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汽車空調的結構及工作原理 摘要：汽車空調系統(tǒng)是實現對車廂內空氣進行制冷、加熱、換氣和空氣凈化的裝置。它可以為乘車人員提供舒適的乘車環(huán)境，降低駕駛員的疲勞強度，提高行車安全?？照{裝置已成為衡量汽車功能是否齊全的標志之一。 關鍵詞：汽車空調，裝置，空氣凈化 1概述 汽車空調的作用已是眾所周知。汽車空調裝置已不再是豪華奢侈的象征，不僅轎車、客車上采用空調，貨車、工程車上也紛紛安裝空調裝置。人們對空調的需求越來越迫切，對汽車空調質量的要求也越來越高。 伴隨汽車空調的普及與發(fā)展，汽車空調的發(fā)展大體上歷經了五個階段：單一取暖階段、單一冷氣階段、冷暖一體化階段、自動控制階段、計算機控制階段?？照{的控制方法也歷經了由簡單到復雜，在由復雜到簡單的過程，作為汽車空調系統(tǒng)的電路控制方面也在不斷更新改進。 2 汽車空調的結構及特點 眾所周知汽車空調是以采用發(fā)動機的動力為代價來完成調節(jié)車廂內空氣環(huán)境的。了解汽車空調的特點，有利于進行汽車空調的使用和維修。與室內空調相比，汽車空調主要有如下特點： 1）汽車空調安裝在行駛的車輛上，承受著劇烈頻繁的振動和沖擊，因此，各部件應有足夠的強度和抗振能力，接頭應牢固并防漏。不然將會造成汽車空調制冷系統(tǒng)的泄露，結果破壞了整個空調系統(tǒng)的工作條件，嚴重的會損壞制冷系統(tǒng)的壓縮機等部件。使用中要經常檢查系統(tǒng)內制冷劑的多少，據統(tǒng)計，由于制冷劑的泄露而引起的空調故障約占全部故障的80%。 2）汽車空調所需的動力均來自發(fā)動機。其中轎車、輕型汽車、中小型客車及工程機械，空調所需的動力和驅動汽車的動力均來自一臺發(fā)動機。這空調稱非獨立空調系統(tǒng)。大型客車和豪華型大、中客車，由于所需制冷量和暖氣量大，一般采用專用發(fā)動機驅動制冷壓縮機和設立獨立的取暖設備，故稱之為獨立式空調系統(tǒng)。雖然非獨立空調系統(tǒng)會影響汽車的動了性，但它相對于獨立空調，在設備成本、運行成本上都較經濟。據測試，汽車安裝了非獨立式空調后，耗油量會增加10%到20%（與車速有關）。發(fā)動機輸出功率減少10%到12%。 3）汽車空調的特定工作環(huán)境要求汽車空調的制冷、制熱能力盡可能的大。其原因如下：（1）夏天車內的乘客密度大，產熱量大，熱負荷高；冬天采暖人體所需的熱量亦大。（2）為了減輕自重，汽車隔熱層一般很薄，加上汽車門窗多，面積大，所以汽車隔熱性差，熱損大。 （3）汽車的工作環(huán)境因在野外，直接受陽光、霜雪、風雨等的影響，環(huán)境變化劇烈。要使汽車空調在最短的時間里在車廂內達到舒適的環(huán)境，就要求其制冷量特別大。對非獨立的空調系統(tǒng)來說，由于發(fā)動機工況頻繁變化，所以制冷系統(tǒng)的制冷機變化大。比如發(fā)動機在高速和怠速運行時，轉速相差10倍。這必然導致壓縮機輸送的制冷劑量變化極大。制冷劑流量變化大，輕者引起制冷效果不佳，重者引起壓力過高，壓縮機出現敲擊現象，發(fā)生事故。因此，汽車空調制冷系統(tǒng)較室內復雜得多。 （4）由于汽車本身的特點，要求汽車空調結構緊湊，質輕、量小，能在所有限的空間進行安裝。目前空調的總比重比60年代下降了50%，而制冷能力卻提高了50%。 （5）汽車空調的供暖方式與室內空調完全不同。對于非獨立式汽車空調，一般利用發(fā)動機的冷卻水或廢氣余熱，而室內空調則是利用一個電磁閥，改變制冷劑量，機組很快起動并轉入穩(wěn)定狀況。 3 汽車空調的工作原理 其實汽車空調和我們熟悉的家用空調制冷原理是一樣的。都是利用R12或是R134a壓縮釋放的瞬間體積急劇膨脹就要吸收大量熱能的原理制冷。(由于R12對大氣臭氧層的破壞，出于環(huán)保的要求發(fā)達國家從1996年開始改用R134a做制冷劑)汽車空調的構造和家用的分體空調類似，它的壓縮機往往是安裝在發(fā)動機上，并用皮帶驅動（也有直接驅動的），冷凝器安裝在汽車散熱器的前方，而蒸發(fā)器在車里面，工作時從蒸發(fā)器出來的低壓氣態(tài)致冷劑流經壓縮機變成高溫高壓氣體，經過冷凝器散熱管降溫冷卻變成高壓低溫的液體，再經過貯液干燥器除濕與緩沖，然后以較穩(wěn)定的壓力和流量流向膨脹閥，經節(jié)流和降壓最后流向蒸發(fā)器。致冷劑一遇低壓環(huán)境即蒸發(fā)，吸收大量熱能。車廂內的空氣不斷流經蒸發(fā)器，車廂內溫度也就因此降低。液態(tài)致冷劑流經蒸發(fā)器后再次變成低壓氣體，又重新被吸入壓縮機進行下一次的循環(huán)工作。在整個系統(tǒng)中，膨脹閥是控制致冷劑進入蒸發(fā)器的機關，致冷劑進入蒸發(fā)器太多就不易蒸發(fā)而太少冷氣又會不夠，因此膨脹閥是調節(jié)中樞。而壓縮機是系統(tǒng)的心臟，系統(tǒng)循環(huán)的動力源泉。 盡管汽車空調的空調系統(tǒng)的原理與其它空調系統(tǒng)是相同的，但汽車空調是移動式車載的空調裝置，它與固定式空調系統(tǒng)相比，動轉條件更惡劣，隨汽車行駛的顫振，空調系統(tǒng)的制冷劑比固定式更容易泄漏，空調系統(tǒng)的維修與保養(yǎng)也比固定式頻繁，空調裝置中風路系統(tǒng)在吸入新風時常常會將塵土吸入，堵塞過濾網及蒸發(fā)器，在清洗過程中又往往會把制冷劑泄放到大氣中去。造成臭氧層消耗，破壞了環(huán)境。 4 結束語 汽車空調的普及，是提高汽車競爭能力的重要手段之一。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和人們物質生活水平的提高，人們對舒適性，可靠性，安全性的要求愈來愈高。國內近年來，汽車生產廠家越來越多，產量越來越大，大量中高檔車需要安裝空調。因此，對汽車空調的研究開發(fā)特別重要。 參考文獻 [1]申開智 .塑料成型模具（第二版）.中國輕工業(yè)出版社，2002 [2]唐志玉 .塑料模具設計師指南.國防工業(yè)出版社，1999.6 [3]中國機械工程學會，中國模具設計大典編委會.中國模具設計大典（第2卷 ）輕工模具設計.江西科學技術出版社，2002 [4]賈潤禮，程志遠.實用注塑模設計手冊.中國輕工業(yè)出版社，2000 [5] 王孝培.塑料成型工藝及模具設計簡明手冊.機械工業(yè)出版社，2006 [6]蔣繼宏，王效岳.注塑模具典型結構100列.中國輕工業(yè)出版社，2000.6 [7] 俞芙芳.新編簡明塑料模具實用手冊.福建科學技術出版社，2006 [8] 張克惠.注塑模設計.西北工業(yè)大學出版社，1995 [9] 范有發(fā).塑料成型模具課件 [10]張玉，劉平.幾何量公差與測量技術.東北大學出版社，2003.10 [11] 鄒繼強.塑料模具典型結構圖冊.模具制造雜志社編輯出版 [12] R.J. Crawford, Rubber and Plastic Engineering Design and Applica- tion, Applied Publisher Ltd., 1987, p. 110. [13] B.H. Min, A study on quality monitoring of injection-molded parts, J. Mater. Process. Technol. 136 (2002) 1.