【正文】 風(fēng)量和車的迎面風(fēng)，提高散熱器的散熱效率。（而有的柴油車由于水溫上升慢，為了一發(fā)動(dòng)車就能享受到暖風(fēng)，所以在暖風(fēng)機(jī)里面加有電熱絲 ）。而且，還可濾除制冷劑中的雜質(zhì)，吸收制冷劑中的水分，以防止制冷系統(tǒng)管路臟堵和冰塞，保護(hù)設(shè)備部件不受侵蝕，從而保證制冷系統(tǒng)的正常工作。制冷劑蒸氣所放出的熱量，被周圍空氣帶走，排到大氣中。 （ 2）壓縮機(jī)：作用是使制冷劑完成從氣態(tài)到液態(tài)的轉(zhuǎn)變過(guò)程，達(dá)到制冷劑散熱凝露的目的。其換熱能力比管帶式冷凝器強(qiáng) , 使冷凝溫度和壓力降低 , 同時(shí)系統(tǒng)的排氣壓力和輸人功率也隨之降低。 汽車空調(diào)器發(fā)展的歷史、現(xiàn)況與發(fā)展趨向 汽車工業(yè)是我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，其發(fā)展必然會(huì)帶動(dòng)汽車空調(diào)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 1979年，美國(guó) 和日本共同推出了用微機(jī)控制的空調(diào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字顯示和最佳控制，標(biāo)志著汽車空調(diào)已進(jìn)入生產(chǎn)第四代產(chǎn)品的階段。 2 自動(dòng)空調(diào)的整體設(shè)計(jì) 汽車空調(diào)元器件系統(tǒng)總成 空調(diào)系統(tǒng)的組成 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 空調(diào)系統(tǒng)的組成：汽車空調(diào)一般主要由壓縮機(jī)、電控離合器、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥、儲(chǔ)液干燥器、管道（分高壓管路、低壓管路。主要用于豪華型轎車或小型客車較大制冷量的壓縮機(jī)。所以，是目前較先進(jìn)的汽車空調(diào)冷凝器。這時(shí)，制冷劑由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。初次加注量能達(dá)到系統(tǒng)容積的 90%以上。散熱器分成水冷和風(fēng)冷兩種冷卻 形式，風(fēng)冷主要用在行駛在沙漠地帶的車輛的冷卻，但是決大多數(shù)的車輛采用水冷冷卻形式。當(dāng)風(fēng)扇與護(hù)風(fēng)罩之間的干涉。當(dāng)冷卻水的溫度降低時(shí)蠟體積縮小，節(jié)溫器關(guān)閉，冷卻水不經(jīng)過(guò)散熱器，短路流經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)剛體進(jìn)行小循環(huán)。 節(jié)溫器的全開溫度應(yīng)為發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作水溫范圍的中限，開啟溫度應(yīng)為發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作水溫范圍的下限。 (5) 穩(wěn)態(tài)工況，制冷系統(tǒng)所需制冷器應(yīng)與車廂熱負(fù)荷平衡，計(jì)算是應(yīng)留有一定的余量，以考慮實(shí)際情況與車廂熱負(fù)荷平衡是可能存在的差距。 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 (5) 測(cè)試工況壓縮機(jī)的單位質(zhì)量制冷量： === KJ/Kg。 已知蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)溫度：干球溫度 27℃ ，濕球溫度 ℃ ，風(fēng)量 500m3/h. 在下列 計(jì)算中用下標(biāo) “r” 表示制冷劑側(cè)，下標(biāo) “a” 表示空氣側(cè)，下標(biāo) “1” 表示進(jìn)口，下標(biāo) “2” 表示出口。 在下列 計(jì)算中用下標(biāo) “r” 表示制冷劑側(cè)，下標(biāo) “a” 表示空氣側(cè)，下標(biāo) “1” 表 示進(jìn)口，下標(biāo) “2” 表示出口。 tm— 日照表面的綜合溫度 , ℃。 τ S— 透過(guò)窗玻璃的太陽(yáng)散射透射率，τ S=。 Qm 較小 ,由于無(wú)電機(jī)功率 , 故該 項(xiàng)沒有計(jì)算。 因此該空調(diào)系統(tǒng)制冷劑充注量可有上式估算得： Mr=247。調(diào)節(jié)汽車空調(diào)系統(tǒng) ,具有制冷通風(fēng)換氣、除霜功能 .所有設(shè)備安裝牢固，控制裝置和操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，操作自如，性能安全可靠。 如果制冷量不斷減小，高壓開關(guān)接通，轉(zhuǎn)速控制繼電器和 2 號(hào)繼電器的線圈通電。其中空調(diào)冷卻部分的設(shè)計(jì)計(jì)算。 點(diǎn)火開關(guān)接通，但未接通空調(diào)開關(guān)時(shí)，主繼電器工作，常開觸點(diǎn)吸合，高壓開關(guān)接通轉(zhuǎn)速控制繼電器線圈 通電，常閉觸點(diǎn)斷開； 2 號(hào)繼電器線圈通電，常開觸點(diǎn)吸合。目前轎車廣泛采用的是冷暖一體式空調(diào)系統(tǒng)。 5) 貯液干燥器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮安裝方便，同時(shí)應(yīng)考慮其可靠性 (如耐振動(dòng)、耐壓、耐高低溫等 )應(yīng)和 空調(diào)高壓系統(tǒng)相適應(yīng)。假如白天不需要開燈照明，可不計(jì)算照明燈的熱流量。 ti— 車廂內(nèi)的溫度， tI=27℃ 。轎車的傳熱系 數(shù) K 通過(guò)計(jì)算得到。 K) 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 目前已知制冷劑進(jìn)口干度為 ，出口過(guò)熱，因此平均干度 2 ???? 由此，可計(jì)算其余參數(shù)的平均值，動(dòng)力粘度 μ core的平均值為 )/()/() ()1(61661smkgsmkglmvmc or e?????????????????????? 每一散熱板制冷劑質(zhì)量流量 qmr,eq/為 skgskgq mreq /,mr ?????? 散熱板內(nèi)孔的制冷劑質(zhì)量流量 qmr,A 為 )/()/()(40 0 3 9 5 4 4q 22232,A,mrsmkgsmkgDqrheqmr ???????????， 雷諾數(shù) Recore為 84 941)/( 263, ??? ???? ?? smkgDqec o r erhAmrc o r e ?， 干度 5 4 0 8 4 9 4 16 2 2 ?????? ??c o r edo? 由上面的計(jì)算可以看到，制冷劑干度從 ～ ～ 1 變化，后面還有過(guò)熱蒸汽區(qū)，因此很難準(zhǔn)確估計(jì)每一階段所占的百分比，只能憑經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，在此， 去過(guò)熱蒸汽區(qū)為 30%，于是可計(jì)算出干燥點(diǎn)之前的兩相區(qū)約為 20%，干燥點(diǎn)之后的兩相區(qū)約為 50%。 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 根據(jù)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速 n 的指定值和 Qe,t， Pe,t， qm,t 的計(jì)算結(jié)果粗選擇壓縮機(jī)的型號(hào) 當(dāng) Qe,t=， qm,t=，壓縮機(jī)氣缸工作容積大約在 左右，試選取壓縮機(jī)型號(hào)是 SN7H10。 (2) 根據(jù)制冷劑的蒸發(fā)溫度 te,t 和冷凝溫度 tc,t，查 R134a 飽和狀態(tài)下的熱力性質(zhì) 表， 得測(cè)試工況下制冷劑的蒸發(fā)壓力和冷凝壓力分別為 ：Pe,t=,t=1700KPa。 2） 計(jì)算額定空調(diào)工況制冷系統(tǒng)所需制冷量 (1) 根據(jù)以知條件，膨脹閥前制冷劑液體溫度 t4,為： t4,=tc— △ tsc=℃ — 5℃ =℃ 。 膨脹箱布置 盡量靠近散熱器布置，使得水管長(zhǎng)度最短；膨脹箱的高度要高于冷卻系統(tǒng)所有部件。電動(dòng)風(fēng)扇具有起動(dòng)溫度與設(shè)定溫度一致，布置位置靈活，不受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的影響，汽車在低速怠速時(shí)冷卻效果好等優(yōu)點(diǎn)，冷車啟動(dòng)時(shí)水溫上升較快。護(hù)風(fēng)罩對(duì)低速大功率風(fēng)扇效率提高特別顯著。一般三元催化的隔熱罩到本體大概有 15 毫米，隔熱罩厚度為－ 1 毫米，一般材料為 st12。但是，如果冷卻過(guò)強(qiáng)，汽油機(jī)混合氣形成不良，機(jī)油被燃燒稀釋，柴油機(jī)工作粗爆，散熱損失和摩擦損失增加，零件的磨損加劇，也會(huì)使內(nèi)燃機(jī)工作變壞。 （ 7）風(fēng)機(jī)： 汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)采用的風(fēng)機(jī)，大部分是靠電機(jī)帶動(dòng)的氣體輸送機(jī)械，它對(duì)空氣進(jìn)行較小的增壓，以便將 冷空氣送到所需要的車室內(nèi)，或?qū)⒗淠魉闹艿臒峥諝獯档杰囃?，因而風(fēng)機(jī)在空調(diào)制冷系統(tǒng)中是十分重要的設(shè)備。管帶式冷凝器的散熱效果比管片式冷凝器好一些 (一般可高 10%左右〉，但工藝復(fù)雜，焊接難度大，且材料要求高。 用于汽車制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)按運(yùn)動(dòng)型式可分為：往復(fù)活塞式、曲軸連桿式、徑向活塞式、軸向活塞式、 翹板式、斜板式、旋轉(zhuǎn)、旋葉式、圓形汽缸、橢圓形汽缸、轉(zhuǎn)子式、滾動(dòng)活塞式、三角轉(zhuǎn)子式、螺桿式、渦旋式。散熱翅片將采用超級(jí)條縫片 , 超級(jí)條縫片與平片相比 , 其換熱效果將會(huì)提 12倍左右。1927年就誕生了較為簡(jiǎn)單的汽車空調(diào)裝置，它只承擔(dān)冬季向乘員供暖和為擋風(fēng)玻璃除霜的任務(wù)。直到 1940年，由美國(guó) Packard公司生產(chǎn)出第一臺(tái)裝有制冷機(jī)的轎車。 課題的提出及主要研究方法 該課題的提出主要是因?yàn)閭€(gè)人畢業(yè)后的就業(yè)，考慮到畢業(yè)后要從事汽車方面的研究，并且自己所學(xué)專業(yè)在這方面主要是汽車電子方面方面的知識(shí)，所以綜合慮后便定下來(lái)這個(gè)課題。1）曲軸連桿式壓縮機(jī)：它是一種應(yīng)用較為廣泛的制冷壓縮機(jī)。一般用在小型汽車的制冷裝置上。風(fēng)機(jī)按其氣體流向與風(fēng)機(jī)主軸的相互關(guān)系，可分為離心式風(fēng)機(jī)和軸流式風(fēng)機(jī)兩種。因此，冷卻系統(tǒng)的主要任務(wù)是保證內(nèi)燃機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。 散熱器布置 貨車散熱器一般采用縱流水結(jié)構(gòu)，因?yàn)樨涇嚨牟贾每臻g也較寬裕。 風(fēng)扇與護(hù)風(fēng)罩的徑向間隙較小，風(fēng)扇的效率越高。但也多用于發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的轎車。 冷卻系統(tǒng)主要部件匹配設(shè)計(jì)要點(diǎn) 在整車總布置空間允許的條件下，盡量增大散熱器的迎風(fēng)面積。 (2) 蒸發(fā)器出口制冷劑氣體溫度為： t1=te+△ tsh=5℃ +5℃ =10℃ 。 壓縮機(jī)吸氣壓力 Pst=pe,t = Pd,t=Pc,t =1700KPa。 根據(jù)壓縮機(jī)的計(jì)算， 查其產(chǎn)品使用說(shuō)明書知 理論排氣量 Vth=；制冷量可達(dá) Qet=；質(zhì)量輸氣量 qmr,t=；壓縮機(jī)的軸功率Pe,t=。 1)干燥點(diǎn)之前的兩相區(qū)，取 ?=，則在散熱板內(nèi)孔內(nèi)，制冷劑氣液兩相均為紊流工況的 Lockhart－ Martinelli 數(shù) Xtt和關(guān)聯(lián)系數(shù) F(Xtt)分別為 ) () () ()()()1( 2 ??????? ?? nlvvlnttX ?????? )()()( 37 ????tttt XXF 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 制冷劑兩相流折算成全液相時(shí)，在折算流速下的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)α l 為 )/(1351)()()1()1(263,KmWCqDqA plAmrnlrhAmrl?????????????????????????? ?????????? 制冷劑兩相流的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) r? 為 )/(1 2 8 5 20 2 5 1 1 3 2 0)(Pr 22 KmWXF ttllr ?????? ?? 2)過(guò)熱區(qū) 制冷劑側(cè)的雷諾數(shù) Reeq,r、普朗特?cái)?shù) Prv、努塞爾數(shù) Nu、表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) v? 分別為 6 3,q ?? ???? ? ?vrhAmrre Dq ? Prv= 6 . 9 9254 7 2 0 8 5 ?????Nu )/(1725)m/( 223 3,KmWKWDNurhvv ???? ???? ? ??? 3)干燥點(diǎn)之后的兩相區(qū) 取 ? =，則把 ? = 代入干燥點(diǎn)之前的兩相換熱公式，計(jì)算得 K)W /( m11787 2do ??? ，于是 r? 為 )/(7 7 6 5)1 7 2 51 1 7 8 7()5 4 0 8 5 4 0 8 (11 7 2 5)()1(12KmWvdododovr???????????????????????????? ??????? )/(.46 9 7 0%201 2 8 5 2%301 7 2 5%507 7 6 5 2 KmWr ????????? )K/(.2264)K/(.5386.4697011111K22,r??????????mWmWrAAaeqara?? 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 而對(duì)數(shù)平均溫差 Δ tm 為 CCtttteaea???????????? 527ln.21127lnttt212a1am 取 Ψ = 22e mmtKQAmo ?????? ? 與前面計(jì)算出的 的相對(duì)誤差 為 % (7) 計(jì)算空氣阻力損失 Δ Pa 按下式計(jì)算空氣側(cè)摩擦阻力因子 f 為 3pL107 1 . 9 77 . )7 . 9(4 1 4 4 5 )(???????????? FLFLL hPhlhf 則空氣側(cè)阻力損失 Δ Pa 為 PaPD fwp aaFa 2332m a x,aah???? ?????? ????， 最后根據(jù)空氣阻力和風(fēng)量選擇風(fēng)機(jī)。并且對(duì)于車身不同部分其傳熱系數(shù)不同，計(jì)算的具體值見下面的計(jì)算。 C— 玻璃窗的遮陽(yáng)系數(shù) ,C=。 驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)的熱流量 Qm Qm=1000 (1η )Wm T2/24 式中 ： η — 電動(dòng)機(jī)的效率，直聯(lián)η =1。 這里我們需要先算出空調(diào)系統(tǒng)制冷劑的充注量，充注量過(guò)少，蒸發(fā)器只有部分得到潤(rùn)濕，蒸發(fā)器面積不能得到充分利用，蒸發(fā)量下降，吸氣壓力降低，蒸發(fā)溫度降低，蒸發(fā)器出口制冷劑過(guò)熱度增加，這不僅使循環(huán)的制冷量下降，而且還會(huì)使壓縮機(jī)的排氣溫度升高，影響壓縮機(jī)的使用壽命。其布置型式是將蒸發(fā)器、暖風(fēng)散熱器、 離心式鼓風(fēng)機(jī) 、操縱機(jī)構(gòu)等組裝在一起，稱為空調(diào)器總成。左右風(fēng) 扇電動(dòng)機(jī)經(jīng) 1 號(hào)繼電器常開觸點(diǎn)而串聯(lián)，但由于此常開觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)都不運(yùn)轉(zhuǎn)?？紤]本論文編寫時(shí)間短，文獻(xiàn)查閱少有可能出現(xiàn)誤差，并由