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汽車空調(diào)器的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料

2025-06-30 13:08本頁(yè)面
  

【正文】 目前替換設(shè)計(jì)效果基本能解決電動(dòng)汽車空調(diào)的制冷問(wèn)題,但制冷效率有待提高。 早期的國(guó)產(chǎn)電動(dòng)汽車由于受到蓄電池能力的限制,為了不影響電動(dòng)汽車的續(xù)行里程,大多數(shù)電動(dòng)汽車都沒(méi)有配備空調(diào)系統(tǒng)。在眾多的研究成果中,電動(dòng)汽車脫穎而出,電動(dòng)汽車環(huán)境污染小,行駛過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生廢氣;無(wú)噪音,噪音低;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維修方便;不受環(huán)境影響。 國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車發(fā)展模式圖;因此,國(guó)外電動(dòng)汽車空調(diào)從節(jié)能高效和實(shí)用性上有所突破,國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車空調(diào)行業(yè)應(yīng)積極向國(guó)外先進(jìn)技術(shù)學(xué)習(xí)、借鑒,并在此基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新突破。為了減少空調(diào)對(duì)蓄電池的電能消耗,美國(guó)Amerigon公司開發(fā)了空調(diào)座椅,這種空調(diào)座椅上裝有熱電熱泵,熱電熱泵的作用就是通過(guò)需要調(diào)溫的空間之外的水箱轉(zhuǎn)移熱量,從而實(shí)現(xiàn)需要調(diào)溫的空間制冷或制熱。日本電裝(DENSO)公司早在幾年前就開發(fā)了采用R 134a制冷劑的電動(dòng)汽車熱泵型空調(diào)系統(tǒng),其在熱泵系統(tǒng)的風(fēng)道中采用了車內(nèi)冷凝器和蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)。國(guó)外電動(dòng)汽車空調(diào)發(fā)展相對(duì)國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō)較成熟,國(guó)外電動(dòng)汽車空調(diào)不乏有跟國(guó)內(nèi)相似的模式,但在熱泵電動(dòng)汽車空調(diào)上已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ),日本本田純電動(dòng)車就采用了電驅(qū)動(dòng)熱泵式空調(diào)系統(tǒng),系統(tǒng)中內(nèi)置了一個(gè)反換流器控制壓縮泵。另外,擁有一套節(jié)能高效的空調(diào)系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)汽車開拓市場(chǎng)也起到至關(guān)重要的作用。汽車空調(diào)的功能就是把車廂內(nèi)的溫度、濕度、空氣清潔度及空氣流動(dòng)性保持在使人感覺舒適的狀態(tài)。 21世紀(jì)新紀(jì)元,石油危機(jī)下的世界各國(guó),重啟電動(dòng)汽車的浪潮。因此,電動(dòng)汽車發(fā)展的同時(shí),適合電動(dòng)汽車的空調(diào)系統(tǒng)也成為攻克的難題。在各種氣候環(huán)境條件下,電動(dòng)汽車車廂內(nèi)應(yīng)保持舒適狀態(tài),以提供舒適的駕駛和乘坐環(huán)境。 電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)如圖:2. 國(guó) 內(nèi) 外 電 動(dòng) 汽 車 空 調(diào) 發(fā) 展 狀 況電動(dòng)汽車的出現(xiàn)也為電動(dòng)汽車空調(diào)的研究開發(fā)提出了新的課題與挑戰(zhàn)。 動(dòng) 汽 車 空 調(diào) 特 點(diǎn)1) 汽車空調(diào)系統(tǒng)安裝在運(yùn)動(dòng)的車輛上,要承受劇烈而頻繁的振動(dòng)與沖擊,要求電動(dòng)汽車空調(diào)裝置結(jié)構(gòu)中的各個(gè)零部件都應(yīng)具有足夠抗振動(dòng)沖擊的強(qiáng)度和良好的系統(tǒng)氣密性能;2) 電動(dòng)汽車大部分屬于短距離代步,乘坐時(shí)間較短,加上電動(dòng)汽車內(nèi)乘員所占空間比大,產(chǎn)生的熱量相對(duì)較多,相對(duì)熱負(fù)荷大,要求空調(diào)具有快速制冷、制熱和低速運(yùn)行能力;3) 電動(dòng)汽車空調(diào)使用的是車上蓄電池提供的直流電源,壓縮機(jī)工作效率高,控制可靠性高;4) 汽車車身隔熱層薄,而且門窗多,玻璃面積大,隔熱性能差,致使車內(nèi)漏熱嚴(yán)重;85) 車內(nèi)設(shè)施高低不平且有座椅,氣流分配組織困難,難以做到氣流分布均勻;6) 對(duì)于傳統(tǒng)燃油汽車空調(diào)系統(tǒng),制冷主要采用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的蒸汽壓縮式制冷系進(jìn)行降溫,而制熱主要采用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的余熱。但是我國(guó)至今缺乏這方面開發(fā)研究人才。 雖然 2022 年, ,上海奉天空調(diào)壓縮機(jī)有限公司在合肥工業(yè)大學(xué)的技術(shù)支持下,自行研發(fā)了渦旋式 AP 系列壓縮機(jī)。3. 工作穩(wěn)定、噪音小。 汽 車 空 調(diào)壓 縮 機(jī) 和 其 它 用 途 制 冷 壓 縮 機(jī) 不 同 , 結(jié) 構(gòu) 和 性 能 上 有 特 殊 要 求 :71. 質(zhì)量輕、體積小。將汽車行駛過(guò)程中,水箱產(chǎn)生的大量熱量傳輸?shù)狡噧?nèi)部,以供取暖。 6. 低溫低壓的氣態(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),只要壓縮機(jī)連續(xù)工作,制冷劑就在空調(diào)系統(tǒng)中連續(xù)循環(huán),產(chǎn)生制冷效果;壓縮機(jī)停止工作,空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)制冷劑隨之停止流動(dòng),不產(chǎn)生制冷效果。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。 車 空 調(diào) 工 作 原 理空調(diào)系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥、干燥儲(chǔ)液器及管路等組成。? 空氣凈化裝置,除去空氣中臭味、煙氣和有害氣體等,是車內(nèi)空氣清潔。? 通風(fēng)裝置,將外部新鮮空氣吸進(jìn)駕駛室內(nèi),達(dá)到通風(fēng)和換氣的作用。( 三 ) 汽 車 空 調(diào) 工 作 原 理 車 空 調(diào) 組 成 汽車空調(diào)系統(tǒng)主要由制冷裝置、暖風(fēng)裝置、通風(fēng)裝置、加濕裝置、空氣凈化裝置和控制裝置等組成。3) 汽車空調(diào)工作環(huán)境復(fù)雜,無(wú)亂刮風(fēng)下雨、日曬雨淋,夏天制冷量大,冬天取暖量大,汽車空調(diào)一直保持高負(fù)荷運(yùn)行,加上汽車本身減輕自重,車身隔熱層很薄,門窗多面積大,所以汽車隔熱性能差,熱損大。汽車空調(diào)的動(dòng)力源來(lái)自汽車發(fā)動(dòng)機(jī),其中小型汽車、轎車等,空調(diào)所需動(dòng)力來(lái)源于一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),這種稱為非獨(dú)立式空調(diào)系統(tǒng)。 車 空 調(diào) 特 性1) 汽車空調(diào)安裝在汽車上,其承受汽車運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的頻繁震動(dòng)和沖擊,必須要求汽車空調(diào)具有很強(qiáng)的強(qiáng)度和抗震能力,解決這一問(wèn)題而又不給汽車本身帶來(lái)行駛壓力,需技術(shù)人員開發(fā)新型材料。1) 家用空調(diào)制冷 空調(diào)在作制冷運(yùn)行時(shí),低溫低壓的制冷劑氣體被壓縮機(jī)吸入后加壓變成高溫高壓的制冷劑氣體,高溫高壓的制冷劑氣體在室外換熱器中放熱(通過(guò)冷凝器冷凝)變成中溫高壓的液體(熱量通過(guò)室外循環(huán)空氣帶走) ,中溫高壓的液體再經(jīng)過(guò)節(jié)流部件節(jié)流降壓后變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w,低溫低壓的液體制冷劑在室內(nèi)換熱器中吸熱蒸發(fā)后變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍怏w(室內(nèi)空氣經(jīng)過(guò)換熱器表面被冷卻降溫,達(dá)到使室內(nèi)溫度下降的目的) ,低溫低壓的制冷劑氣體再被壓縮機(jī)吸入,如此循環(huán)。而汽車限于電源功率的不足,不可能使用電力帶。汽車空調(diào)在結(jié)構(gòu)組成上比家用空調(diào)多了一個(gè)電磁離合器。 ( 二 ) 汽 車 空 調(diào) 的 特 殊 性 家用空調(diào)和汽車空調(diào)在制冷部分的組成上都有壓縮機(jī)、冷凝器、干燥過(guò)濾器、膨脹閥、蒸發(fā)器、制冷劑、電子控制器等。美國(guó)德爾福公司是世界第三壓縮機(jī)生產(chǎn)廠,其產(chǎn)量在 500 萬(wàn)臺(tái)/年左右。日本三電公司是目前全世界第二大壓縮機(jī)生產(chǎn)廠。日本電裝公司是全世界汽車空調(diào)裝置產(chǎn)量最大的廠家,其壓縮機(jī)的產(chǎn)量達(dá) 1400 萬(wàn)臺(tái)/年以上,占全世界壓縮機(jī)總產(chǎn)量的1/3。渦旋式壓縮機(jī)最高轉(zhuǎn)速可達(dá) 12022 轉(zhuǎn)/分,以上,容積效率比活塞式壓縮機(jī)可高達(dá)60%,且噪聲小,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。產(chǎn)量有連年上升的趨勢(shì)。特別是軸向型壓縮機(jī)率先實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)可變排量控制,特別受到汽車制造商的歡迎。 第二代的軸向型壓縮機(jī)(搖盤式和斜盤式壓縮機(jī))一直是汽車空調(diào)壓縮機(jī)的主導(dǎo)產(chǎn)品,約占所有壓縮機(jī)產(chǎn)品的 70%,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,軸向型壓縮機(jī)不但可以做到小型輕量化。 由 于 渦 旋 式 壓 縮 機(jī) 是 公 認(rèn) 的 最 先 進(jìn) 的 第 四 代 汽 車 空 調(diào) 壓 縮 機(jī) 產(chǎn) 品 , 國(guó) 內(nèi) 許 多 企業(yè) 都 成 功 的 研 制 出 該 產(chǎn) 品 , 如 南 京 埃 迪 壓 縮 機(jī) 有 限 公 司 、 廣 州 萬(wàn) 寶 壓 縮 機(jī) 有 限 公 司等 。 改 革 開 放 后 , 國(guó) 內(nèi) 掀 起 了 汽 車 空 調(diào) 熱 , 上 百 個(gè) 企 業(yè) 紛 紛 爭(zhēng) 上 汽 車 空 調(diào) 。 除 此 之 外 , 紅 旗 高 級(jí) 轎 車空 調(diào) 裝 置 中 還 采 用 了 外 平 衡 式 膨 脹 閥 , 制 冷 系 統(tǒng) 中 采 用 了 防 止 蒸 發(fā) 器 結(jié) 霜 的 蒸 發(fā) 壓力 調(diào) 節(jié) 閥 , 請(qǐng) 化 工 部 為 制 冷 系 統(tǒng) 管 路 研 制 了 丁 腈 橡 膠 材 料 , 在 制 冷 系 統(tǒng) 中 設(shè) 計(jì) 有 排氣 消 聲 器 和 吸 氣 消 聲 器 等 。 采 用 在 紅 旗 高 級(jí) 轎 車 空 調(diào) 裝 置 中 的 主 要 總 成 的 產(chǎn) 品 水 平 在 當(dāng) 時(shí) 都 是 最 先 進(jìn) 的 ,汽 車 空 調(diào) 壓 縮 機(jī) 的 結(jié) 構(gòu) 為 六 缸 雙 向 斜 盤 式 結(jié) 構(gòu) , 這 種 結(jié) 構(gòu) 是 美 國(guó) 通 用 汽 車 公 司1962 年 推 向 市 場(chǎng) 的 新 產(chǎn) 品 , 直 到 今 天 , 雙 向 斜 盤 式 壓 縮 機(jī) 仍 然 是 汽 車 空 調(diào) 壓 縮 機(jī)的 主 流 產(chǎn) 品 , 產(chǎn) 量 約 占 各 種 結(jié) 構(gòu) 壓 縮 機(jī) 的 三 分 之 二 。 由 于 汽 車 空 調(diào) 裝 置 提 高 了 乘 座 的 舒 適 性 , 從 1971 年 開 始 , 一 汽 生 產(chǎn) 的 各 種 型號(hào) 的 紅 旗 牌 高 級(jí) 轎 車 上 全 部 安 裝 了 空 調(diào) 裝 置 , 為 此 , 當(dāng) 時(shí) 的 第 一 機(jī) 械 工 業(yè) 部 專 門 撥款 在 一 汽 轎 車 廠 建 立 了 生 產(chǎn) 和 裝 配 壓 縮 機(jī) 的 車 間 , 在 一 汽 散 熱 器 廠 內(nèi) 建 立 了 蒸 發(fā) 器和 冷 凝 器 生 產(chǎn) 車 間 , 開 始 批 量 生 產(chǎn) 汽 車 空 調(diào) 裝 置 。 在 總 廠 領(lǐng) 導(dǎo) 的 關(guān) 懷 下 , 經(jīng)過(guò) 工 程 技 術(shù) 人 員 和 工 人 師 付 的 努 力 , 歷 經(jīng) 兩 年 多 的 研 制 時(shí) 間 , 終 于 在 1969 年 成功 研 制 了 第 一 臺(tái) 汽 車 空 調(diào) 裝 置 , 并 安 裝 在 紅 旗 保 險(xiǎn) 車 上 , 送 到 北 京 中 南 海 請(qǐng) 中 央 首長(zhǎng) 乘 座 。 現(xiàn)代空調(diào)系統(tǒng)如圖:3 內(nèi) 汽 車 空 調(diào) 發(fā) 展 史作 為 中 國(guó) 汽 車 工 業(yè) 的 搖 籃 長(zhǎng) 春 第 一 汽 車 集 團(tuán) 公 司 同 時(shí) 也 是 中 國(guó) 汽 車 空 調(diào) 工業(yè) 的 搖 籃 。微機(jī)控制空調(diào),利用電腦,從而將汽車空調(diào)技術(shù)推廣到一個(gè)新的高度。1989 年,美國(guó)通用汽車公司大量生產(chǎn)的初期產(chǎn)品,主要有專用循環(huán)空氣進(jìn)口的“突進(jìn)型”汽車空調(diào)。 1979 年,美國(guó)和日本共同推出用電腦自動(dòng)控制的汽車空調(diào)設(shè)備系統(tǒng),并用數(shù)字顯示,達(dá)到最佳控制。1954 年,(冷暖一體化) 第一臺(tái)冷暖一體化整體式汽車空調(diào)設(shè)備,安裝在美國(guó) Nash牌小客車上。又于 1939 年,將改進(jìn)后的冷氣機(jī),安裝在美國(guó)福特汽車公司制造的林肯 V12 型轎車中, (當(dāng)年美國(guó)的車排量都是很大的 ,一般 以上的)效果很好。1927 年, (單一取暖)在美國(guó)紐約市場(chǎng)上出現(xiàn)了第一臺(tái)汽車空調(diào)裝置,實(shí)際上這種裝置只能稱之為“ 加熱器” ,只是在汽車車廂內(nèi)增加了熱量,在歐洲寒冷的季節(jié)里,能起到一定的保暖作用。伴隨汽車業(yè)的蓬勃發(fā)展,汽車成為人們重要的交通工具,并成為各國(guó)工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)。如今新型環(huán)保電動(dòng)汽車走入人們的眼界,這為地球的環(huán)境,我們的家園帶來(lái)新的生機(jī)。我國(guó)汽車空調(diào)業(yè)隨著幾十年的發(fā)展,從無(wú)到有,從小到大,到 2022 年,汽車空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)已有 200 多家,產(chǎn)量達(dá)165 萬(wàn)套,已躋身世界第四位,僅次于日本、美國(guó)和韓國(guó),今年有望達(dá) 230 萬(wàn)套,從技術(shù)上,博覽了當(dāng)前世界上最先進(jìn)的空調(diào)壓縮機(jī)型。改革開發(fā)后,國(guó)內(nèi)掀起了汽車空調(diào)熱,上百個(gè)企業(yè)紛紛爭(zhēng)上汽車空調(diào)。在總廠領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷下,經(jīng)過(guò)工程技術(shù)人員和工人師付的努力,歷經(jīng)兩年多的研制時(shí)間,終于在 1969 年成功研制了第一臺(tái)汽車空調(diào)裝置,并安裝在紅旗保險(xiǎn)車上,送到北京中南海請(qǐng)中央首長(zhǎng)乘座。1966 年一汽接受了國(guó)家下達(dá)的為中央首長(zhǎng)制造紅旗保險(xiǎn)車的任務(wù),在此之前,國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人在外事活動(dòng)中乘座的都是前蘇聯(lián)制造的吉斯115 型保險(xiǎn)車,由于受空調(diào)工業(yè)發(fā)展的限制,該車沒(méi)有空調(diào)裝置,夏季用車時(shí),只能事先用冰塊來(lái)冷卻車內(nèi)空氣。在原有電動(dòng)汽車電力有限的基礎(chǔ)上,能使汽車空調(diào)正常工作,達(dá)到人們滿意的舒適度。這種汽車的誕生,有利于
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