较平稳的空调。2023-2-2汽车空调装置的分类及设计63、按制冷剂循环的控制方式、按制冷剂循环的控制方式 （1）循环离合器控制）循环离合器控制 根据车内温度，控制系统利用电磁离合器使压缩机与发动机脱

3、开或根据车内温度，控制系统利用电磁离合器使压缩机与发动机脱开或结合。结合。（2）带有蒸发压力调节的吸、排气旁通控制）带有蒸发压力调节的吸、排气旁通控制 在压缩机吸、排气管间装电磁阀，实现调节制冷剂循环流量的目的。在压缩机吸、排气管间装电磁阀，实现调节制冷剂循环流量的目的。2023-2-2汽车空调装置的分类及设计72023-2-2汽车空调装置的分类及设计84、按蒸发器布置方式、按蒸发器布置方式 （1）顶置）顶置 一般指蒸发器安装在车外顶部，冷凝器也安装在车外顶部。可将蒸一般指蒸发器安装在车外顶部，冷凝器也安装在车外顶部。可将蒸发器和冷凝器纵向前、后布置，或冷凝器在车顶纵向中心，蒸发器在其发器和冷

4、凝器纵向前、后布置，或冷凝器在车顶纵向中心，蒸发器在其左右两侧。左右两侧。2023-2-2汽车空调装置的分类及设计92023-2-2汽车空调装置的分类及设计101、蒸发器风机2、蒸发器盘管3、冷凝器盘管4、冷凝器风机5、蒸发器出风口6、蒸发器回风口7、冷凝器出风口8、冷凝器回风口2023-2-2汽车空调装置的分类及设计11 （2）后置）后置 空调机组除压缩机之外空调机组除压缩机之外的部件设计成一整体，安装的部件设计成一整体，安装在发动机后置的发动机舱上在发动机后置的发动机舱上部。接头少、安装简便、冷部。接头少、安装简便、冷量损失小。但安装时蒸发器量损失小。但安装时蒸发器部分和车身间密封要好，防

5、部分和车身间密封要好，防止吸入发动机舱废气和蒸发止吸入发动机舱废气和蒸发器表面结垢。器表面结垢。2023-2-2汽车空调装置的分类及设计12 （3）底置）底置 分整体式和分体式。分整体式和分体式。整体式的所有部件安装在一个刚性的机架上，分体式将独立式整体式的所有部件安装在一个刚性的机架上，分体式将独立式的空调机组和辅助发动机机组单独安装。的空调机组和辅助发动机机组单独安装。2023-2-2汽车空调装置的分类及设计13 （4）内置）内置 蒸发器布置在车厢内部。有内顶置式（前置、中置、后置、侧蒸发器布置在车厢内部。有内顶置式（前置、中置、后置、侧置）、仪表板式和立式等，与车内座位排列有关。置）、仪

6、表板式和立式等，与车内座位排列有关。2023-2-2汽车空调装置的分类及设计142023-2-2汽车空调装置的分类及设计152023-2-2汽车空调装置的分类及设计162023-2-2汽车空调装置的分类及设计175、按蒸发器数量、按蒸发器数量 包括单蒸发器和双蒸发器。双蒸发器可共用一台压缩机。包括单蒸发器和双蒸发器。双蒸发器可共用一台压缩机。2023-2-2汽车空调装置的分类及设计186、按送风方式、按送风方式 包括直吹式和风道式。包括直吹式和风道式。直吹式结构简单、风压损失小，但送风难以直吹式结构简单、风压损失小，但送风难以均匀，适于轿车和一般轻型客车。风道式气流组织好，但零件数多，流均匀，

7、适于轿车和一般轻型客车。风道式气流组织好，但零件数多，流动阻力大，风机功率损失大，适于大中型客车。动阻力大，风机功率损失大，适于大中型客车。2023-2-2汽车空调装置的分类及设计192023-2-2汽车空调装置的分类及设计207、按空调机组型式、按空调机组型式 （1）整体式空调机组）整体式空调机组 将空调机组各个组件，全部安装在一个专用机架上。结构紧凑、质将空调机组各个组件，全部安装在一个专用机架上。结构紧凑、质量大，要考虑轴荷分配要求。量大，要考虑轴荷分配要求。2023-2-2汽车空调装置的分类及设计21 （2）分体式空调机组）分体式空调机组 各自独力的总成，分散安装在汽车的适当部位。安装

8、灵活性大，但各自独力的总成，分散安装在汽车的适当部位。安装灵活性大，但往往管道增长，流动损失大。往往管道增长，流动损失大。2023-2-2汽车空调装置的分类及设计222023-2-2汽车空调装置的分类及设计238、按功能分类、按功能分类 （1）冷暖分开型）冷暖分开型 制冷和采暖各自分开，送风机制冷和采暖各自分开，送风机、控制系统也完全分开。占用空间较、控制系统也完全分开。占用空间较多，用于早期的汽车空调。多，用于早期的汽车空调。2023-2-2汽车空调装置的分类及设计24 （2）冷暖合一型）冷暖合一型 在暖风机基础上增加蒸发器芯子和冷气出风口，但制冷和采暖各自在暖风机基础上增加蒸发器芯子和冷气

9、出风口，但制冷和采暖各自分开，不能同时工作。许多轿车（如桑塔纳）都还采用。分开，不能同时工作。许多轿车（如桑塔纳）都还采用。2023-2-2汽车空调装置的分类及设计25 （3）全功能型）全功能型 集制冷、采暖、通风、除湿、净化于一体。集制冷、采暖、通风、除湿、净化于一体。2023-2-2汽车空调装置的分类及设计26二、汽车空调系统的设计二、汽车空调系统的设计1 1、选配汽车空调机组需考虑的因素、选配汽车空调机组需考虑的因素 对于不同的车型、不同的使用要求及不同的使用地区，对空调机对于不同的车型、不同的使用要求及不同的使用地区，对空调机组的要求是不同的，应根据不同要求考虑机组匹配。组的要求是不同

10、的，应根据不同要求考虑机组匹配。(1)(1)根据所要求的等级考虑。根据所要求的等级考虑。分舒适性和操作性两方面考虑。对豪华分舒适性和操作性两方面考虑。对豪华型车辆，则需要高级空调机组，其舒适性要求较高，需要提供高质量型车辆，则需要高级空调机组，其舒适性要求较高，需要提供高质量冷、热调节性能及合理的气流分布，并对空调噪声有较严限制冷、热调节性能及合理的气流分布，并对空调噪声有较严限制(噪声主噪声主要来源于风机、送风管道及压缩机要来源于风机、送风管道及压缩机)；同时在操作性方面提出了自动控；同时在操作性方面提出了自动控制、简化手动操作的要求。对一般车辆，上述要求则可不同程度的稍制、简化手动操作的要

11、求。对一般车辆，上述要求则可不同程度的稍微降低。微降低。2023-2-2汽车空调装置的分类及设计27(2)(2)与汽车配套的考虑。与汽车配套的考虑。从安装位置、汽车重量平衡、对发动机功率消从安装位置、汽车重量平衡、对发动机功率消耗及对汽车动力性影响等方面考虑。由于汽车空间尺寸紧凑，对空调机耗及对汽车动力性影响等方面考虑。由于汽车空间尺寸紧凑，对空调机组的外形尺寸组的外形尺寸(尤其是蒸发箱尤其是蒸发箱)提出了苛刻的要求，是设计选型时要慎重提出了苛刻的要求，是设计选型时要慎重考虑的。由于空调机组占汽车的重量比较大，若布置不当，对汽车重量考虑的。由于空调机组占汽车的重量比较大，若布置不当，对汽车重量

12、的平衡影响较大。而且较大的重量会影响汽车的有效载重量及动力性。的平衡影响较大。而且较大的重量会影响汽车的有效载重量及动力性。空调压缩机的功耗及空调风机的耗电量占汽车发动机功率及发电机发电空调压缩机的功耗及空调风机的耗电量占汽车发动机功率及发电机发电量的比例都是很大的，必要时要考虑采用独立空调机组和更换成较大规量的比例都是很大的，必要时要考虑采用独立空调机组和更换成较大规格的发电机。对汽车动力性的影响主要指对怠速时的影响格的发电机。对汽车动力性的影响主要指对怠速时的影响(防止熄火和过防止熄火和过热热)和高速、超车的影响和高速、超车的影响(除考虑采用超车继电器外，可能需要考虑采用除考虑采用超车继电

13、器外，可能需要考虑采用变排量压缩机。变排量压缩机。2023-2-2汽车空调装置的分类及设计28(3)(3)使用性的考虑。使用性的考虑。指使用、维修的方便性及机组的耐久性和可靠性。指使用、维修的方便性及机组的耐久性和可靠性。对于城市公交车辆，可靠性好需放在首要位置考虑。对于城市公交车辆，可靠性好需放在首要位置考虑。2 2、空调系统的布置原则、空调系统的布置原则 轿车上空调系统的布置变化较少，一般是压缩机通过皮带由发动轿车上空调系统的布置变化较少，一般是压缩机通过皮带由发动机驱动，冷凝器布置在车头水箱前面，蒸发箱总成布置在车内仪表板机驱动，冷凝器布置在车头水箱前面，蒸发箱总成布置在车内仪表板里面，

14、风口从仪表板送出，比较困难的是蒸发箱的位置、形状及送风里面，风口从仪表板送出，比较困难的是蒸发箱的位置、形状及送风歧管的形状。豪华型高级轿车有时在后行李箱处再加一个蒸发器。歧管的形状。豪华型高级轿车有时在后行李箱处再加一个蒸发器。2023-2-2汽车空调装置的分类及设计29 (1)(1)压缩机支架压缩机支架。要能保证主机与离合器皮带轮的两个皮带槽在同一。要能保证主机与离合器皮带轮的两个皮带槽在同一平面；要能便于调节皮带张紧力、更换皮带及拆装压缩机；支架要有足平面；要能便于调节皮带张紧力、更换皮带及拆装压缩机；支架要有足够的强度和刚性；支架与发动机有相同震动频率。够的强度和刚性；支架与发动机有相

15、同震动频率。(2)(2)空调器与发动机有良好匹配空调器与发动机有良好匹配，保证不会因开空调而造成发动机熄，保证不会因开空调而造成发动机熄火、水箱开锅等现象。必要时应配置相应的怠速控制系统和超车脱离装火、水箱开锅等现象。必要时应配置相应的怠速控制系统和超车脱离装置。置。(3)(3)冷凝器应有良好冷却条件冷凝器应有良好冷却条件，包括良好的通风条件、合理的导风措，包括良好的通风条件、合理的导风措施、合适的间隙尺寸施、合适的间隙尺寸(冷凝器与水箱、冷凝器与风扇等冷凝器与水箱、冷凝器与风扇等)、是否需要增加、是否需要增加冷却风扇等。冷却风扇等。2023-2-2汽车空调装置的分类及设计30(4)(4)送风

16、歧管送风歧管要考虑尽量减少气流阻力，内表面要光滑。要考虑尽量减少气流阻力，内表面要光滑。(5)(5)要考虑要考虑电平衡电平衡，必要时加大发电机功率和电瓶容量。，必要时加大发电机功率和电瓶容量。(6)(6)由于使用空调增加了发动机负荷，也增加了水箱热负荷，必要时由于使用空调增加了发动机负荷，也增加了水箱热负荷，必要时要强化发动机要强化发动机冷却能力冷却能力。(7)(7)根据车型等级考虑根据车型等级考虑空调控制方式空调控制方式(是半自动、自动还是电脑智能控是半自动、自动还是电脑智能控制制)。(8)(8)考虑车内考虑车内空气循环方式空气循环方式是内循环还是内外混合循环。是内循环还是内外混合循环。20

17、23-2-2汽车空调装置的分类及设计313 3、汽车空调的基本设计过程、汽车空调的基本设计过程2023-2-2汽车空调装置的分类及设计322023-2-2汽车空调装置的分类及设计334 4、空调的优化控制、空调的优化控制 随着汽车空调的普及，人们对空调的质量提出了更高要求，要求空随着汽车空调的普及，人们对空调的质量提出了更高要求，要求空调无噪声干扰、操作简便，并要求高的制冷效率及可靠性，这就需要对调无噪声干扰、操作简便，并要求高的制冷效率及可靠性，这就需要对汽车空调进行优化控制。优化控制主要要解决下列问题：汽车空调进行优化控制。优化控制主要要解决下列问题：(1)(1)使车内温度经常保持在比较使

18、车内温度经常保持在比较适宜的低温状态适宜的低温状态，同时对汽车运行的影，同时对汽车运行的影响降到最小。一般汽车低速运行时，空调系统的制冷量也比较小，难以响降到最小。一般汽车低速运行时，空调系统的制冷量也比较小，难以保证车内温度舒适的要求。若要保证低速时的制冷量，不仅会影响到低保证车内温度舒适的要求。若要保证低速时的制冷量，不仅会影响到低速时发动机工况的稳定，而且到高速行驶时，会占用比较多的发动机功速时发动机工况的稳定，而且到高速行驶时，会占用比较多的发动机功耗而影响到汽车加速性。解决此问题的最好办法是采用变排量压缩机。耗而影响到汽车加速性。解决此问题的最好办法是采用变排量压缩机。2023-2-

19、2汽车空调装置的分类及设计34 (2)(2)防止蒸发器结霜。防止蒸发器结霜。只要蒸发器结霜，空气流道被堵塞，空气无法只要蒸发器结霜，空气流道被堵塞，空气无法进行热交换，也就无法实现车内降温，因而空调器的控制任务中最基本进行热交换，也就无法实现车内降温，因而空调器的控制任务中最基本最主要的就是防止蒸发器结霜，实现这一任务的两条途径一是合理选择最主要的就是防止蒸发器结霜，实现这一任务的两条途径一是合理选择压缩机排量，二是采用比较有效的制冷剂循环控制系统。为此，人们开压缩机排量，二是采用比较有效的制冷剂循环控制系统。为此，人们开发了几种制冷剂循环控制方法，如离合器热力膨胀阀系统、膨胀阀一吸发了几种制

20、冷剂循环控制方法，如离合器热力膨胀阀系统、膨胀阀一吸气节流阀系统、离合器节流管系统等。气节流阀系统、离合器节流管系统等。2023-2-2汽车空调装置的分类及设计35(3)(3)保证制冷工况稳定性。保证制冷工况稳定性。不能由于汽车转速改变而使乘员感到明显不能由于汽车转速改变而使乘员感到明显的送风温度波动，或由于压缩机频繁开、停而无法保证车内温度。这的送风温度波动，或由于压缩机频繁开、停而无法保证车内温度。这就要求膨胀阀的调节具有高灵敏度，提高压缩机的可靠性。为此，轿就要求膨胀阀的调节具有高灵敏度，提高压缩机的可靠性。为此，轿车上有采用车上有采用H H型外平衡热力膨胀阀的趋势，并不断提高压缩机强度设计型外平衡热力膨胀阀的趋势，并不断提高压缩机强度设计要求及可靠性试验规范。要求及可靠性试验规范。将这几点要求结合起来，以计算乘员的降温要求为根据，用电子将这几点要求结合起来，以计算乘员的降温要求为根据，用电子温度调节控制压缩机气缸排量的优化控制系统是现代汽车空调系统的温度调节控制压缩机气缸排量的优化控制系统是现代汽车空调系统的努力目标。努力目标。