发布于 10-16 10:26:57
一、汽车空调的功能
所谓空气调节（简称为空调），是指根据人的舒适性方面的要求，对空气的温度、湿度、洁净度及流动速度等进行必要的调节，使之符合人的需要，如图1-20所示。空调系统使驾驶车辆时的感觉更加舒适。空调系统向车厢内吹入凉爽、干燥的空气，使车厢内部保持适宜的温度。汽车空气调节的内容（图1-21）主要包括以下几个方面：
1.调节车厢内的空气温度
对空气温度的调节包括冬季加热和夏季降温两种情况。加热一般是利用冷却液或排气管的余热来进行的；降温则必须用专门的制冷设备，即汽车空调制冷系统来进行。在实际中，当气温在25℃时，人感到最舒适。当使用汽车空调系统制冷时，设定的制冷温度比环境温度低5～10℃即可，过大的车内、外温差，不但使乘员易患感冒，而且压缩机工作时间过长，不但导致压缩机故障增多、寿命缩短，而且耗费过多的功率。推荐使用的调节温度为：冬季18～20℃，夏季25～27℃。
图1-20 汽车空调系统的作用
图1-21 汽车空气调节的内容
2.调节车厢内的空气湿度
空气的湿度是指空气中水蒸气的含量百分数。对湿度的调节一般都是降低湿度，即除湿，特别是在夏季尤其如此。在同样的温度下，湿度越大人感到越热。因此，在降低温度的同时降低湿度能使人感到更凉爽、更舒适。湿度的降低是通过车内空气中的水蒸气在蒸发器表面凝结成水，然后流出车外完成的。
我国南方比北方的空气湿度大；夏天比冬天的空气湿度大；雨天比晴天的空气湿度大（雨天时的空气湿度几乎达100%）。我国南方夏季的空气湿度约70%～80%，冬季约60%～70%；北方夏季约60%～70%，冬季约40%～50%。人感到最舒适的空气湿度是60%～70%。实践证明，如果空气湿度过小，人会感到口干舌燥；相反，若空气湿度过大，人又会感到闷热憋气。因此，当空气湿度过大或过小时，都应进行调节。
3.调节车厢内的空气洁净度
汽车门窗长时间关闭，车内充满了人呼出的二氧化碳和排出的汗味等各种影响空气洁净的气味，因此必须将这些难闻气味除去。可采用引入外界新鲜空气（经过滤）、使用活性炭吸附剂、安装负离子发生器等方法来解决。
4.调节空气流动速度
汽车空调系统的空气流动速度包含两个方面的含义：一为车内、外空气的交换速度，即引入外界新鲜空气的比例，外界新鲜空气进入量的多少由新鲜空气阀门开度的大小来控制。二为内部空气的流动速度，主要解决车厢内温度不均现象。这种情况主要由出风口的位置、出风方向、鼓风机档位等来决定。
5.过滤、净化进入车厢内的空气
汽车在路面上行驶时，发动机排气管中的废气以及道路上的灰尘、花粉等杂质随时都有可能进入车内，造成车内空气脏污；由于汽车室内空间小，人员比较集中，很可能造成缺氧和二氧化碳浓度过高的情况，因此需要汽车空调具有将车外新鲜空气引入到车内进行通风的功能，同时还应具有过滤和净化空气的功能，以保证驾驶人的行车安全以及车内人员的身体健康。
汽车空调采用的空气净化装置通常有空气过滤式和静电集尘式两种。空气过滤式的送风处和回风处设置有空气滤清装置，以便能滤除空气中的灰尘和杂质，它的结构简单，只需定期地清理滤网上的灰尘即可，广泛地应用在各种空调系统中。静电集尘式是在空气的进口处设置一套静电除尘装置或单独安装一套用于净化车内空气的静电除尘装置，这种装置过滤和净化空气的效果比较好，一般还具有杀菌、除臭等功能，因此这种空气净化装置通常在高级的轿车上才有应用。
二、汽车空调的特点
汽车空调使用的特殊性，决定了它在结构、材料、安装、布置、设计、技术要求等方面与普通空调有较大的区别。汽车车厢内工作条件比房间要恶劣得多，如汽车直接暴露在太阳下或风雪下，隔热措施困难；汽车在行驶时有大量风沙、废气从各种缝隙钻入车厢，造成车厢的空气污染并增加热负荷；汽车的行驶速度变化无常，难以保证稳定的空调工况等。概括起来，汽车空调的特点有如下几点。
1.要求制冷量大，降温迅速
①作为汽车空调的对象，汽车车厢容积狭小，人员密集，有时流动性还较大，车身热工性能和密封性能都较差，其热、湿负荷大，气流分布难以均匀，因此，要求所配备的汽车空调机组制冷量要大，能迅速降温。
②太阳入射热负荷大，而车厢隔热困难。车内温度决定于暴露在太阳下的表面积与车厢内容积之比以及门窗面积与车厢表面积之比。
③在我国大部分地区，夏季汽车长时间停在烈日之下，车内温度会上升到50℃以上。
2.动力源多样
汽车空调系统不能用电力作动力源，原因是设计上比较困难，轿车、轻型汽车及中型客车其制冷所需的动力来自同一发动机，这种空调系统叫非独立空调系统。对于大型客车、冷藏车，由于所需制冷量比较大，采用专用发动机驱动，故称为独立式空调系统。
在动力源的处理上，汽车空调比普通的房间空调要困难得多，至今为止，其压缩机不是靠发动机就是靠辅机驱动，这就决定了汽车空调压缩机只能采用开启式结构，这带来了轴封要求高、制冷剂容易泄漏的问题。当空调压缩机由发动机驱动时，其制冷能力随车速和负荷的变化较大。当汽车慢速行驶或怠速状态时，其制冷能力较小，难以维持稳定的空调工况，甚至无法正常工作。
3.系统中制冷剂流量变化幅度大，设计困难
对于发动机驱动的汽车空调，由于汽车车速变化大，发动机的转速可从600r/min变到4000r/min，压缩机的转速与发动机转速成正比，因而压缩机的转速变化也可能比发动机转速高7倍，这对汽车空调系统的流量控制、冷量控制等方面的设计造成了困难。
4.冷凝温度（压力）高
对于轿车、货车、小型旅行车等大多数车辆，冷凝器置于汽车散热器的前面，其散热效果受发动机散热器辐射的热量、汽车行驶速度、路面尘土污染的影响，尤其在汽车怠速或爬坡时，不仅冷凝器温度及冷凝压力异常升高，而且影响汽车发动机散热器散热。
5.制冷剂容易泄漏
由于汽车在颠簸不平的道路上快速移动、振动厉害、连接处容易松动，冷凝器容易因被飞石击伤或泥浆腐蚀，而产生渗漏现象。汽车要能适应道路颠簸等各种路况，因此对包括汽车空调系统各组成部件在内的零部件振动、噪声、安全可靠等方面的技术要求更严格。为保证汽车空调工作的可靠性、减少制冷剂的泄漏，对压缩机的密封、制冷剂管路的连接和冷凝器防腐蚀与防击伤等措施，都比普通空调要求的高。
三、汽车空调的组成
汽车空调系统的功用是调节车内温度（即提供冷气与暖气）和通风净化空气。汽车空调系统是由制冷系统，采暖系统，配气、通风系统，控制系统和空气净化系统等多个子系统组成的。在现代汽车上，采暖与空气调节系统已具有新鲜空气的通风功能，在英文中也常用缩写字母HVAC（Heating Ventilating Air Conditioner）来表示，因此又称为采暖通风与空气调节系统。各型汽车空调系统的组成大同小异，图1-22所示为桑塔纳3000空调系统部件布置。
（1）制冷系统 制冷系统主要由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、蒸发器、冷凝器散热风扇、鼓风机、制冷管道和制冷剂等组成，如图1-23所示。空调系统对车内空气和由外部进入车内的新鲜空气进行冷却和除湿，使车内空气变得凉爽舒适。
（2）采暖系统 对车内空气和由外部进入车内的新鲜空气进行加热，达到取暖和除湿目的。典型的取暖系统如图1-24所示。
（3）配气、通风系统 配气系统由进气模式风门、鼓风机、混合气模式风门、气流模式风门和导风管等组成。汽车驾驶室内或室外未经调节的空气经鼓风机作用送至蒸发器或加热器处，此时已被调节成冷空气或暖空气的空气流，根据风门模式伺服电动机开启角度而流向相应的出风口，如图1-25所示。通风系统将来自外面的新鲜空气吸入车内，起到通风和换气的作用，它主要由安装在车身上的风口组成，包括车窗下部、轿车尾部等。
图1-22 桑塔纳3000空调系统部件布置
1—D管（压缩机至冷凝器管路） 2—低压维修接口 3—空调压缩机（型号：SE7PV16A R134a） 4—S管（蒸发器至压缩机管路） 5—高压维修接口 6—蒸发器 7—环境温度传感器 8—进风罩 9—暖风和空调调节装置 10—新鲜空气风箱 11—L管（储液干燥器至蒸发器管路） 12—储液干燥器总成 13—C管（冷凝器至储液干燥器管路） 14—冷凝器
（4）控制系统 控制系统主要指的是控制面板（图1-25）以及控制电路（图1-26），控制系统对空调制冷系统和加热系统的温度、压力进行控制，并对车内空气的温度、风速进行控制，以满足驾驶人对车内环境的需求。
图1-23 制冷系统的结构
图1-24 汽车余热取暖装置
图1-25 新款宝马X5汽车通风配气系统出风口的布置
1—吹向风窗玻璃和侧窗玻璃的气流 2—吹向上身范围的气流 3—吹向脚部空间的气流 4—吹向脚部空间的气流（后座区） 5—吹向上身范围的气流（后座区） 6—自动气流分配 7—独立气流分配 8—温度（左侧车内空间） 9—温度、空气输送量显示 10—温度（右侧车内空间） 11—除去车窗玻璃上的冰雪和水雾 12—空调 13—自动空气循环控制（AUC） 14—后窗加热 15—空气输送 16—最大制冷或余热利用 17—带车内温度传感器的进气格栅
（5）空气净化系统 空气净化系统可以除去空气中的灰尘、异味及其他有毒气体，使空气变得清洁干净，有助于乘员的身心健康，空气净化系统如图1-27所示。高档车辆的空气净化系统除上述功能外，在系统中还有杀菌灯和离子发生器，如图1-28所示。
图1-26 长安汽车空调控制电路
图1-27 空气净化系统
图1-28 有杀菌灯和离子发生器的空气净化系统
