汽车空调系统的技术发展

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1、汽车空调系统的技术发展上海恒安空调设备有限公司张忠于生特瑞（上海）工程顾问有限公司姜彦平摘要：近年来，随着环保和能源问题成为世界关注的焦点与新科技技术的发展，为汽车空调业提出了新的课题与挑战。本文结合企业空调系统的组成与工作原理及其汽车空调技术的发展历程，阐述了新技术在汽车空调系统中的应用和发展。关键词：汽车空调技术压缩机冷凝器组件HVAC总成制冷剂送风系统汽车空调系统作为影响汽车舒适性的主要总成之一，为汽车提供制冷、取暖、除霜、除雾、空气过滤和湿度控制功能，汽车空调系统已成为汽车市场竞争的主要手段之一。虽然目前轿车的燃油余热足够提

2、供轿车内的采暖和除霜的需要，但近期研制的高效汽油、柴油发动机的余热会进一步减少，电动车和混合动力车则不得不牺牲驱动性能来提供采暖和制冷，因此必须通过提高汽车空调系统的效率来减轻汽车的动力负担。1汽车空调系统的组成与工作原理1.1汽车空调系统的组成⑴制冷系统：对车内空气或外部进入车内的新鲜空气进行冷却，来实现降低车内温度的目的,同时可调节车内空气的湿度。⑵通风系统：通风系统一般分为自然通风和强制通风。自然通风是利用汽车行驶时，根据车外所产生的风压不同在适当的地方开设出风口和进风口来实现通风换气；强制通风是采用鼓风机强制外气进入的方式。

3、⑶空气净化系统：空气净化系统是由空气过滤器、出风口等组成。⑷控制系统：控制系统主要由电气元件、真空管路和操纵系统组成，目前常见的控制系统有：手动控制：各风门机构由拉索调节；半自动（电动）控制：由伺服电机或步进电机控制各风门机构；全自动控制：由控制器内的电脑芯片并根据各传感器采集的参数自动调节。1.2汽车空调系统的工作原理汽车空调的基本原理与通常的制冷原理基本一致。利用制冷剂的蒸发、冷凝过程，通过外界输入功达到制冷目的。当然一般空调的涵义包括冷气、暖气及空气净化三个内容，本文仅就主要部分——制冷这一环节加以展开。从蒸发器来的低压制冷剂

4、气体被吸入压缩机气缸后，经压缩变成相对高温高压气体，然后进入冷凝器。经冷却后变成相对高压、常温液体，再经过膨胀阀降温降压后进入蒸发器进行蒸发同时带走流经蒸发器芯体的车内空气的热量，蒸发完全的制冷剂气体被吸入压缩机进行压缩，如此不断循环，循环的车内空气被冷却后源源不断地被送入车厢，由此获得制冷功效。2汽车空调系统的技术创新2.1压缩机压作为汽车空调装置的核心压缩技术的发展一直备受世界各国汽车制造商所关注，第一代压缩机一曲柄连杆式结构压缩机已在小排量压缩机中所消失，现在只存在于大客车空调装置中，而且，还有待被大排量十缸斜盘式压缩机（排量

5、超过300厘米3／转）取代的趋势。    作为第二代的轴向型压缩机（摇盘式和斜盘式压缩机）一直是汽车空调压缩机的主导产品，约占所有压缩机产品的70％，随着技术的不断进步，轴向型压缩机不但可以做到小型轻量化。而且，最高转速可达10000转／分以上。特别是轴向型压缩机率先实现了无级可变排量控制，特别受到汽车制造商的欢迎。    第三代压缩机--旋转叶片式压缩机由于其体积和重量可以做得最小，易于在狭小的发动机室内进行布置，加之噪声、振动小，容积效率高等优点，也特别受到汽车制造商的青睐。产量有连年上升的趋势。    代表着压缩机最高技术水平

6、的第四代压缩机--涡旋式压缩机由于突破了制造技术上的难点正在突飞猛进地发展着。涡旋式压缩机最高转速可达12000转／分，以上，容积效率比活塞式压缩机可高达60％，且噪声小，运转平稳。压缩机是汽车制冷系统的心脏，是推动制冷剂在制冷系统中不断循环的动力源，变排量压缩机还起着根据复合大小调节制冷剂循环量的作用，其动力来源于汽车主发动机或辅发动机。压缩机的设计正朝着减少重量和体积、降低噪音和增加振动稳定性的方向发展。目前国外压缩机仍以斜板式、旋叶式和漩涡式压缩机为主，为减少离合器频繁闭合产生的噪音和获得更佳的控制效果，外部控制式变排量压缩机

7、逐渐成为世界车用空调压缩机的主导方向，它具有结构紧凑、重量轻和节省能源的优点。以日本电装DENSO的变排量压缩机为例，它采用了树脂离合器，体积小，质量轻，而其中的新型控制阀能实现扭矩的估计和控制。另外随着世界各国的环保意识的不断加强，电动压缩机也得到了进一步的发展，它能满足混合燃料电池车用空调的需要。DANFOSS，DENSO，ZEXEL等国际性公司已进入二氧化碳压缩机小批量生产阶段。同时在节能方面，日本电装DENSO开发的一种外部电控变排量压缩机，排量可从0-100%之间变化，压缩机的开停可完全不受离合器控制，因而这种压缩机取消了

8、电磁离合器，一方面大大降低了压缩机的启动扭矩，延长压缩机的使用寿命，另一方面使机组重量大为减轻。2.2冷凝器组件冷凝器的结构经历了：管片式（铜管铝片、铝管铝片）、管带式（蛇形铝扁管及铝片）、平型流式（铝扁管铝片）、带过冷结构的平型流式