【正文】 總熱量 Q 人 = 4 108+175= 車內(nèi)電機(jī)及照明燈等的熱負(fù)荷 Q 附 暖風(fēng)機(jī)電機(jī)功率為 90W，收放機(jī)功率約為 50W，照明燈功率約為 13W，則： Q 附 =90+50+13=153W 總熱負(fù)荷： Q 總 ＝ Q 頂 ＋ Q 側(cè) ＋ Q 前 ＋ Q 地 ＋ Q 玻 ＋ Q 人 ＋ Q 附 ＝ ++++++153 ＝ 取整： Q 總 =3700W 結(jié)論： 通過以上計(jì)算分析，總熱負(fù)荷為 3700W?！妫?，則： Q 地 = （ 4125） = 通過車窗玻璃傳入車內(nèi)的熱負(fù)荷 Q 玻 : 窗玻璃面積見表 32 表 32 車窗玻璃面積（ m178?！妫?) 由此可得： 車頂綜合溫度： tc頂 =ρ I 頂 /(α 2 +K 頂 )+t2= 1000/（ +） +38=℃ 車側(cè)綜合溫度： tc側(cè) =ρ I 側(cè) /(α 2 +K 側(cè) )+t2= 100/（ +） +38=℃ 17 車地綜合溫度： tc地 =t2+3=41℃ 熱負(fù)荷的計(jì)算 通過車頂傳入熱負(fù)荷 Q 頂 : 車頂面積為 178?！妫?) ∑（δ i/λ i） (（ m178。由于車頂和車側(cè)的日照強(qiáng)度和熱傳導(dǎo)系數(shù)不一樣，因此，車頂和車側(cè)的綜合溫度也不一樣，其中： 車頂綜合溫度： tc頂 =ρ I 頂 /(α 2+K 頂 )+t2 車側(cè) 綜合溫度： tc側(cè) =ρ I 側(cè) /(α 2+K 側(cè) )+t2 式中： ρ：車外表面吸收系數(shù)，取 ； I 頂 ：車頂太陽輻射強(qiáng)度： I 頂 =I 水平 =1000W/m178。 （ 5）低溫低壓液態(tài)制冷劑立即進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)，在蒸發(fā)器內(nèi)吸收流經(jīng)蒸發(fā)器的空氣熱量，使空氣溫度降低，吹出冷風(fēng)，產(chǎn)生制冷效果，制冷劑本身因吸收了熱量而蒸發(fā)成低溫低壓的氣態(tài)制冷劑?，F(xiàn)代汽車空調(diào)的總質(zhì)量比 20世紀(jì)60年代下降了 50%，而制冷能力卻比同期增強(qiáng)了 50%。 3. 制冷劑冷凝溫度高。 汽車空調(diào)的特點(diǎn) 汽車空調(diào)利用蒸氣壓縮式制冷，即利用沸點(diǎn)很低的制冷劑在汽化過程中吸收周圍空氣中的熱量這一原理將車內(nèi)空氣中熱量轉(zhuǎn)移給制冷劑，達(dá)到車內(nèi)降溫的目的。壓縮機(jī)和膨脹閥是制冷系統(tǒng)中低壓和高壓、低溫和高溫的分界處。 ： 采用蒸氣壓縮式的制冷方式，對車內(nèi)的空氣進(jìn)行冷卻。 由于汽車車內(nèi)空間狹小，乘員密度大，車內(nèi)極易出現(xiàn)缺氧、二氧化碳濃度過高的情況；同時(shí)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中的一氧化碳和道路上的粉塵、野外有毒的花粉都容易進(jìn)入車內(nèi)，污染車內(nèi)空氣，影響乘員健康。普通汽車空調(diào)只能在調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度的同時(shí)被動(dòng) 地調(diào)節(jié)車內(nèi)濕度，而高級豪華汽車采用的空調(diào)系統(tǒng)，能對車內(nèi)的濕度進(jìn)行適量調(diào)節(jié)。舒適性是由人體對車內(nèi)的溫度、濕度、空氣流速、含氧量、有害氣體含量、噪音、壓力、氣味、灰塵、細(xì)菌等多項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)的感覺和反應(yīng)綜合決定的。因此研制出對臭氧層無破壞作用的制冷劑替代技術(shù)并使之商品化，已經(jīng)是空調(diào)制造行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急和不可逆轉(zhuǎn)的大趨勢。我國也出臺(tái)了相應(yīng)的規(guī)定，以應(yīng)對當(dāng)今世界節(jié)能環(huán)保的大潮流。由于我國汽車工業(yè)起步較晚，在這段時(shí)期我國汽車空調(diào)的發(fā)展基本上是一片空白，只能利用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣或冷卻水產(chǎn)生的熱量來供給車內(nèi)采暖。 1971 年以后，日本豐田汽車公司的世紀(jì)、皇冠，英國的勞斯萊斯以及德國的梅賽德斯 — 奔馳等豪華高級轎車中，都分別安裝了自動(dòng)汽車空調(diào)設(shè)備。這種方式目前仍然在大量的經(jīng)濟(jì)型汽車上使用，是目前使用量最大的 一種方式。由于第二次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)，汽車空調(diào)的發(fā)展遇到了阻礙。實(shí)際上，這種裝置并不能算是真正的空調(diào)，只能稱之為“加熱器”，只是在汽車車廂內(nèi)增加了熱量，在寒冷的季節(jié)里，能起到一定的保暖作用。近年來，隨著汽車行業(yè)的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對于汽車的舒適性、可靠性和安全性的要求也在不斷提高，而汽車空調(diào)能大大的提高汽車的乘坐舒適性。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 本 科 畢 業(yè) 論 文 汽車空調(diào)的選型與布置 SELECTION AND ARRANGEMENT OF AUTOMOTIVE AIRCONDITION 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。因此，對汽車空調(diào)的研究與開發(fā)特別重要。該系統(tǒng)直到 1948 年才在歐洲出現(xiàn)。二戰(zhàn)結(jié)束后，汽車空調(diào)的實(shí)用化、普及化開始發(fā)展起來。 第四階段 自動(dòng)控制階段。 第五階段 微機(jī)控制階段。 第二階段，從 20世紀(jì) 80年代初至 20 世紀(jì) 90年代初。 2） 由 DSP 控制的直流變頻技術(shù)代表 21 世紀(jì)空調(diào)的發(fā)展方向 9 DSP（數(shù)字信號處理器）控制的直流變頻空調(diào)，采用最新的 PAM（脈幅控制）技術(shù)，它采用的是直流蝸旋變頻壓縮機(jī)。 5） 延伸性是開發(fā)汽車空調(diào)新產(chǎn)品的又一發(fā)展趨勢 （ 1） 超靜音運(yùn)行：該技術(shù)從低噪音壓縮機(jī)著手，進(jìn)行降噪，并且內(nèi)部結(jié)構(gòu)也采取進(jìn)一步優(yōu)化，另外運(yùn)用仿真技術(shù)來優(yōu)化降噪?，F(xiàn)代汽車空調(diào)就是將車內(nèi)空間的環(huán)境調(diào)整到對人體最適宜的狀態(tài)，創(chuàng)造良好的勞動(dòng)條件和工作環(huán)境，從而提高駕駛員的勞動(dòng)生產(chǎn)率和行車安全；同時(shí)，保護(hù)乘員的身體健康，利于乘員旅游觀光、學(xué)習(xí)或者休息。它是通過增加或減少空氣中的潛熱來實(shí)現(xiàn)的，夏季降溫除濕，冬季升溫加濕。因此汽車空調(diào)必須具有補(bǔ)充車外新鮮空氣、過濾和凈化車內(nèi)空氣的功能。作為冷源的蒸發(fā)器，氣溫度空氣露點(diǎn)溫度 ，因此，制冷系統(tǒng)還具有除濕和凈化空氣作用。 (2）冷凝器 冷凝器是一種由管子和散熱片組合起來的換熱器，作用是把壓縮機(jī)排出的高溫、高壓制冷劑 氣體與外界空氣進(jìn)行熱交換，從而凝結(jié)為較高溫度的高壓液體。而制熱一般采 13 用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的余熱采暖。 對于大多數(shù)車輛來說，冷凝器置于水箱前面，通風(fēng)冷卻效果受發(fā)動(dòng) 機(jī)水箱輻射熱影響，制冷劑的冷凝壓力與溫度均較高，同時(shí)也影響發(fā)動(dòng)機(jī)水箱的散熱。 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化范圍很大，行駛道路狀況多變，空調(diào)的安全控制難度較大；同時(shí)，由于汽車的運(yùn)行環(huán)境相較惡劣，使得其舒適性控制難度較大。 （ 6）低溫低壓液態(tài)制冷劑經(jīng)管路被壓縮機(jī)吸入，進(jìn)行壓縮，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。； I 側(cè) ：車側(cè)太陽輻射強(qiáng)度： I 側(cè) =（ I 垂直 +I 散 ） /2=(160+40)/2=100W/m178。,則： Q 頂 =K 頂 F 頂 （ tc頂 t1） = （ )= 通過車側(cè)傳入車內(nèi)的熱負(fù)荷 Q 側(cè) : 車側(cè)面積為 178。） 全面積 前窗 其中前窗擋風(fēng)玻璃并非垂直安裝，其垂直方向投影面積約為 178。 制冷系統(tǒng)計(jì)算與選擇 制冷劑選擇 在 20 世紀(jì) 90 年代之前，汽車空調(diào)主要采用 R12（即氟利昂）作為制冷劑，但 R12 在高空受紫外線照射催化分離出的氯原子會(huì)與臭氧發(fā)生反應(yīng)，生成氧氣，從而破壞臭氧層。 te= (b=) d)在設(shè)定工況條件下壓縮機(jī)排氣比焓為 :hd hd=hs+(hchs)/η i= e)根據(jù) Pc、 hd查 HFC134a過熱蒸汽的熱力性質(zhì)表，得設(shè)定工況壓縮機(jī)的排氣溫度 td為 83℃ 壓縮機(jī)排量 : a)膨脹閥前制冷劑溫度 tsc=tc⊿ tsc=50℃。 21 微型及小型汽車空調(diào)，由于空間尺寸，發(fā)動(dòng)機(jī)功率小，比較注意壓縮機(jī)的效率、外形尺寸及功耗。 １） 搖盤式壓縮機(jī) 搖盤式壓縮機(jī)又被稱為搖板式壓縮機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)是工作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，所以目前在我國得以廣泛應(yīng)用。 斜盤式壓縮機(jī)的工作原理如圖 32所示，把裝在主軸上的斜盤 13的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成雙向活塞沿軸向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在圓形氣缸的旋葉式壓縮機(jī)中，轉(zhuǎn)子主軸對氣缸圓心有一個(gè)偏心距，這樣使轉(zhuǎn)子緊貼在氣缸內(nèi)表面的進(jìn)氣孔和排氣孔之間。 24 圖 33 圓形氣缸旋葉式壓縮機(jī) 圖 34 橢圓形氣缸旋葉式壓縮機(jī) 1— 葉片 2— 轉(zhuǎn)子 3— 吸氣口 1— 壓縮機(jī)機(jī)體 2— 轉(zhuǎn)子 3— 葉片 4— 排氣口 5— 高壓氣體 4— 轉(zhuǎn)動(dòng)軸 6— 氣缸 7— 氣缸體 8— 低壓氣體 ４）滾動(dòng)活塞式壓縮機(jī) 滾動(dòng)活塞式壓縮機(jī)是一種新型的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，該種壓縮機(jī)由于體積小、工作可靠，被廣泛應(yīng)用于汽車空調(diào)及其他空調(diào)和冰箱上。當(dāng)壓力腔的蒸汽壓力略大于排氣腔時(shí)，則排氣閥打開，將壓縮蒸汽排除氣缸外，處于排氣過程。 26 圖 36 渦旋式壓縮機(jī)工作原理 (a)吸氣結(jié)束 （ b）壓縮行程 (c)排除開始之前 1— 定圈 2— 動(dòng)圈 3— 動(dòng)圈渦旋中心 8— 制冷劑氣體 7— 最小壓縮容積 9— 排氣口 10— 動(dòng)圈渦旋中心 11— 開始壓縮容積（最大容積） 12— 回旋半徑 考慮成本及加工精度等因素，本車采用斜盤式壓縮機(jī) 根據(jù)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速 n的指定值 和 Qe,Pe,qm的計(jì)算結(jié)果粗選擇壓縮機(jī)的型號 , 當(dāng) Qe=， qm=，壓縮機(jī)氣缸工作容積大約在 550cm3左右，試選取壓縮機(jī)型號是 SE5H14，其結(jié)構(gòu)參數(shù)為：缸徑 D=50mm,行程 s=35mm,氣缸數(shù) i=6。 （ 1）管片式蒸發(fā)器 它由銅質(zhì)或鋁制圓管套上鋁翅片組成，經(jīng)脹管工藝使鋁翅片與圓管緊密接觸。適用于使用 R134a 制冷劑的空調(diào)系統(tǒng)中。（ hH+ WH/2） ] =（ 4 2 ） /[2（ 2+） ] = 干工況下空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算 : 選取迎面風(fēng)速 va=5m/s，根據(jù)已知條件，求最小截面處風(fēng)速為 : va,max=va{[PF 103（ hF+hT） 103]/[（ PFhcδ F）（ hFδ F） 106]} =5 {[ 103（ +3） 103]/[（ ）（ ）106]} =按空氣進(jìn)出口溫度的平均值 Ta=20℃，查取空氣的密 度ρ =，動(dòng)力黏度μ= 106 kg/（ m 計(jì)算制冷劑側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) : 由 te=5℃，查 HFC134a 飽和狀態(tài)下的熱力性質(zhì)圖表及熱物性圖，可得： 液態(tài)制冷劑的密度ρ L=液態(tài)制冷劑的動(dòng)力粘度μ l= 106 液態(tài)制冷劑的普朗特?cái)?shù) PrL=vl/al=（ 106） /（ 106） = 氣態(tài)制冷劑的導(dǎo)熱率λ v= 103 W/（ m Dh， r/μ core = 103/（ 106） =57433 干度平均值為 χ do=+627 =+627 = 由上面的計(jì)算可以看到，制冷劑干度從 ～ ～ 1變化，后還有過熱蒸氣區(qū)。 Xtt ,d0=[（ 1χ d0） /χ d0]1W/2（ρ l/ρ v） （μ v/μ l） n/2 =[（ ） /]（ ） （ ） = F（ Xtt,d0） =（ 1+） =（ 1+） = al,d0=A[qmr， A（ 1χ d0） Dh,r/μ l]hqmr， A（ 1χ d0） c = [（ ） 103/ 106] （ ） 1351 = 5905 W/（ m2 冷凝器的計(jì)算與選擇 冷凝器的熱負(fù)荷可用公式 Qk=mQe求得 式中 : Qk：冷凝器的熱負(fù)荷； Qe：蒸發(fā)器的制冷量； m:負(fù)荷系數(shù)。這種冷凝器的散熱效率低，且 清理焊接氧化皮較麻煩。 (a) (b) 圖 311 鰭片式冷凝器 （ a)散熱管銑削出的鰭片 （ b）冷凝器外形 4）平行流式冷凝器 平行流式冷凝器是為適應(yīng) R134a 制冷劑而研制的，是在管帶式冷凝器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其區(qū)