【正文】 hr2為 hr2= hr1+ ? hr=+=同時可計算出蒸發(fā)器出口制冷劑溫度為 tr2=℃，過熱度為 ℃。采用制冷劑 R134a 時，制冷劑循環(huán)量 qmr=。結(jié)果表明，所選 SE5H14型壓縮機(jī)的制冷量、排量均大于計算結(jié)果，壓縮機(jī)軸功率小于計算結(jié)果，完全滿足系統(tǒng)運(yùn) 行要求，是能與所指定的車用空調(diào)系統(tǒng)相匹配的。 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— 動圈 3— 動圈渦旋中心 8— 制冷劑氣體 7— 最小壓縮容積 9— 排氣口 10— 動圈渦旋中心 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。圖（ a）是吸氣結(jié)束時，一對渦旋圈形成了兩對月牙形容積，最大的月牙形 11將開始壓縮，動圈渦旋中心繞定圈繼續(xù)回旋公轉(zhuǎn)，原來最大的月牙形已被壓縮，如圖 (b)，動圈被曲軸帶動而作回旋運(yùn)動，被壓縮的容積縮小到如圖所示的最小壓縮容積 7，這一月牙形容積中的制冷劑蒸汽即將與設(shè)在渦旋圈中心的排氣口相同。 渦旋式壓縮機(jī)主要由具有渦旋葉片的動、定兩渦旋盤組成。由于滾動活塞式壓縮機(jī)的吸氣過程是連續(xù)的，所以不用設(shè)置進(jìn)氣閥，容積效率比較高。當(dāng)壓力腔的蒸汽壓力略大于排氣腔時，則排氣閥打開，將壓縮蒸汽排除氣缸外，處于排氣過程。這兩種運(yùn)動的合成，使得氣孔兩部分空間容積的擴(kuò)大和縮小進(jìn)行周期性的變化。接觸位置處于活塞中心與氣缸中心連線延長線與氣缸的膠墊上，且該接觸線與固定在氣缸上的刮片將氣缸空間分為兩部分。滾動活塞 1 的內(nèi)部是中空的，而且和曲軸的配合有很大的間隙，在間隙里面充滿著潤滑油。 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)動軸 6— 氣缸 7— 氣缸體 8— 低壓氣體 ４）滾動活塞式壓縮機(jī) 滾動活塞式壓縮機(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。之后葉片開始回縮，氣態(tài)制冷劑被壓縮，從排氣口排出。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子 2 在氣缸中轉(zhuǎn)動，吸氣側(cè)的葉片在離心力或油壓的作用下滑出與氣缸壁緊貼，形成一個月牙形區(qū)域。 圖 34 是圓形氣缸旋葉式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)，裝在主軸上的轉(zhuǎn)子 2 偏心安置在氣缸內(nèi)，轉(zhuǎn)子上開有若 干縱向的開口槽，其內(nèi)裝有能徑向滑動的葉片。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。 23 圖 32 斜盤式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)圖 1— 活塞 2— 止推軸承 3— 鋼球 4— 滑履 5— 前閥板 6— 軸封 7— 離合器軸承 8— 銜鐵板 9— 皮帶輪 10— 線圈 11— 前缸頭 12— 前軸承 13— 斜盤 14— 后軸承 15— 吸油管 16— 后軸承 17— 后缸頭 18— 油泵 19— “ O”形環(huán) ３）旋葉式壓縮機(jī) 旋葉式壓縮機(jī)的氣缸有圓形和橢圓形兩種，如圖 3 34。因?yàn)榛钊麅啥硕际菤飧祝蚨粋€活塞起到了雙缸的作用，整個壓縮機(jī)起到了 6缸（或 10缸）的作用。由于鋼球的作用，斜盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動經(jīng)鋼球轉(zhuǎn)換為活塞的直線運(yùn)動時，由滑動變成滾動，從而減少了摩擦阻力和磨損，延長了滑板的使用壽命。 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)動變成雙向活塞沿軸向的往復(fù)運(yùn)動。擺盤和傳動板之間的摩擦力使 得擺盤具有轉(zhuǎn)動的趨勢，但是這種趨勢被一對錐齒輪限制，使得擺盤只能夠左右移動，同時帶動活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動，完成對應(yīng)的壓縮 — 排氣 — 膨脹 — 吸氣的過程。 壓縮機(jī)工作時，主軸帶動傳動板一起旋轉(zhuǎn)。擺盤中心用鋼球作支撐中心，并用一固定的錐齒輪限定擺盤，使其只能搖動而不能轉(zhuǎn)動。 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。如杰克賽爾（ ZEXEL） DL15， DL16， DL33， DL34和 CL11型大客車，采用兩臺排量為 313cm3/r 的 DKS32型壓縮機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)，電裝（ DENSO）車用空調(diào)也采用兩臺排量為 300cm3/r 的 10P30B 壓縮機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)。中、高檔現(xiàn)在普遍采用變排量壓縮機(jī)，如上海大眾公司生產(chǎn)的 PASSAT 轎車采用 7SBH 變排量壓縮機(jī)，上海通用公司生產(chǎn)的 BUIK 轎車采用 V5變排量壓縮機(jī)。微型車空調(diào)壓縮機(jī)排量一般在 80～ 100cm3/r之間。 21 微型及小型汽車空調(diào)，由于空間尺寸，發(fā)動機(jī)功率小，比較注意壓縮機(jī)的效率、外形尺寸及功耗。制冷劑溫度 td=83℃。 vs= 106=2467ml/s 壓縮機(jī)每轉(zhuǎn)實(shí)際排氣量為 Vn，則： Vn=qv c)本制冷系統(tǒng)的制冷劑單位質(zhì)量流量的制冷量為 :qc qc=hshsc==。 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℃。 a）壓縮機(jī)吸氣溫度： ts=te+⊿ tse=15℃ 根據(jù) ts、 Pe查 HFC134a 過熱蒸汽的熱力性質(zhì)表，得壓縮機(jī)吸氣口（即蒸發(fā)器出口）的制冷劑 比焓 : hs= 比體積： vs= 比熵 ： s=(kg 工況條件 : 系統(tǒng)制冷量： Q=4300W 蒸發(fā)溫度： te=5℃ 相應(yīng)蒸發(fā)壓力： Pe=(絕對壓力 ) 冷凝溫度： tc=60℃ 相應(yīng)冷凝壓力： Pe=(絕對壓力 ) 壓縮機(jī)吸氣過熱度： ⊿ tse=10℃ 膨脹閥前過冷度： ⊿ tsc=10℃ (采用帶過冷 的冷凝器 ) 壓縮機(jī)計算工作轉(zhuǎn)速： n=1800r/min 熱力計算 : 由于車型較小，制冷劑管路很短，認(rèn)為制冷劑的流度阻力及管路的吸熱放熱均可忽 略不計。本次設(shè)計采用 R134a 作為制冷劑。 制冷系統(tǒng)計算與選擇 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與臭氧發(fā)生反應(yīng)，生成氧氣，從而破壞臭氧層。 S 式中： η：太陽輻射透過玻璃的透入系數(shù)，取η =； ρ：玻璃對太陽輻射熱的吸收系數(shù)，取ρ =； S：遮陽修正系數(shù)，取 S=?！妫? 則由于車內(nèi)外溫差而形成的熱負(fù)荷為： Q 玻 1= （ 3825） = 又太陽總輻射量為： U=I 側(cè) （ +） +I 水平 玻璃傳熱系數(shù)為： K 玻 =（ m178。） 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。經(jīng)測溫度約為 75℃，則： Q 發(fā) = （ 7525） = 通過地板傳入車內(nèi)的熱負(fù)荷 Q 地 : 地板面積約為 178。,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?！妫? δ i ：各層材料的厚度； λ i ：各層材料的傳熱系數(shù)。 16 為簡化計算，車身各部分按多層均勻平壁考慮，根據(jù)傳熱學(xué)理論，有： K=1/[(1/α 1)+∑（δ i/λ i） +(1/α 2)] 式中： α 1 ：車內(nèi)表面的對流放熱系數(shù)，按自然環(huán)境考慮，其取值 15W（ m178。； 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。 車長： 車寬： 車高： 車外綜合溫度計算 由于太陽輻射的影響，車身表面溫度比環(huán)境溫度高許多，為簡化這部分熱負(fù)荷計算，引入車外綜合溫度的概念。 I 垂直 =160W/m178。 圖 21 汽車空調(diào)原理圖 15 第三章 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計計算 參數(shù)確定 綜合考慮夏季的高溫酷暑和汽車空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)常使用的環(huán)境，結(jié)合相關(guān)資料 ，確定計算車內(nèi)外邊界條件如下： 空氣流與汽車相對速度： 15m/s。 （ 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)入下一個循環(huán)。 （ 4）高溫高壓液態(tài)制冷劑經(jīng)膨脹閥節(jié)流，狀態(tài)發(fā)生急劇變化，變成低溫低壓的液態(tài)制冷劑。 （ 2）高溫高壓制冷劑氣體經(jīng)管路流入冷凝器后，在冷凝器內(nèi)散熱、降溫，冷凝成高溫高壓的液態(tài)制冷劑流出。在這一循環(huán)中，通過制冷劑的 14 汽化吸熱降溫， 再將降溫后的冷空氣吹進(jìn)車內(nèi)；通過制冷劑液化放熱將吸收的熱量傳出車外。 汽車發(fā)動機(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，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。 由于汽車本身的特點(diǎn)，要求汽車空調(diào)結(jié)構(gòu)緊湊，能在有限的空 間內(nèi)進(jìn)行安裝而且安裝了開空調(diào)后，不至于使汽車增重太多而影響其他性能。所以，各部件的連接要牢固且大量采用軟管接頭，同時，要經(jīng)常檢查制冷系統(tǒng)內(nèi)制冷劑的存儲量。汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)極容易發(fā)生制冷劑的泄漏，其泄漏不僅會造成環(huán)境污染，而且可能會破壞整個空調(diào)系統(tǒng)的工作條件和制冷系統(tǒng)的部件。 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 機(jī)水箱輻射熱影響，制冷劑的冷凝壓力與溫度均較高，同時也影響發(fā)動機(jī)水箱的散熱。 由于汽車空調(diào)的壓縮機(jī)一般均由發(fā)動機(jī)驅(qū)動，而發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速可從 600r/min 到5000r/min 變化，這樣對系統(tǒng)的流量控制、系統(tǒng)的設(shè)計帶來困難。綜合以上因數(shù)，要求汽車空調(diào)的制冷（或制熱）能力要強(qiáng)。 汽車車身薄，且是金屬壁面，當(dāng)汽車長時間直接暴露在烈日下（或風(fēng)雪下），進(jìn)入車內(nèi)的熱負(fù)荷（或冷負(fù)荷）比一般房間大得多。而制熱一般采 13 用發(fā)動機(jī)冷卻水的余熱采暖。其功用是：把來自儲液干燥器的高壓液態(tài)制冷劑節(jié)流減壓，調(diào)節(jié)和控制進(jìn)入蒸發(fā)器中的液態(tài)制冷劑量，使之適應(yīng)制冷負(fù)荷的變化，同時可防止壓縮機(jī)發(fā)生液擊現(xiàn)象和蒸發(fā)器出口蒸汽異常過熱。在這個汽化過程中吸收蒸發(fā)器表面周圍空氣的熱量而降溫，風(fēng)機(jī)再將冷風(fēng)吹到車內(nèi)，以達(dá)到降溫的目的。目前，我國轎車上主要采用全鋁管道式和平行流式冷凝器，而大型客車上主要采用銅管鋁片式冷凝器。 (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。 (1）壓縮機(jī) 壓縮機(jī)是汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的心臟，其作用是維持制冷劑在制冷系統(tǒng)中的循環(huán)流動，吸入來自蒸發(fā)器的低溫、低壓制冷劑蒸汽，壓縮制冷劑使其壓力和溫度升高，并將高壓制冷劑蒸汽送往冷凝器。 本文主 要講述汽車空調(diào)的制冷系統(tǒng)。 ： 包括鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)道、風(fēng)門和出風(fēng)口等，風(fēng)門把車外的新鮮空氣引入車內(nèi)，通過排風(fēng)口把車內(nèi)的污濁空氣排出車外。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。 汽車空調(diào)的組成 汽車空調(diào)由以下幾部分組成：制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、操縱控制系統(tǒng)以及空氣凈化系統(tǒng) 。根據(jù)人體生理特點(diǎn)，頭部對冷比較敏感，腳部對熱比較敏感。 汽車空調(diào)為了節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)，一般僅進(jìn)行車內(nèi)循環(huán)，但時間一長，車內(nèi)空氣的品質(zhì)會因此而下降，這時可以打開新鮮 /再循環(huán)空氣風(fēng)門，吸入車外新鮮空氣，排出車內(nèi) 污濁空氣。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。在冬季，風(fēng)速高了會影響人體保溫， 因而冬季采暖時氣流速度應(yīng)盡量小些。這就要求汽車空調(diào)要具有一個合適的風(fēng)速。 空氣的流速和方向?qū)θ梭w舒適性影響佷大。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。 在過于潮濕或干燥的空氣環(huán)境中，人會感到不舒服。汽車空調(diào)在夏季利用制冷系統(tǒng)對車內(nèi)空氣或外部進(jìn)入的車內(nèi)的新鮮空氣進(jìn)行冷卻或除濕