畢業(yè)設計(論文)-高級轎車空調(diào)系統(tǒng)設計(以奧迪A6為例)

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1、前 言轎車空調(diào)是采用人工制冷和采暖的方法,調(diào)節(jié)車內(nèi)的溫度、濕度、氣流速度、潔凈度等指標,從而為乘員創(chuàng)造清新舒適的車內(nèi)環(huán)境,保證轎車的舒適性。總結(jié)起來,轎車空調(diào)主要應具有以下作用:1. 通風換氣 2 加溫 3. 制冷除濕 4. 除霜除霧??照{(diào)系統(tǒng)的設計還應滿足整車的要求,總結(jié)起來整車對空調(diào)系統(tǒng)的要求主要有以下幾個方面:緊湊化,轎車有限的空間十分寶貴,不可能留給空調(diào)系統(tǒng)很大的空間;輕量化,這樣對經(jīng)濟性和整車載荷布置都很有好處;高效節(jié)能,在保證性能的前提下將空調(diào)系統(tǒng)消耗的能源降低不僅對經(jīng)濟性有好處,對環(huán)保也是有益的;智能化,通過微電腦管理空調(diào)系統(tǒng)可以實現(xiàn)控制的高精度且無需駕駛員過多分心。壓縮機由發(fā)動

2、機通過皮帶驅(qū)動,轉(zhuǎn)速受發(fā)動機的控制,變化很大,且壓縮機為開啟式,制冷劑容易泄漏。工作條件惡劣,冷凝器在整車最前端容易被塵土堵塞,影響散熱;而且冷凝器大多安裝在主發(fā)動機散熱水箱前面,因此水箱散熱效果會得到影響,容易使水“開鍋”。發(fā)動機產(chǎn)生的高溫也會影響到空調(diào)系統(tǒng)的工作,整車的振動也對空調(diào)的可靠性構(gòu)成了嚴重影響,這些是設計轎車空調(diào)系統(tǒng)時必需考慮的。熱負荷大而且變化劇烈。轎車的造型使得玻璃窗的面積很大且車身的熱阻比建筑物小很多,所以熱負荷很大,且轎車是一個運動體,陽光輻射的量和角度變化迅速,轎車車體的熱容量小,這些都導致熱負荷變化劇烈。管路系統(tǒng)復雜且必需采用軟管聯(lián)接。這主要是由于空調(diào)系統(tǒng)幾大件散布于

3、發(fā)動機、底盤和車身上,且在行駛過程中存在相對位移,如全部采用硬管連接則硬管必然會承受很大的交變載荷,用不了多久就會斷裂。而采用軟管連接就可以利用軟管的變形來適應幾大件之間的相對位移,提高可靠性。但采用軟管連接不可避免地帶來了制冷劑的滲漏問題,這一點在空調(diào)系統(tǒng)的設計中必需考慮。 因此,綜上所述,在轎車空調(diào)布置上來看,轎車由于其自身空間限制,常常采用直聯(lián)方式驅(qū)動壓縮機。壓縮機由發(fā)動機帶動,為了避免影響主發(fā)動機怠速穩(wěn)定性和汽車加速性能,其壓縮機均采用電磁離合器,這樣遇到緊急情況時會自動分離。其空調(diào)裝置配置的冷凝器大部分都裝在主發(fā)動機之前,因此散熱效果會受到影響,散熱器內(nèi)的水容易沸騰。配置時應考慮二者

4、之間的距離,且冷凝器護風圈的間隙要小,以防止風量的損失。目前,以采用了在冷凝器前增設了風扇的方式,這樣除增加風量外,還有冷凝器的冷卻不受汽車行駛速度的影響。它的驅(qū)動電源是蓄電池,一般冷凝器安裝均采用豎置。制冷機組一般安裝在駕駛室,這樣就設法降低蒸發(fā)器和鼓風機出口的阻力,以減少風量損失并降低噪聲。空調(diào)管道通常采用高壓氣液通用軟管和低壓氣液通用軟管,除考慮到防震外,既便于安裝布置。再結(jié)合轎車結(jié)構(gòu)、環(huán)境參數(shù)等通過模擬計算來確定濕度、濕度參數(shù)等為轎車空調(diào)系統(tǒng)提供合理的設計參數(shù)。全套圖紙加扣 3346389411 或 3012250582目目 錄錄摘摘 要要 .I IABSTRACTABSTRACT .

5、IIII第第 1 1 章章 緒論緒論 .1 11.1 設計概況.11.2 車外設計計算參數(shù).11.3 車內(nèi)設計計算參數(shù) .11.3.1 選取原則.11.3.2 規(guī)范要求12.21.4 車體計算參數(shù).3第第 2 2 章章 負荷計算負荷計算 .5 52.1 冷負荷計算13.52.1.1 車體傳熱量.52.1.2 太陽輻射得熱量.62.1.3 計算車內(nèi)人員散熱量.62.1.4 計算設備散熱量.72.1.5 新風傳入車廂的熱量:.72.2 濕負荷計算.92.3 車室內(nèi)采暖耗熱量計算7.92.3.1 車身頂部耗熱量.102.3.2 玻璃門、窗耗熱量.102.3.3 冷空氣滲透耗熱量 .112.3.4 汽

6、車前風窗除霜耗熱量 .112.4 采暖耗熱量匯總.11第第 3 3 章章 空調(diào)方案的確定空調(diào)方案的確定 .12123.1 確定空調(diào)方案.12第第 4 4 章章 確定送風溫差、送風狀態(tài),計算送風量確定送風溫差、送風狀態(tài),計算送風量 .14144.1 確定送風溫差 .144.2 新風量計算13.144.3 夏季送風狀態(tài)和送風量 .154.4 新風負荷計算 .164.5 送風量、新風量及新風負荷、總負荷匯總 .17第第 5 5 章章 空調(diào)設備的選型空調(diào)設備的選型 .18185.1 空調(diào)設備的主要性能.185.2 空調(diào)設備的選擇 .185.2.1 壓縮機的選型計算及其他部件的選擇13.18第第 6 6

7、 章章 空調(diào)通風與凈化裝置空調(diào)通風與凈化裝置 .23236.1 送風系統(tǒng)設計原則 .246.2 氣流組織方式 .256.3 風口的選擇 .266.4 空氣凈化裝置 .276.5 空調(diào)軟管設計.29第第 7 7 章章 空調(diào)的自動控制調(diào)節(jié)與保護空調(diào)的自動控制調(diào)節(jié)與保護 .31317.1 電腦控制自動空調(diào)系統(tǒng)的組成9.317.2 電腦控制自動空調(diào)系統(tǒng)的功能 .337.3 空調(diào)控制策略. .347.4 空調(diào)系統(tǒng)的維護 .35第第 8 8 章章 空調(diào)系統(tǒng)的消聲和隔振空調(diào)系統(tǒng)的消聲和隔振 .36368.1 空調(diào)系統(tǒng)的噪聲源 .368.2 空調(diào)系統(tǒng)的消聲設計 .378.3 空調(diào)系統(tǒng)的振源 .378.4 空調(diào)

8、系統(tǒng)的隔振設計 .38第第 9 9 章章 空調(diào)系統(tǒng)的保溫、防腐設計空調(diào)系統(tǒng)的保溫、防腐設計 .39399.1 空調(diào)系統(tǒng)的保溫 .399.2 空調(diào)系統(tǒng)的防腐 .40結(jié)結(jié) 論論 .4141參考文獻參考文獻 .4242致致 謝謝 .4343I摘 要本設計的對象是高級車空調(diào)系統(tǒng)。針對高級轎車的特點,本設計進行了一整套空調(diào)系統(tǒng)設計,以奧迪 A6 車體結(jié)構(gòu)為例,對空調(diào)系統(tǒng)的負荷計算、空調(diào)方式、設備選型等設計計算方法作了詳細的介紹。根據(jù)氣候參數(shù)和轎車運行的特點,用穩(wěn)態(tài)的方法計算出夏季冷負荷,然后按照計算出來的冷負荷大小選擇合適的空調(diào)機組。該轎車采用全功能型空調(diào)裝置,集制冷、除濕、采暖、通風、凈化的功能于一體

9、,既可在冬天提供暖氣,又可在夏季提供冷氣,其他季節(jié)還可以進行除霧、除霜、調(diào)節(jié)濕度、通風、除塵等工作。最后還對空調(diào)系統(tǒng)做了簡單的轎車控制系統(tǒng)、消聲減振設計、保溫與防腐設計。關(guān)鍵詞:高級轎車,空調(diào)系統(tǒng),負荷IIABSTRACTThis design object is senior car air conditioning system. According to the characteristics of limousines, this design for a set air conditioning system design, with Audi A6 bodywork structu

10、re as an example, to air conditioning system load calculation, air conditioning mode, equipment type selection of the design and calculation method is analyzed in detail. According to climate parameters and cars with the characteristics of the steady-state operation, the method is used to calculate

11、the cooling load of the summer, then according to the calculated the cooling load choose appropriate air conditioning units. This car adopts full functional air-conditioning unit, set refrigeration, desiccant, heating, ventilation, purifying function at an organic whole, can be in already winter hea

12、ting, but also provide provide air conditioning, other summer season and can be fogremoving, defrost, adjust the humidity, ventilation and dust removal, etc. Finally to air conditioning system made simple cars control system, silencing damping design, insulation and anti-corrosion design. KEYWORDS:

13、limousines, load, air conditioning system 1第 1 章 緒論1.1 設計概況本設計的主要內(nèi)容就是分別以中南部城市外部氣候條件作為奧迪 a6 轎車運行外界條件,再根據(jù)車內(nèi)設計參數(shù)以及車體結(jié)構(gòu)較完整的為下一步冷負荷計算做充分準備。1.2 車外設計計算參數(shù)在我國中、南部主要城市,夏季的平均最高氣溫為 34.9,平均最高相對濕度為64%,推薦車外空氣設計溫度:35,相對濕度:65%。冬季氣溫為:0,相對濕度為 55%。綜上所述,對于我國一般地區(qū)而言,車外設計參數(shù)可以選取干球溫度 35、濕球溫度 24來進行計算。1.3 車內(nèi)設計計算參數(shù)1.3.1 選取原則在確定

14、車內(nèi)設計參數(shù)時,舒適性無疑是最為重要的前提條件,但同時,還應結(jié)合國情和汽車豪華程度。因為車內(nèi)溫度在夏季時取最高限值,在冬季時取低限值,則可大大降低汽車的發(fā)動機負荷量,從而提高經(jīng)濟性,降低汽車運行成本,并節(jié)約能源。1.3.2 規(guī)范要求12采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范(GB50019-2003)規(guī)定:舒適性空氣調(diào)節(jié)室內(nèi)計算參數(shù),應符合如下表 1.3 規(guī)定:2表 1.3 舒適性空氣調(diào)節(jié)室內(nèi)計算參數(shù)參數(shù)冬季夏季溫度( C)18242228風速(m/s)0.20.3相對濕度(%)30604060工藝性空氣調(diào)節(jié)室內(nèi)溫、濕度基數(shù)及其允許波動范圍,應根據(jù)工藝需要及衛(wèi)生要求確定;活動區(qū)的風速:冬季不宜大于 0.3

15、m/s,夏季宜采用 0.20.5m/s;當室內(nèi)溫度高于 30C 時,可大于 0.5m/s.綜上所述:汽車空調(diào)參數(shù)如下表 1.4 所示。3表 1.4 汽車空調(diào)參數(shù)項 目夏 季冬 季車外溫度()3535.5-10-20車外相對濕度(%)6555車內(nèi)溫度()2812車內(nèi)相對濕度(%)40車內(nèi)空氣流速(m/s)0.30.40.150.25車內(nèi)新風量m3/(人)112025車內(nèi)噪聲(停車時)dB(A)70757075車內(nèi)外溫差()57車內(nèi)垂直方向溫差()251.4 車體計算參數(shù)奧迪 A6L 系一汽-大眾推出的國內(nèi)生產(chǎn)的技術(shù)最先進、性能最佳、國情適應性最強的高檔豪華商務車,奧迪 A6 融入了奧迪在全球最先

16、進的高科技獨家技術(shù),又進一步豐富了豪華的配置并賦予其超強的運動特性,從設計到性能無不體現(xiàn)出完美品質(zhì)。其特點是更豪華、更動感、更成熟。豪華主要體現(xiàn)在 BOSE 音響、電視/DVD 和冰箱上,而且都是世界一流名牌產(chǎn)品。更動感體現(xiàn)在運動座椅、方向盤上;更成熟體現(xiàn)在奧迪4A6 經(jīng)過多次成功的升級,不僅達到了一個全新的標準,而且可靠性很強。以奧迪A6L1.8T,乘坐人數(shù):5 為基本參數(shù);各基本尺寸如下表:表 1.5 車體的基本尺寸車體長(mm)車體寬(mm)車體高(mm)488619561475表 1.6 車體的基本尺寸車頂長度(mm)車頂寬度(mm)11001050表 1.7 車窗的基本尺寸后擋風玻璃

17、寬(mm)后擋風玻璃長(mm)8401750前擋風玻璃寬(mm)前擋風玻璃長(mm)8401750側(cè)門玻璃寬(mm)側(cè)門玻璃長(mm)7002800注意事項:1.夏季空調(diào)新風的計算溫度,應采用夏季空調(diào)室外計算干球溫度。2.自然通風、機械通風,應采用夏季通風的室外計算溫度和室外計算相對濕度。5第 2 章 負荷計算2.1 冷負荷計算13 汽車空調(diào)熱負荷計算的目的不僅在于可以為車輛空調(diào)系統(tǒng)的合理設計、選擇和匹配提供基本的依據(jù),而且在于通過對構(gòu)成熱負荷的各個組成部分的計算分析,探討各因素對冷負荷的影響,以尋求減少空調(diào)負荷的方法和途徑。本設計中雖然轎車所處的環(huán)境和空間隨時都發(fā)生著變化,其空調(diào)負荷必將受到

18、各種隨機因素影響,但是這里僅討論基本情況,因此該空調(diào)熱負荷的計算采用穩(wěn)態(tài)法進行估算。下面根據(jù)提供的基礎(chǔ)計算參數(shù),如氣候條件、運行速度、車體幾何尺寸、車體傳熱系數(shù)、太陽輻射等進行空調(diào)負荷計算。2.1.1 車體傳熱量 一、車體傳熱量 Q 可按下面公式進行計算:13Q1=ti 式(2.1)ikF 式中: Ki傳熱系數(shù); Fi車體各面的面積; ti車體對應的內(nèi)外溫差;二、計算過程:鋁合金的傳熱系數(shù)取 3.13W/m C,玻璃傳熱系數(shù)取 3.15 W/m C.客室內(nèi)外溫22差ti為 7 C。由表 1.5、1.6、1.7 的有關(guān)參數(shù)可計算出車體的外表面積為 9.05 m;2車窗面積為 2.94 m;車門玻

19、璃窗面積為 1.96 m;所以,可知材料為鋁合金的面積22為 9.05 m;材料為玻璃的面積為 4.9 m;226車體的熱量計算可按材料為鋁合金和玻璃來計算:1、材料為鋁合金的傳熱量 Q11可按 2.1 公式計算為:Q11=3.139.057=198.28W 2、材料為玻璃的傳熱量 Q12按 2.1 公式計算為:Q12=3.154.97=108.04W所以,車體的傳熱量 Q1為 Q11和 Q12之和,即:Q1= Q11+ Q12=198.28+108.04=306.32W2.1.2 太陽輻射得熱量一、太陽輻射熱量的一部分可以計算在窗的傳熱中,另一部分計算在車窗的透射中。車窗的太陽輻射透射作用引

20、起的得熱量 Q 可按下面公式進行計算:2 Q2=IFcS 式(2.2)I輻射強度,單位為 W/m;2透光系數(shù);Fc車窗的面積; S遮陽系數(shù);二、計算過程: 以重慶夏季的輻射強度 I 為 46.7 W/m為例;透光系數(shù)取 1;車窗面積前面2已經(jīng)計算出來,F(xiàn)c為 4.9 m;無遮陽時,遮陽系數(shù) S 取 1;2 上面這些參數(shù),代入公式 2.2 便可以計算出太陽輻射得熱量 Q ,即:2Q2=46.714.91=228.8W2.1.3 計算車內(nèi)人員散熱量一、車內(nèi)人員的散熱量可按下面公式來計算: Q =q nc 式(2.3)3rq 成年男子散熱量;rn車廂的人員數(shù);c群集系數(shù);二、計算過程:7由 UIC5

21、53-2004汽車通風、取暖與空調(diào)可得,車內(nèi)溫度為 27 C 時,成年男子的散熱量 q =115W;r 由上面各參數(shù)按公式 2.3 可計算出車內(nèi)人員散熱量,即:Q3=11550.955=549.13W2.1.4 計算設備散熱量車內(nèi)主要散熱設備有主輔發(fā)動機室、空調(diào)送風機的熱量。設備散熱量可按下面公式來計算:Q4=KF1FF1(tF1-tB) 式(2.4)式中 下角 F1指主發(fā)動機;FF1指主發(fā)動機室體積;tF1主發(fā)動機室的空氣溫度,一般比室外溫度高 20;tB室外溫度;K傳熱系數(shù);車內(nèi)電動機等用電設備發(fā)熱量為Q5=1000P式(2.5)式中 P用電器功率單位為 kW二、計算過程:一般取 K=11

22、W/(m2*K);用電器功率一般取 1.1kW;把這兩個參數(shù)代入公式2.4,2.5 就可以得到:Q4=111820=396WQ5=10001.1=1100W2.1.5 新風傳入車廂的熱量:一、新風入車廂的熱量可按下式計算:QV1=0.28nV(hH -hB)8式(2.6)式中 n乘員數(shù); V按人體衛(wèi)生標準,每人每小時需要的新風量,單位為 m3/(h人); 空氣密度,當 tH=35時,=1.146kg/ m3; hH、hB車內(nèi)外空氣比焓值。 QV2=0.28VL(hH -hB)式(2.7)式中 V 漏風量 L車門、車窗縫隙長 空氣密度,當 tH=35時,=1.146kg/ m3;hH、hB車內(nèi)外

23、空氣比焓值。 二、計算過程:取 n=5,V 取 30 m3/(h人),=1.146kg/ m3,根據(jù)室內(nèi)溫度 28,室外溫度35,相對濕度 50%查得車內(nèi)比焓值為 59h/kJkg-1,車外比焓值為 80h/kJkg-1;據(jù)有關(guān)資料介紹,當汽車車速為 40km/h,縫隙寬為 1.5mm 時,漏風量為 10m3/(hm);當縫隙寬增大為 3mm 時,漏風量為 17 m3/(hm)。取 V為 70m3/(hm);取 L為 10mm;根據(jù)公式 2.6,2.7 可得 QV1=0.285301.14621=1010.77W QV2=0.2870101.14621=4692.2W Q6= QV1 +QV2

24、=5702.97W總的熱量Q= Q1+ Q2+ Q3+ Q4+Q5+Q6=306.32+228.8+549.13+396+1100+5702.97=8.3KW三、各種計算熱量值統(tǒng)計如下表 2.1:9表 2.1 熱量匯總表總熱量(KW)8.3KW2.2 濕負荷計算濕負荷是指空調(diào)車廂內(nèi)的濕源(主要指人體散濕、食品或其他物料的散濕、室外空氣帶入的濕量等)向室內(nèi)的散濕量,也就是維持室內(nèi)含濕量恒定需從車廂內(nèi)除去的濕量。本設計只考慮車體內(nèi)乘員的散濕量。查表可知,在 27下,一成年男子的散熱濕量為 75g/h,因設定乘客數(shù)為 5;故:車體內(nèi)總濕量為 Qs=75n=755=375g/h2.3 車室內(nèi)采暖耗熱量

25、計算7夏季汽車室內(nèi)由于有各種熱源,使車室內(nèi)產(chǎn)生熱量,為了消除熱量,需要采用制冷裝置產(chǎn)生制冷量,形成用以平衡熱量的冷負荷。冬季情況恰恰相反。由于車外環(huán)境的空氣溫度低,車內(nèi)溫度高,車室內(nèi)外存在溫差,必然由高溫向低溫傳熱。若沒有隔熱維護措施和補充熱量,最終結(jié)果使車內(nèi)外溫度相等,影響了車內(nèi)的舒適性。因此,必須向車內(nèi)補充加熱量,平衡車內(nèi)的耗熱量,這就形成了汽車空調(diào)的熱負荷。Qh=Qa+Qb+Qc+Qd+Qe+Qp+Qf式中 Qh汽車空調(diào)耗熱量,單位為 W; Qa車身頂部耗熱量,單位為 W; Qb玻璃窗、門耗熱量,單位為 W; Qc車身裙部耗熱量,單位為 W;車體傳熱量 Q1 (W)輻射得熱量 Q2 (W

26、)人體散熱量 Q3 (W)設備散熱量 Q4+Q5(W)新風入車廂的熱量 Q6(W)306.32228.8549.1314965702.9710 Qd車室內(nèi)地板耗熱量,單位為 W; Qe冷空氣滲透耗熱量,單位為 W; Qp車室內(nèi)乘員人體散熱量,單位為 W; Qf汽車前風窗除霜耗熱量,單位為 W;2.3.1 車身頂部耗熱量車身頂部耗熱量 Qa按下式計算 Qa=KaFata式中 Ka車身頂部傳熱系數(shù),單位為 W/(m2*K);Fa 取 Fa車身頂部傳熱面積,單位(m2); ta車室內(nèi)外空氣溫差,單位;車內(nèi)頂部溫度取 21 ,車外空氣溫度取 5。鋁合金的傳熱系數(shù)取3.13W/m C,玻璃傳熱系數(shù)取 3

27、.15 W/m,F(xiàn)a取 9.05 m;222計算過程如下: Qa=3.13*9.05*16=453W2.3.2 玻璃門、窗耗熱量玻璃門、窗耗熱量 Qb按下式計算 Qb=KbFbtb式中 Fb玻璃窗、門傳熱總面積,單位為 m ;2 Kb玻璃窗、門傳熱系數(shù),一般取 Kb=6.4W/(m2*K); tb車室內(nèi)外空氣溫差,單位為; Kb取 6.4 W(m2*K),F(xiàn)b取 4.9 m ,室內(nèi)外溫差取 16;2計算過程如下: Qb=6.4*4.9*16=501WQc已經(jīng)包含在 Qa中;Kd一般取 8.14W/(m2*K),td取 3 ,F(xiàn)d取 3.5 m2同理可得 Qd=8.14*3.5*3=85W;11

28、2.3.3 冷空氣滲透耗熱量冷空氣滲透耗熱量 Qe按下式計算Qe=0.28*Gecte式中 Ge新風量和漏泄風量,單位為 m3/h; 空氣密度,取為 1.29kg/ m3; C空氣比熱容,取為 1.0051.009KJ/(kg*); te室內(nèi)外溫差,單位; 計算過程如下:取 Ge為 170m3/h, 為 1.29kg/ m3,c 取 1.005 KJ/(kg*),te取 16故: Qe=0.28*170*1.29*1.005*16=987W;2.3.4 汽車前風窗除霜耗熱量 汽車前風窗除霜耗熱量 Qf按下式計算 Qf=0.28*Gfctf式中 Gf除霜風量,單位為 m3/h。其他與 Qe計算式

29、中相同計算過程:Gf取 20m3/h, 為 1.29kg/ m3,c 取 1.005 KJ/(kg*),tf取 16; Qf=0.28*20*1.29*1.005*16=90W;2.4 采暖耗熱量匯總采暖耗熱量 Qh=Qa+Qb+Qc+Qe+Qf=453+501+987+90=2.03KW;12第 3 章 空調(diào)方案的確定3.1 確定空調(diào)方案汽車空調(diào)是空氣調(diào)節(jié)工程的一個重要分支,是空氣調(diào)節(jié)技術(shù)在汽車上的應用,是創(chuàng)造車室內(nèi)舒適環(huán)境的技術(shù)。同時也是伴隨著汽車技術(shù)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物,且將隨著汽車工業(yè)的發(fā)展進一步完善。目前汽車空調(diào)已成為提高汽車乘坐舒適性的一種重要手段,并被廣大汽車制造商及乘客所認可,

30、汽車空調(diào)裝置正成為乘用車和商用車得重要標準配置之一。1.奧迪 A6 轎車空調(diào)系統(tǒng)方案奧迪 A6 轎車室內(nèi)環(huán)境特點:跟大部分高級轎車一樣,奧迪 A6 室內(nèi)空間也是有限的,人均占有空間也是不大的。因此室內(nèi)空氣質(zhì)量相對較差,需要空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)來改善車內(nèi)的環(huán)境,達到令用戶滿意的乘坐舒適性要求。在影響舒適性因素中溫度、濕度、清潔度和新鮮空氣量等對乘客的影響最大。2.空調(diào)設計方案本車空調(diào)系統(tǒng)采用全功能型空調(diào)系統(tǒng),控制系統(tǒng)采用手動與自動于一體的全自能化控制系統(tǒng)。壓縮機采用由主機直接帶動的方式,即非獨立式,工作方式選擇為連續(xù)運行式。采用整體式風箱,將蒸發(fā)器芯、加熱器芯、風機和各種風門裝在一個殼體內(nèi)。裝在儀表板下

31、方,冷暖系統(tǒng)同時工作。并采用內(nèi)外混合循環(huán)方式利用混合空氣循環(huán)。冷凝器布置在車頭水箱前面。蒸發(fā)器采用儀表板式,儲液缸安裝在冷凝器旁邊。3.方案論證全功能型汽車空調(diào)集制冷、除濕、采暖、凈化于一體,既可供冷氣,又可供暖氣,還可進行通風、除塵。冷暖分開型和冷暖合一型的缺點是冷風機只能降溫、除濕,不能調(diào)節(jié)送風的相對濕度。夏季,當車內(nèi)需要冷風時,風機吸入外界的濕熱空氣,經(jīng)過蒸發(fā)器的冷卻、除濕,變成冷風送入車內(nèi)。然而,這種脫去冷凝水而吹出來的冷風,盡管13絕對含濕量減少了,但相對濕度卻在 95%以上,這種冷而濕的風吹到乘員身上,并不舒適;因此必須設法在冷風吹出來之前降低其相對濕度。簡單的辦法就是將冷卻除濕后

32、的空氣適當加熱,如圖 3.1,在蒸發(fā)器和加熱器之間設置了一個可以連續(xù)調(diào)節(jié)的混合風門。從蒸發(fā)器流出來的空氣可以隨混合風門的開閉,部分或全部通過加熱器。流過加熱器和不流過加熱器的空氣先混合,再經(jīng)風門送出。夏季,可以通過調(diào)節(jié)混合風門的開度來調(diào)節(jié)冷濕空氣的再加熱程度。冬季可以通過調(diào)節(jié)混合風門的開度調(diào)節(jié)暖風的溫度。混合風門的設置大大改善了對空氣相對濕度的調(diào)節(jié)能力。4、空氣處理過程全功能型空調(diào)空氣處理圖 3.1.4 14第 4 章 確定送風溫差、送風狀態(tài),計算送風量4.1 確定送風溫差送風溫差是根據(jù)室溫允許波動范圍(即恒溫精度)選取的,由參考文獻可得送5風溫差與室溫允許波動范圍之間的關(guān)系,見表 4.1.表

33、 4.1 送風溫差室內(nèi)允許波動范圍送風溫差0.1-0.22-30.53-61.06-10人工冷源:151.0天然冷源:可能的最大值 本設計中對空調(diào)精度要求不高,所以對送風溫差也無嚴格控制,為減少能耗,采用露點送風方式。4.2 新風量計算13一、新風量通常應滿足下面三個條件:1、衛(wèi)生要求;2、補充局部排風量;3、保證車內(nèi)的正壓;在全空氣系統(tǒng)中,通常取上述要求計算出新風量中的最大值做為系統(tǒng)的最小新風量。如果計算所得的新風量不足系統(tǒng)送風量的 10,則取系統(tǒng)送風量的 10。二、新風量計算公式: Gx=ngx 式(4.1)式中:Gx新風量 m3/h;15n人數(shù);gx人員所需最小新風量 m/h人;三、計算

34、過程 車廂內(nèi)的定員人數(shù)為 5 人;查找有關(guān)圖表,取最小風量為 20m/h人;將數(shù)值代入公式(4.1)就可以得出新風量:Gx=520=100m/h4.3 夏季送風狀態(tài)和送風量一、具體步驟:1、在 h-d 圖上找出夏季室內(nèi)空氣狀態(tài)點 N;2、根據(jù)計算出的夏季室內(nèi)冷負荷 Q 和濕負荷 W 計算出熱濕比 =Q/ W ,再通過11N 點畫出過程線 ;3、確定夏季室外狀態(tài)點 W ;4、采用露點送風,過程線 與=90%線的交點 s 即為送風狀態(tài)點;5、按下式計算送風量kg/s 式(4.2)1000ddWhhQGSNNsS6、根據(jù)新風量的確定原則,求出新風量 Gx;7、求出回風量 Gh,Gh=Gs-Gx;8、

35、求出新、回風的混合點 M,它應在 W 與 N 的連線上,M 點焓值計算公式如下:;sNhWXMGhGhGh9、計算新風負荷:Qx=Gx(hW-hN);10、空調(diào)機的總耗冷量:Q 總=Q+Qx;二、計算的具體過程: 確定全空氣系統(tǒng)夏季送風狀態(tài)和送風量。房間冷負荷 Q=8.3kw,濕負荷Wx=0.1g/s;1、在圖 4-1 中,根據(jù)根據(jù) tn=27及n=50%確定室內(nèi)狀態(tài)點 N,hN=58kJ/kg;2、熱濕比 =Q/W1=8.31000/0.1=83000;3、根據(jù)夏季空調(diào)室外計算干球溫度 td=36.5和夏季空調(diào)室外計算濕球溫度ts=27.3,確定室外狀態(tài)點 W ,hw=85kJ/kg;164

36、、過 N 點畫出過程線 =83000 與=90% 的相對濕度線相交于 s 點,s 點即為送風狀態(tài)點得 ts=19.2,hs=48.5kJ/kg;5、送風量 MS=Q/(hN-hs)=8.3/(58-48.5)=0.045kg/s;換算一下,取此時空氣的密度為 1.29kg/m ,則 MS=0.0451.293600=208m /h;33圖 4.1 全空氣夏季空氣處理 h-d 圖4.4 新風負荷計算一、夏季空調(diào)新風冷負荷計算公式:Q5=Gx(hw-hn) 式(4.3) 式中:Q5夏季新風冷負荷 kw; Gx新風量 kg/s; hw室外空氣焓值 kJ/kg; hn室內(nèi)空氣焓值 kJ/kg:二、計算

37、過程: 新風量前面已經(jīng)計算出來為 100m/h,換算一下為 0.02kg/s;室外和室內(nèi)空氣焓值前面已經(jīng)通過計算和查表得出為:hw = 85kJ/kg,hN=58kJ/kg;將數(shù)值代入公式 4.3,便可以得到:Q5=0.02(85-58)=0.54kw.三、回風量的計算:回風量的計算公式為 Gh= MS-Gx;則回風量 Gh= MS-Gx=202-100=102m3/h四、求混合點 M 的比焓值17kgkj /4.712028510285100MhGhGhsNhWXM4.5 送風量、新風量及新風負荷、總負荷匯總前面已經(jīng)計算出送風量 Ms=202m3/h;新風量 Gx=100m3/h;新風負荷

38、Q5=0.54 KW;總負荷 Q =8.3 kw;制成表格如上表 4.2,與負荷計算中新風符合相差不大,在總誤差允許范圍內(nèi),說明計算正確。如下表 4.2。表 4.2 風量以及負荷總匯送風量(m3/h)新風量(m3/h)新風負荷(KW)總負荷(KW)2021000.548.318第 5 章 空調(diào)設備的選型5.1 空調(diào)設備的主要性能一、冷量 空調(diào)系統(tǒng)的冷量,應根據(jù)所服務空間的同時使用情況、系統(tǒng)的類型及調(diào)節(jié)方式,按客室逐時冷負荷的綜合最大值和客室夏季負荷的累積值確定,并應計入新風冷負荷以及風管引起的附加冷負荷。二、風量 滿足根據(jù)設計計算得出的送風量和送風狀態(tài),此外,還要滿足對新風量的要求。三、機外余

39、壓 機組的機外余壓應能滿足克服風管的沿程阻力損失,局部阻力損失以及出口動壓損失之和的要求。在考慮了設計計算和安裝過程中可能造成的、漏風所形成的附加壓力損失等因素,因此在一般的通風空調(diào)工程中,機組的機外余壓宜考慮 10%15%的附加值。5.2 空調(diào)設備的選擇5.2.1 壓縮機的選型計算及其他部件的選擇131.確定壓縮機的的排氣壓力,吸氣壓力,排氣比焓及溫度(1) 在這里忽略壓縮機吸氣管路和排氣管路的壓力損失,根據(jù)任務書中的已知條件可知制冷劑 R134a 在額定空調(diào)工況下壓縮機的吸氣壓力和排氣壓力分別為: Pd=1700Kpa PS= 349.63KPa。(2) 根據(jù) PS 和 ts,查表 R13

40、4a 過熱蒸氣的熱力性質(zhì)表得:壓縮機吸氣口制冷劑比焓hs=405.97KJ/Kg,比體積 s=0.05976m3/Kg,比熵 SS=1.737KJ/(KgK)。19(3)根據(jù) PS 和 SS,查 R134a 過熱蒸氣的熱力性質(zhì)表得:壓縮機等比熵壓縮制冷劑比焓hd,s=435.58 KJ/Kg。(4)額定空調(diào)工況下壓縮機的指示效率 i為:i=Te/Tc+b*te=(5+273.15)/(60.5+273.15)+0.0025=0.844(5)額定工況下,壓縮機的排氣比焓為:hd=hs+(hd,shs)/i=405.97+(435.58405.97)/0.844=441.05KJ/Kg(6)根據(jù)

41、Pd和 hd,查 R134a 過熱蒸氣的熱力性質(zhì)表得:額定工況下壓縮機的排氣溫度td=71.4。2.計算額定空調(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,=tctsc=60.55=55.5。(2)蒸發(fā)器出口制冷劑氣體溫度為:t1=te+tsh=5+5=10。(3)按 t4,查表有:蒸發(fā)器進口制冷劑比焓 h5,=h4,=280.67KJ/Kg,按 t1和 Pe查表有:蒸發(fā)器出口制冷劑比焓 h1=hs=405.97KJ/Kg。(4)在額定空調(diào)工況下,蒸發(fā)器的單位制冷量 qe,s 為:qe,s=h1h5,=405.97280.67=125.3KJ/Kg。(5

42、)穩(wěn)態(tài)工況,制冷系統(tǒng)所需制冷器應與車廂熱負荷平衡,計算是應留有一定的余量,以考慮實際情況與車廂熱負荷平衡是可能存在的差距。設該余量為 10%,則制冷系統(tǒng)所需制冷量 Qe,s為: Qe,s=1.1Qs=1.18300W=9130W3.將額定空調(diào)工況下制冷系統(tǒng)所需制冷量換算成壓縮機所需制冷量(1)額定空調(diào)工況下制冷系統(tǒng)所需制冷劑的單位質(zhì)量流量 qm,s 為: qm,s=Qe,s/qe,s=9130/125.3=0.0728Kg/s(2) 額定空調(diào)工況下壓縮機的單位質(zhì)量制冷量 qe,c 為:qe,c=hsh5/=405.97280.67=125.30KJ/Kg(3)額定空調(diào)工況下壓縮機的單位體積制冷

43、量 qv,c 為:qv,c=qe,c/s=125.30/0.05976=2096.72KJ/m3(4)對于穩(wěn)態(tài)過程,制冷系統(tǒng)中各組成部件的制冷劑質(zhì)量流量應當一致,因而額定空調(diào)工況壓縮機的制冷劑質(zhì)量流量應為:20 qm,c=qm,s=0.0728Kg/s。 該工況壓縮機所需制冷量 Qe,c=qe,cqm,c=125.300.0728=9.12Kw。4.將額定空調(diào)工況下壓縮機制冷量換算成測試工況壓縮機制冷量(1) 壓縮機的測試工況條件:制冷劑冷凝溫度 tc,t=60.5;制冷劑的蒸發(fā)溫度 te,t=5;膨脹閥前制冷劑液體過冷度tsc,t=0;壓縮機的吸氣溫度 ts,t=t1=7;壓縮機的轉(zhuǎn)速n=1

44、800r/min;不考慮壓縮機吸氣管路及排氣管路的壓降。(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,得測試工況下制冷劑的蒸發(fā)壓力和冷凝壓力分別為:Pe,t=349.63KpaPc,t=1700KPa 壓縮機吸氣壓力 Pst=pe,t =349.63KPa.壓縮機的排氣壓力 Pd,t=Pc,t =1700KPa。(3)根據(jù) ts,t 和 Ps,t,查表有壓縮機測試工況下吸氣比焓 hst=402.0KJ/Kg,吸氣比體積st=0.05881m3/Kg,吸氣比熵 Ss,t=1.724KJ/(KgK)。(4)根據(jù)膨脹閥前制冷劑液體溫度 t4=tc,

45、t-tsc,t=60.5,查表得膨脹閥前制冷劑液體比焓 h4=288.72KJ/Kg。(5)測試工況壓縮機的單位質(zhì)量制冷量:qe.t=hs.t-h4=402.0-288.72=113.28 KJ/Kg。(6)測試工況壓縮機單位體積制冷量 qv,t 為:qv,t=qc,t/st=113.28/0.05881=1926.20KJ/m3。(7)由于額定空調(diào)工況下和測試工況下的冷凝壓力(冷凝溫度)蒸發(fā)壓力(蒸發(fā)壓力),排氣壓力及吸氣壓力均可相同,則兩種工況壓縮機的輸氣系數(shù)也相同,即:t=c。于是所選壓縮機在測試工況下所需制冷量是: Qe,t=Qe,c(t/c)(qv,t/qv,c)=9.1211926

46、.20/2096.72=8.38Kw。5.測試工況壓縮機所需制冷劑單位質(zhì)量流量 qm,t 為qm,t=Qe,t/qe,t=8.38/113.28=0.0739Kg/s。6.確定測試工況下壓縮機所需軸功率(1)根據(jù) Pd,t 和 Ss,t,查表得壓縮機等比熵壓縮下的制冷劑比 hd,s=434.08KJ/Kg,制冷劑溫度 td,s=66.25。(2)測試工況下壓縮機單位等比熵壓縮功 Wts,t 為: Wts,t=hd,shs,t=434.08402.0=32.08KJ/Kg。(3)測試工況下壓縮機的理論等比熵功率 Pts,t為:Pts,t=Wts,tqm,t=32.080.0739=2.364Kw

47、。(4)測試工況壓縮機指示效率 i,t為:21 i,t=Te,t/Tc,t+bte,t=(5+273.15)/(60.5+273.15)+0.0025=0.844。(5)測試工況壓縮機指示功率 Pi,t為:Pi,t=Pts,t/i,t=2.364/0.844=2.8006Kw。(6)測試工況下壓縮機摩擦功率 Pm,t為:Pm,t=1.3089D2SinPm10-5=1.3089(25.410-3)2 28.110-37 18000.5010510-5=0.1495Kw。(7)測試工況下,壓縮機所需軸功率 Pe,t 為:Pe,t=Pi,t+Pm,t=2.8006+0.1495=2.95KW。7.

48、根據(jù)壓縮機的轉(zhuǎn)速 n 的指定值和 Qe,t,Pe,t,qm,t 的計算結(jié)果粗選擇壓縮機的型號 當 Qe,t=8.38KW,qm,t=0.0739Kg/s 時,壓縮機氣缸工作容積大約在 160cm3左右,試選取壓縮機型號是 7SB16。根據(jù)壓縮機的計算,查其產(chǎn)品使用說明書知理論排氣量 Vth=161cm3/r;制冷量可達 Qet=6KW;質(zhì)量輸氣量 qmr,t=0.080866Kg/s0.07039Kg/s;壓縮機的軸功率Pe,t=1.8062.1095KW。 結(jié)果表明,在考慮壓縮機吸氣管路和排氣管路壓力損失的條件下,所選 7SB16 型壓縮機的質(zhì)量輸氣量大于計算結(jié)果,壓縮機軸功率小于計算結(jié)果,

49、在制冷量上也基本符合要求,是能與所指定的車用空調(diào)系統(tǒng)相匹配的。該壓縮機具體參數(shù)如下表 5.2.1:表 5.2.1 壓縮機具體參數(shù)排量 cm3/r缸數(shù)缸徑mm行程mm最高轉(zhuǎn)速 r/min制冷劑冷凍機油161528.6928.19200R134aND-8250cc其他部件根據(jù)系統(tǒng)匹配選擇類型如表 5.2.222表 5.2.2 各個部件類型冷凝器平行流冷凝器儲液干燥器吸氣式儲液干燥器蒸發(fā)器層疊式蒸發(fā)器電子膨脹閥H 型膨脹閥23第 6 章 空調(diào)通風與凈化裝置由于汽車車廂比一般居室窄小得多,并且車廂內(nèi)乘員密度大,呼吸排出的 CO2、蒸發(fā)的汗液、吸煙的煙霧以及從車外進入的灰塵等很容易使車廂內(nèi)的空氣污濁,對

50、人體健康造成危害。即使車廂內(nèi)的溫度和濕度合適,也不能消除污濁空氣進入帶來的不舒適感,因此對車廂內(nèi)進行通風換氣是十分必要的。在空調(diào)汽車車廂里,經(jīng)過處理的空氣由送風口進入車廂,與車廂里的空氣進行熱交換后經(jīng)回風口排出??諝獾倪M入或排出,必然引起車廂內(nèi)空氣的流動。因此,空調(diào)汽車除了要有合適的空氣溫度和相對濕度外,還應對空氣溫度與風速的均勻程度,也就是對車廂里的溫度場和速度場有一定的要求。車廂里的溫度場、速度場受車廂內(nèi)氣流流動狀況和分布情況的影響很大,必須合理地組織車廂內(nèi)空氣的流動,使車廂里空氣的溫度、濕度、流速符合人體工程學要求。通常把對車廂里氣流流動和分布的控制稱為氣流組織。氣流組織的任務是合理地組

51、織室內(nèi)空氣的流動,使室內(nèi)空氣的溫度、濕度、流速等能更好地滿足工藝工程和符合人們的舒適感覺。 氣流組織合理與否,與送風口和回風口的位置、形式、大小、送風氣流的流態(tài)和運動參數(shù)(主要指送風溫差、送風口直徑、送風速度等)、車廂等多種因素有關(guān)。其中送風口的形式、結(jié)構(gòu)及送風管道的設計與布置合理與否,對車廂內(nèi)氣流組織的影響較大。 通風裝置的作用是在汽車運行中從車外引入一定量的新鮮空氣,并將車內(nèi)的污濁空氣排出車廂外,同時還可以防止風窗玻璃起霧。工作區(qū)的風速也是影響舒適的一個重要因素。在溫度較高的場所通??梢杂锰岣唢L速的辦法來改善熱舒適環(huán)境。但是大風速通常是令人厭煩的,實驗表明,風速在0.5m/s 以下時,人沒

52、有太明顯的感覺。各國的規(guī)范、標準或手冊中對工作區(qū)的風速都有規(guī)定。我國規(guī)范規(guī)定:舒適性空調(diào)冬季室內(nèi)風速不應大于 0.2m/s,夏季不應大于0.3m/s;工藝性空調(diào)冬季室內(nèi)風速不宜大于 0.3m/s,夏季宜采用 0.20.5m/s,當室內(nèi)溫度高于 30時,可大于 0.5m/s。246.1 送風系統(tǒng)設計原則在設計送風系統(tǒng)時,要注意送風溫度與送風溫差,送風方式和送風口型式的選取。具體要求如下:送風溫度與送風溫差1.送風溫度:夏季為了防止送風口附近產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象,一般應使送風干球溫度高于室內(nèi)空氣的露點溫度 23.2.送風溫差:空調(diào)系統(tǒng)夏季的送風溫差,應根據(jù)送風方式、風口類型、安裝高度、氣流路線長度、貼附情

53、況等因素確定。在滿足舒適或工藝要求的前提下,送風溫差應盡量加大;工藝性空調(diào)的送風溫差,一般按表 6.1 確定。一般舒適性空調(diào)的送風溫差,宜根據(jù)以下原則確定:送風高度 H5m 時,送風溫差t10;送風高度 H5m 時,送風溫差t15;當送風高度大于 10m 時,應按計算確定。表 6.1 工藝性空調(diào)的推薦送風溫差表室內(nèi)允許波動范圍()送風溫差()備注11516100.536控制區(qū)域處于下送氣流的擴散區(qū)時,送風溫差應通過計算確定二、送風方式和送風口型式1、室內(nèi)對溫濕差的區(qū)域偏差無嚴格要求時,宜采用百葉風口或條縫型風口進行側(cè)送;當室溫允許波動范圍1時,側(cè)送氣流宜貼附;當室溫允許波動范圍0.5時,側(cè)送氣

54、流應貼附。2、當空調(diào)房間內(nèi)的設備對側(cè)送氣流有一定阻擋或單位面積送風量過大,致使工作區(qū)的風速超出要求范圍時,不宜采用側(cè)送。3、當室內(nèi)單位面積送風較大,且有吊平頂可供利用時,宜采用圓型、方型或條縫型散流器下送,或采用孔板下送。4、當單位面積送風量很大,而工作區(qū)又需要保持較低風速或?qū)^(qū)域溫差有嚴格要求時應采用孔板送風。255、室溫允許波動范圍等于或大于 1時,宜采用噴口送風。噴口送風時的送風溫差宜取 812。6、當送風量很大,無法安排過多的送風口,或需要直接向工作區(qū)送風時,宜采用旋流風口送風。7、當室內(nèi)的散熱量較大時,且產(chǎn)熱設備的上部帶排熱裝置時,宜采用地板下送風。8、變風量空調(diào)系統(tǒng)的送風末端裝置,

55、在風量改變時應保證室內(nèi)氣流分布不受影響,并滿足空調(diào)區(qū)的溫度、風速的基本要求。9、選擇低溫送風口時,應使送風口表面溫度高于室內(nèi)空氣露點溫度 12.10、側(cè)送風口的設置,宜沿室內(nèi)平面中的短邊分布;當室內(nèi)的進深很長時,宜采用雙側(cè)對送,或沿長邊布置風口。11、本設計采用無風道綜合通風送風方式,在儀表板及車后部設計送風口,使溫度更加均勻。綜合通風雖然結(jié)構(gòu)復雜,但省電,經(jīng)濟好,運行成本低。特別是在春秋季節(jié)的天氣,用動壓通風導入涼爽的外氣,以取代制冷系統(tǒng)工作,同樣可以保證舒適性要求。6.2 氣流組織方式 轎車空調(diào)對車內(nèi)的溫、濕度有一定的精度要求。除要求有均勻、穩(wěn)定的溫度場和速度場外,有時還要控制噪聲水平和含

56、塵濃度。這些都直接受氣流流動和分布狀況的影響。這些取決于送風口結(jié)構(gòu)形式、尺寸、送風的溫度、速度和氣流方向、送風口的位置等。應根據(jù)空調(diào)要求,結(jié)合汽車結(jié)構(gòu)特點和設備布置條件,合理地確定氣流組織形式,按照送回風口位置的互相關(guān)系和氣流方向設計氣流組織形式。本設計采用中送風中回風氣流流型,此種方式具有明顯的節(jié)能效果氣流分布如圖 6.226圖 6.2 客室內(nèi)氣流組織分布圖6.3 風口的選擇一、送風口空調(diào)設計中,無論是供冷風還是供熱風,最終都要用風口形式把冷(熱)風送至被空氣調(diào)節(jié)的區(qū)域。因此,正確選擇風口是十分重要的。奧迪 a6 送風口的選擇與布置受到車體內(nèi)的空間與視覺美觀的限制,同時還要盡可能保證良好的氣

57、流組織。風口有多種不同形式,最常用的大致為類:側(cè)送風噴射式送風口、車內(nèi)座椅誘導式送風口。二、本設計中的送風口如圖 6.3:風口布置圖 6.3桶型出風口,經(jīng)濟而簡單。通常有一套可動的葉片和軸,整體可以繞軸轉(zhuǎn)動。風口與空調(diào)處理機組、蒸發(fā)器+加熱器+風機組成一個部件,裝在車內(nèi)儀表板下方,通過格柵27中轉(zhuǎn)動片可調(diào)節(jié)風量、風向,并借助風扇的速度調(diào)節(jié)、控制風速和風量。葉片間距會影響到對氣流的限制和渦流損失,一般要求在 4 到 12mm 之間。大于 12mm 或小于4mm,則需要進行 CFD 分析。為了保持各個出風口風量的均衡性,每個出風口的面積差異不應超過 3cm2。中型轎車:出風口總有效面積至少達到 1

58、40cm2 (最大推薦風量在125l/s 左右)。根據(jù)以上基本標準合理分配風口面積。三、回風口由于回風口附近的氣流流速急劇下降,對車內(nèi)氣流組織影響不大,因而回風口構(gòu)造比較點單,類型也不多。最簡單的就是在孔口上裝金屬網(wǎng)以防止雜物被吸入?;仫L口有時裝有格柵或活動百葉進行回風量調(diào)節(jié)。1、回風口的選擇回風口的形狀和位置根據(jù)氣流組織要求而定,對于本設計而言,可設置在車內(nèi)駕駛室的下方。6.4 空氣凈化裝置汽車空調(diào)系統(tǒng)采用的空氣凈化裝置通常有空氣過濾式和靜電集塵式兩種。前者是在空調(diào)系統(tǒng)的出風口和回風口設置空氣濾清裝置,它僅能濾除空氣中的灰塵和雜物,因此,結(jié)構(gòu)簡單,只需定期清理過濾網(wǎng)上的灰塵和雜物即可,故廣泛

59、用于各種汽車空調(diào)系統(tǒng)中。后者側(cè)是在出風口的過濾器后在設置一套靜電集塵裝置或單獨安裝一套用于凈化車內(nèi)空氣的除塵裝置。它除具有過濾和吸附煙塵等微小顆粒的雜質(zhì)作用外,還具有除臭、殺菌、產(chǎn)生負氧離子以使車內(nèi)空氣更為新鮮潔凈的作用。由于其結(jié)構(gòu)復雜,成本高,所以,只用于高級轎車和旅行車上。本設計中采用靜電集塵式,以滿足高級轎車所需空氣要求。 靜電除塵是利用高壓電極產(chǎn)生高壓電場,對空氣進行電離,使塵粒帶電,然后在電場作用下產(chǎn)生定向運動,沉降在正、負電極板上而實現(xiàn)對空氣的過濾除塵??照{(diào)和通風工程中常用的靜電除塵器為兩段結(jié)構(gòu):第一段為電離段;第二段為集塵段,其結(jié)構(gòu)如圖 6.4 所示28電離段等距離平行安裝流線形

60、管柱(或平行板)接地電極,極板問布有幾十6.4 靜電除塵器原理圖根直徑為 0.2mm 針形細線,其材料為鎢細線,稱為電暈極。當放電線加上 l012kV直流電壓時,在鎢絲電極附近產(chǎn)生空氣電離及發(fā)生輝光現(xiàn)象,在電極周圍充滿電離的電子和正離子。在電場力作用下,電子移向正極電暈極,并和經(jīng)過的塵埃碰撞而帶上負電荷。然后帶負電荷的塵埃進入由板狀電極構(gòu)成的集塵段,在 57kV 高壓直流電的作用下,極板間形成均勻電場,帶負電荷塵埃定向被正極吸附,空氣得到除塵。如圖 6.5 所示為一靜電集塵式空氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖,其工作過程如下:圖 6.5 靜電集塵式空氣凈化裝置結(jié)構(gòu)示意圖1)由粗濾器除去空氣中較粗的塵粒。

61、 2)由靜電集塵器吸附細微塵埃。29 3)通過活性炭濾清器除去煙氣和臭氣。 4)再由負離子發(fā)生器供給負離子。 5)最后由鼓風機將凈化的空氣送入車內(nèi)。粗濾器用于過濾粗大的雜質(zhì)。靜電集塵器則以靜電集塵方式把微小的顆粒塵埃、煙灰及汽車排出的氣體中含有的微粒吸附在集塵板上。滅菌燈用于殺死吸附在集塵板上的細菌,它是一只低壓水銀放電管,能發(fā)射出波長為 353.7m 的紫外光線,其殺菌能力約為太陽紫外光線的 l5 倍。除臭裝置用于除去車廂內(nèi)的汽油及香煙等氣味。6.5 空調(diào)軟管設計汽車空調(diào)制冷管路設計應符合下列標準要求:QC/T 6642000 汽車空調(diào)(HFC-134a)用軟管及軟管組合件QC/T 6652

62、000 汽車空調(diào)(HFC-134a)用充注接口QC/T 6662000 汽車空調(diào)(HFC-134a)用密封件QC/T 6692000 汽車空調(diào)(HFC-134a)用管接頭和管件應滿足技術(shù)協(xié)議中相關(guān)要求,符合總布置方案和結(jié)構(gòu)要求,盡量采用標準件、通用件。1.管路走向應合理,與相鄰管路盡可能保持平行,避免交叉,避免急轉(zhuǎn)彎。2.優(yōu)化路線,應盡量縮短制冷管路的長度。3.安裝在不同懸置體上的空調(diào)部件之間的制冷連接管必須要有一段軟管段。4.軟管總成的連接要能保持軟管兩端呈自然狀態(tài),不能使軟管造成扭曲,不能因被連接件的運動而使軟管偏離其軸線所在平面。5.要保證軟管彎曲時能有足夠的彎曲半徑。6.與壓縮機相連的

63、軟管安裝面的軸線方向應與壓縮機振動方向一致。7.要保證硬管彎曲時能有足夠的彎曲半徑,避免因彎曲半徑過小形成凹癟。8.制冷管穿過車身壁面時必須要有密封防護措施。9.制冷管路應裝拆方便,有足夠的操作空間。10.制冷軟管應遠離熱源、旋轉(zhuǎn)、振動及尖角部件,必要時應采取隔離措施(如隔板、護套)。11.制冷管路上加設壓力開關(guān)、加注閥、后電磁閥等部件時,應考慮進行維修作業(yè)的方便性和裝拆方便性。3012.軟長的制冷管路應在車身上設立安裝固定點,安裝固定要牢靠,應允許管子可作微量位移,軟管部分不能直接與金屬部件相連。根據(jù)以上準則,選取符合規(guī)格的軟管。31 第 7 章 空調(diào)的自動控制調(diào)節(jié)與保護 自動控制空調(diào)能根據(jù)

64、駕駛員所設定的溫度不斷檢測車內(nèi)外溫度、太陽輻射等車內(nèi)外環(huán)境的變化,自動調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速、進氣模式、工作模式和壓縮機的運行等,保持車內(nèi)溫度和濕度在設定范圍內(nèi),獲得最佳的舒適性。自動控制空調(diào)按控制精度的不同可以分為半自動控制空調(diào)和全自動控制空調(diào)兩類,按執(zhí)行元件的不同可以分為電控氣動空調(diào)和電腦控制空調(diào)。半自動控制空調(diào)無自診斷功能,沒有提供故障碼存儲器,傳感器數(shù)量少,控制精度差;全自動電腦控制空調(diào)具有自我診斷功能,監(jiān)控系統(tǒng)的隨機存儲器(RAM 存儲診斷碼,傳感器數(shù)量多,控制精度高,控制范圍更廣。針對本設計,選擇全自動電腦控制空調(diào)系統(tǒng)。7.1 電腦控制自動空調(diào)系統(tǒng)的組成9自動空調(diào)控制系統(tǒng)由四部分組成:一是傳

65、感器部分,專門負責溫度信息反饋。二是系統(tǒng)“控制中樞”,也就是空調(diào)器控制部件 ECU。三是控制部件,包括空調(diào)系統(tǒng)冷凝器電動機、蒸發(fā)器電動機等,包括混合氣流電動機、氣流方式電動機,用以控制冷暖氣組合、開啟或關(guān)閉正面、側(cè)面和腳部的出風口。四是自檢及報警部分。1.車外溫度傳感器(Outside Temperature Sensor)一般以熱敏電阻制成,當車外溫度變化時其電阻發(fā)生改變。如下圖 7.132壓縮機控制原理圖 7.12、車內(nèi)溫度傳感器(In-vehicle Sensor)同樣采用熱敏電阻材料,具有負溫度系數(shù)特性。一般安裝在儀表盤下方,并以空氣管連接到空調(diào)通風管上,當氣流迅速通過時,產(chǎn)生的真空將

66、空氣引經(jīng)車內(nèi)溫度傳感器。3、日照傳感器(Sunload Sensor)以光二極管或電池制成,用以感應陽光照射車輛的強度,但并不是溫度。通常裝在儀表盤上方。4、蒸發(fā)器溫度傳感器(Evaporator Temperature Sensor)一般安裝在蒸發(fā)器片上,以精確感應蒸發(fā)器的溫度,同樣采用熱敏電阻制造,具有負溫度系數(shù)特性。蒸發(fā)器溫度傳感器控制電路圖 7.1.1溫度傳感器控制電路圖 7.1.15、執(zhí)行機構(gòu)(1)鼓風機轉(zhuǎn)速控制??照{(diào)系統(tǒng) ECU 根據(jù)設定的溫度、車內(nèi)現(xiàn)有溫度、車外溫度、陽光強度、蒸發(fā)器皿溫度等信號,發(fā)送不同的指令給鼓風機電機,并使之搭鐵,從而控制不同的鼓風機轉(zhuǎn)速。對于一些恒溫空調(diào)系統(tǒng),當發(fā)動機啟動時或冷卻液溫度低于預定值,空調(diào)系統(tǒng) ECU 使鼓風機不起作用。(2)混合空氣閥執(zhí)行器。混合空氣閥執(zhí)行器采用一個電控電機,根據(jù)駕駛員設定的溫度,自動控制混合空氣閥的位置,以控制一定的車內(nèi)溫度。一些車型采用真空電機,但控制不夠精確。原理圖如下圖 7.1.233 圖 7.1.2 空調(diào)原理圖當駕駛員設定溫度為 22時,而車廂內(nèi)溫度低于 22時,控制系統(tǒng) ECU 發(fā)送指令給電機,混合空氣閥關(guān)

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