【正文】 轎車上安裝又機(jī)械制冷的空調(diào)器。本文針對汽車空調(diào)發(fā)展史、汽車制冷劑及汽車空調(diào)各主要部件的作用及工作原理做了講解。I / 30鄭州科技學(xué)院?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計） 題 目 汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計姓 名 專 業(yè) 汽車制造與裝配 班 級 08汽配 系 別 機(jī)械工程系 指導(dǎo)老師 完成時間 2022年12月15日 I / 30汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計摘 要汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的發(fā)展是駕駛員及乘車在駕駛和乘車的時候能擁有一個比較舒適的駕駛和乘車環(huán)境。由于汽車空調(diào)比家用空調(diào)使用的環(huán)境更加惡劣，所以對汽車空調(diào)要求很高，另外汽車空調(diào)的安裝比家用空調(diào)難度大要求高，所以需要設(shè)計出新的汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)。還對汽車空調(diào)工作原理做了簡單的說明。這項技術(shù)由于二次世界大戰(zhàn)而停止了發(fā)展。歐洲、日本到1957年才加裝這種單一冷氣轎車。2 汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)特點（1)空調(diào)裝置運行時振動較大，汽車空調(diào)裝置是移動式車載空調(diào)裝置，由于道路不平，汽車在行駛中顛簸振動大，所以裝置中連接管道應(yīng)采用撓性制冷劑管道。(3)汽車空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機(jī)是直接由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的，它是通過一個皮帶驅(qū)動機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)的?？照{(diào)系統(tǒng)停止工作時，應(yīng)經(jīng)常檢查皮帶的松緊，以確定離合器動作是否正確，有時離合器因軸承的損壞而影響壓縮機(jī)的軸封，造成壓縮機(jī)軸封處制冷劑泄漏。3 汽車空調(diào)制冷劑和潤滑油 制冷劑 制冷系統(tǒng)中各個部件中的功能都是通過制冷劑工質(zhì)的流動和狀態(tài)變化來實現(xiàn)的。由于汽車空調(diào)的冷卻條件比固定式制冷系統(tǒng)差，所以為了防止冷凝壓力過高，應(yīng)使用飽和蒸汽壓力相對較低的制冷劑。因此目前生產(chǎn)的汽車空調(diào)中采用的大都是R134a工質(zhì)。兩者相比 R134a的傳熱性能比R12高30％左右，但流動阻力較大；R134a 的冷凝壓力高而蒸發(fā)壓力低，因此壓縮機(jī)的壓比大，功耗增加：R134a的氣體比容大，單位容積制冷量小，壓縮機(jī)的體積增大；R134a的絕熱指數(shù)小，而比熱較大，因此壓縮機(jī)的排氣溫度降低，而節(jié)流損失增大。另外R134a汽車空調(diào)系統(tǒng)的許多地方需要相應(yīng)改變，如潤滑油用人工合成油代替原先的礦物油，橡膠軟管需增加一層尼龍防止制冷劑滲漏等 【3】 。冷凍油的性能參數(shù)包括粘度、凝固點、閃點、燃點和濁點。汽車空調(diào)中R134a制冷劑是以礦物油為潤滑油，但礦物油與制冷劑 R134a不相溶而不能使用。其中PAG是一種合成多元醇，由于有不同的分子結(jié)構(gòu)而分成許多種類，分別呈現(xiàn)不同物理性質(zhì)。由于PAG的一些不利性能，及多元醇酯POE(ester) 合成油的研制成功，加上ester具有許多比PAG更好的性能，故逐漸人們的研究已轉(zhuǎn)移至POE上。主要成分是季戊四醇、三甲基丙酮和各種直煉或支鏈型酯酸。3 / 304 汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)各主要部件 壓縮機(jī) 壓縮機(jī)的合理選型和匹配汽車空調(diào)壓縮機(jī)是汽車制冷系統(tǒng)的心臟，是推動制冷劑在制冷系統(tǒng)中不斷循環(huán)的動力源，壓縮機(jī)機(jī)型和性能參數(shù)的合理選擇、傳動比的合理確定對整車空調(diào)系統(tǒng)的影響是非常重要的。圖 41 壓縮機(jī) 壓縮機(jī)機(jī)型選型根據(jù)工作方式的不同，壓縮機(jī)一般可以分為往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式，常見的往復(fù)式壓縮機(jī)有活塞式和斜盤式，常見的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)有旋轉(zhuǎn)葉片式。斜盤式壓縮機(jī)是第2代壓縮機(jī)，在1500r/min時, 制冷效率比活塞式壓縮機(jī)高10％，是輕型客車和轎車主選壓縮機(jī)，豪華型車輛，適宜采用變4 / 30排量斜盤式壓縮機(jī)。壓縮機(jī)機(jī)型應(yīng)根據(jù)不同的車型，綜合成本經(jīng)濟(jì)性、運行經(jīng)濟(jì)性等方面合理進(jìn)行選擇 【5】 。壓縮機(jī)主要性能參數(shù)包括：排量、最高允許瞬時轉(zhuǎn)速、最高允許連續(xù)轉(zhuǎn)速、壓縮機(jī)性能曲線等。大中型客車的設(shè)計規(guī)定轉(zhuǎn)速一般為壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速為2022～2500rpm 。輕型客車和轎車由于發(fā)動機(jī)功率小，必須考慮壓縮機(jī)的輸入功率和額定制冷量。5 / 30圖 42 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與制冷量及功耗特性曲線必須注意一點，壓縮機(jī)的性能參數(shù)是在一定的測試工況中測定的，壓縮機(jī)的測試工況往往與空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的額定空調(diào)工況不一樣，所以額定空調(diào)系統(tǒng)（即蒸發(fā)器）所需的制冷量，必須先換算到同一工況壓縮機(jī)所需的制冷量，再將額定空調(diào)工況的壓縮機(jī)制冷量換算到測試工況壓縮機(jī)所需制冷量，然后才能根據(jù)測試工況的壓縮機(jī)制冷量、輸入功率，進(jìn)行壓縮機(jī)型號的合理選擇。它的匹配原則是要保證低速狀態(tài)有較大的制冷能力和較高的制冷效率，高速運行時要求輸入功率低，同時還需考慮在高速運轉(zhuǎn)時不會超過壓縮機(jī)安全限值。傳動比過小，低速時壓縮機(jī)輸出制冷量不足，無法發(fā)揮空調(diào)系統(tǒng)的效能、制冷6 / 30效果不佳；傳動比過大，制冷量會有所提高，但壓縮機(jī)消耗主發(fā)動機(jī)的動力將增加，燃油經(jīng)濟(jì)性、整車動力性降低，可能使壓縮機(jī)始終在高速狀態(tài)下工作，在發(fā)動機(jī)高速運轉(zhuǎn)時，可能導(dǎo)致壓縮機(jī)超過極限范圍。由于車輛采用的發(fā)動機(jī)存在差異，有的發(fā)動機(jī)最高轉(zhuǎn)速較低（額定轉(zhuǎn)速只有2022rpm），有的最高轉(zhuǎn)速較高（額定轉(zhuǎn)速可達(dá)4000rpm），轉(zhuǎn)速變化范圍寬。圖 43 傳動比相同時不同發(fā)動機(jī)驅(qū)動制冷量輸出特性對于同一發(fā)動機(jī)采用不同傳動比時空調(diào)的制冷量輸出持性呈不同的規(guī)律，見圖 44 。一般情況下，旅游客車的傳動比約等于1；城市公交車輛由于車速慢、起停頻繁，；。②調(diào)節(jié)流量由于制冷負(fù)荷的改變以及壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的改變，要求流量作相應(yīng)調(diào)整，以保持車內(nèi)溫度穩(wěn)定，制冷劑正常工作。③控制流量、防止液擊和異常過熱發(fā)生膨脹閥以感溫包作為感溫元件控制流量大小，保證蒸發(fā)器尾部有一定量的過熱度，從而保證蒸發(fā)器總?cè)莘e的有效利用，避免液態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)而造成的液擊現(xiàn)象，同時又能將過熱度控制在一定范圍，從而防止異常過熱現(xiàn)象的發(fā)生 【6】 。（3）熱力膨脹閥的結(jié)構(gòu)①外平衡膨脹閥 1外平衡膨脹閥的結(jié)構(gòu)由節(jié)流降壓組件、過熱度調(diào)節(jié)組件和調(diào)控機(jī)構(gòu)組成。過熱度調(diào)節(jié)組件包括彈簧和調(diào)節(jié)螺母。外平衡膨脹閥工作原理如圖 45 所示。閥芯和推桿受膜片控制。感溫包毛細(xì)管內(nèi)充滿感溫物質(zhì)，一般用制冷劑，受熱膨脹后，力圖使膜片向下運動。當(dāng)蒸發(fā)器溫度升高，感溫包內(nèi)壓力升高，同樣由外平衡管引進(jìn)的蒸氣壓也會升高。溫度越高，流量越大，則蒸發(fā)器制冷量越大，降溫也越迅速。溫度越低，流量越小。這是因為當(dāng)外平衡膨脹閥即將關(guān)死時，蒸發(fā)器的溫度馬上上升，而蒸發(fā)器壓力由于在出口處有壓力控制閥作用，壓力保持某一數(shù)值，故膜片上方馬上產(chǎn)生一個正壓力，推開閥芯。這樣，也可以避免高壓端的液體流進(jìn)低壓端，防止壓縮機(jī)在重新工作時發(fā)生“液擊”現(xiàn)象。9 / 30圖 45 外力膨脹閥②內(nèi)平衡膨脹閥 內(nèi)平衡膨脹閥的結(jié)構(gòu)由調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、感溫系統(tǒng)和節(jié)流孔等組成。感溫系統(tǒng)由金屬膜片、感溫包、毛細(xì)管所組成，金屬膜片、感溫包、毛細(xì)管內(nèi)部都充滿感溫工質(zhì)（制冷劑）。膜片承受三個力:彈簧力和節(jié)流后的液體壓力，這兩個壓力之和使膜片向上運動，欲關(guān)閉閥芯。當(dāng)蒸發(fā)器溫度升高，感溫包內(nèi)壓力升高的幅度大于彈簧力和節(jié)流后的液體壓力升高的幅度之和，膜片向下推動頂桿，使閥孔開度