沈徐輝

【摘 要】隨著國際汽車市場競爭激烈程度的提高，汽車企業(yè)也越來越注重汽車駕駛的舒適性，而汽車空調(diào)的使用性能是汽車駕駛的舒適性的重要表現(xiàn)。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，人們對汽車空調(diào)技術(shù)也提出了更高的要求，汽車空調(diào)技術(shù)也在向著更智能、電子控制與顯示更精密的方向發(fā)展。本研究分析探討了當(dāng)今汽車技術(shù)以及汽車技術(shù)的未來。

【關(guān)鍵詞】汽車空調(diào)；技術(shù)；發(fā)展

0 前言

汽車行業(yè)的快速發(fā)展推動了汽車空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，汽車空調(diào)技術(shù)可以說是影響汽車舒適性的一個重要因素。在汽車市場占據(jù)的市場份額逐漸提升的局勢下，汽車制造商根據(jù)日益提高的消費者需求，努力去開發(fā)更智能的、電子控制更精確、顯示更精密、更舒適的汽車，汽車空調(diào)技術(shù)的智能化也逐漸成為其關(guān)注的一個重點。汽車空調(diào)系統(tǒng)包括制冷、取暖、除霜、空氣過濾功能并集成溫度、濕度、模式、風(fēng)量、操作控制等功能于電子控制系統(tǒng)，汽車空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)的好壞逐漸成為汽車制造商提高競爭力的一個重要因素。本研究針對汽車空調(diào)系統(tǒng)的工作原理、汽車空調(diào)技術(shù)的創(chuàng)新等方面進行分析，探討汽車空調(diào)技術(shù)的發(fā)展。

1 汽車空調(diào)系統(tǒng)以及其工作原理

1.1 汽車空調(diào)系統(tǒng)的功能組成

汽車空調(diào)系統(tǒng)包括制冷系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、空氣凈化系統(tǒng)、抑制系統(tǒng)，下面介紹一下汽車空調(diào)各個系統(tǒng)的功能。首先，所謂汽車空調(diào)的制冷系統(tǒng)，即是將汽車內(nèi)部的空氣溫度降低，汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)是通過對車外部進入車內(nèi)的空氣以及車內(nèi)原有的空氣進行冷卻而實現(xiàn)的。然后，汽車空調(diào)的通風(fēng)系統(tǒng)，即是將車內(nèi)空氣與外界進行交換，一般來說，汽車空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)包括強制通風(fēng)和自然通風(fēng)兩種方式。所謂自然通風(fēng)，就是通過汽車行駛時與外界產(chǎn)生的風(fēng)壓差，在汽車合適的位置開設(shè)合理的出風(fēng)口和進風(fēng)口，從而實現(xiàn)汽車內(nèi)部與外部進行空氣的交換。而強制通風(fēng)是在特殊情況下利用汽車的鼓風(fēng)機強制將外界的空氣與汽車內(nèi)部空氣進行交換。再有，汽車空調(diào)的凈化系統(tǒng)包括空氣過濾器凈化系統(tǒng)以及出風(fēng)口凈化系統(tǒng)等凈化裝置。最后，汽車空調(diào)控制系統(tǒng)包括電氣元件、操縱系統(tǒng)以及真空管路三個控制部分。

1.2 汽車空調(diào)系統(tǒng)的工作原理

汽車空調(diào)系統(tǒng)工作的原理與其他制冷系統(tǒng)的基本工作原理相似，都是在外界輸入功的作用下，通過水的蒸發(fā)、冷凝過程來達到降低空氣溫度的目的。一般來說，汽車空調(diào)系統(tǒng)包括空氣凈化、暖氣以及冷氣這三個部分，而本研究主要針對汽車空調(diào)系統(tǒng)的制冷工作環(huán)節(jié)進行研究。首先，壓縮機將蒸發(fā)器里的低壓制冷劑氣體吸入到壓縮機氣缸里，然后通過壓縮機將低壓制冷氣體壓縮形成相對來說高溫高壓的氣體，再經(jīng)過冷凝器進行冷凝環(huán)節(jié)，形成高壓常溫的氣體，再通過膨脹閾降溫降壓，將高壓常溫的氣體形成低溫低壓的液體，將形成的低溫低壓的液體在蒸發(fā)器裝置中進行蒸發(fā)吸熱，最終汽化成氣體，以此種方式進行吸取空氣中的溫度，從而降低空氣溫度。汽車空調(diào)系統(tǒng)就是以這種循環(huán)的方式將冷風(fēng)送入汽車內(nèi)部空間，達到制冷的效果。

2 汽車空調(diào)技術(shù)的探究

2.1 空調(diào)電氣控制系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，空調(diào)制冷系統(tǒng)由早期的繼電器控制系統(tǒng)到直接數(shù)字控制器DDC，在過渡到現(xiàn)在的PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)的運行更加可靠，抗外界干擾能力更強，更加適合智能化的汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)應(yīng)用。下面介紹一下PLC控制系統(tǒng)地功能，當(dāng)空氣處理機開始運行時，PLC發(fā)出控制的信號，回風(fēng)門和新風(fēng)門到設(shè)定位置，然后啟動送風(fēng)機，經(jīng)過控制變頻器的方式調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速。然后將露點溫度與系統(tǒng)設(shè)定值進行比較，通過PID方式來調(diào)節(jié)電動冷水閥，從而來控制冷水的流量，使汽車空調(diào)送風(fēng)溫度達到溫度設(shè)定的值。最后當(dāng)空氣處理機停止工作后，回風(fēng)門以及冷水電動閥自動關(guān)閉，冷水環(huán)泵也停止運行。再有，溫度感應(yīng)器在汽車空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用更加促進了汽車空調(diào)控制系系統(tǒng)向智能化方向發(fā)展，下面來介紹一下溫度傳感器在蒸發(fā)器出風(fēng)口的應(yīng)用，溫度傳感器可以感應(yīng)到蒸發(fā)器出風(fēng)口風(fēng)的溫度，當(dāng)傳感器感知到風(fēng)溫度沒有達到預(yù)定低溫時，傳感器器就會通過電路將壓縮機磁性離合器閉合，然后壓縮機將隨著發(fā)動機工作而運轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)空氣制冷；然而當(dāng)溫度傳感器感應(yīng)到蒸發(fā)器出風(fēng)口風(fēng)的溫度低于原定設(shè)定值，傳感器會通過電路使得壓縮機磁性離合器分離，從而使壓縮機不工作，使空氣溫度回復(fù)到原定值。另外，汽車儀表控制采用聲控也可以在很大程度上提高汽車空調(diào)系統(tǒng)的智能化程度，具有聲控功能的汽車節(jié)能空調(diào)可以通過識別人的語言來調(diào)整空調(diào)的溫度，從而達到人們最需要的溫度，使得汽車空調(diào)的設(shè)計更加人性化、智能化。

2.2 壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器組件技術(shù)創(chuàng)新

汽車空調(diào)制冷技術(shù)的核心可以說是壓縮機的應(yīng)用，它是空氣在經(jīng)過制冷過程中的動力源泉，壓縮機的帶動源力主要來自汽車的發(fā)動機，或者是輔助發(fā)動機。隨著科技的發(fā)展，壓縮機的創(chuàng)新技術(shù)向著輕便壓縮機、增加壓縮機運行的穩(wěn)固性的技術(shù)方向發(fā)展。而目前斜板式、旋渦式以及旋葉式的壓縮機可以在很大程度上降低壓縮機的重量，縮減壓縮機運轉(zhuǎn)的噪音，這種發(fā)動機應(yīng)當(dāng)是將來主導(dǎo)的方向。冷凝器也是汽車空調(diào)系統(tǒng)中必不可少的一個環(huán)節(jié)，目前冷凝器較為先進的技術(shù)是集流管與儲液干燥器開口代替連接管，這樣可以在很大程度上避免過冷度在不同的行駛態(tài)勢下變化過大以及制冷劑有所損失時過冷度即刻消失的情況，還可以提高空氣在冷凝器中的冷凝效果。蒸發(fā)器是空氣汽化吸熱，降低汽車內(nèi)部空氣溫度的重要環(huán)節(jié)，蒸發(fā)器的發(fā)展主要考慮蒸發(fā)器的重量大小、體積大小以及熱交換的效率，蒸發(fā)器從全銅材料時期到管帶式，再到現(xiàn)在較為先進的板翅式、平型流式，這大大提高了熱交換效率，并且在一定程度上對蒸發(fā)器輕便了很多。

2.3 制冷劑技術(shù)創(chuàng)新

隨著科技的發(fā)展，汽車空調(diào)制冷劑技術(shù)也在飛速發(fā)展，從CFC到HFC-134a，再到現(xiàn)在的CO2，制冷機也在向著高效能、低成本的方向發(fā)展?，F(xiàn)在的CO2制冷劑技術(shù)大大降低了溫室效應(yīng)系數(shù)，它是HFC-134a系統(tǒng)造成的溫室效應(yīng)系數(shù)的1/1300，另外它制作工序較為簡單，可以直接從化工廠排放物中提取，其無毒、不可燃燒的天然性質(zhì)也成為人們關(guān)注的重點。目前很多發(fā)達國家進行將CO2作為汽車空調(diào)制冷劑，并進行試運行，效果顯著，我國也應(yīng)當(dāng)引進國外先進技術(shù)，應(yīng)用到汽車空調(diào)系統(tǒng)的運行中。

2.4 雙層式送風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新

汽車空調(diào)在使用時，冬季車內(nèi)空氣比外界空氣濕潤，汽車空調(diào)的使用為了避免風(fēng)窗結(jié)霧，空調(diào)的回風(fēng)采用外循環(huán)方式，就是將外界的新鮮空氣導(dǎo)入車內(nèi)，將車內(nèi)濕潤的空氣排到車外，但是這種方式的熱量損失較大，為了較少的熱量損失，雙層式送風(fēng)系統(tǒng)逐漸應(yīng)用到汽車空調(diào)系統(tǒng)中。回風(fēng)系統(tǒng)分為上、下兩層，在冬季汽車空調(diào)使用時，上層將熱的新鮮空氣吹向風(fēng)窗來進行除霧工作，隨后導(dǎo)出車外，而吹向足部的暖風(fēng)則采用內(nèi)循環(huán)方式在下層流動，這樣便很大程度上減少了熱量損失。

2.5 汽車空調(diào)采暖技術(shù)的創(chuàng)新

汽車的采暖系統(tǒng)的熱力來源主要是發(fā)動機冷卻水的廢熱，但隨著技術(shù)的發(fā)展，發(fā)動機運行效率提高，造成汽車采暖成為問題。空調(diào)采暖技術(shù)的創(chuàng)新從以下幾方面入手，首先，增加輔助水泵系統(tǒng)，利用電動水泵將發(fā)動機的熱水送到暖風(fēng)系統(tǒng)。另外，采用摩擦熱取暖方式，發(fā)動機效率高，其廢熱較少，采暖熱源不夠，增加取暖效率其中的一個方法就是增加一個Viscous加熱器，加熱器是利用一個與發(fā)動機轉(zhuǎn)軸相連的圓盤在旋轉(zhuǎn)時與高黏度的發(fā)動機機油摩擦而產(chǎn)生熱，然后將熱送到采暖系統(tǒng)中以供使用。

3 結(jié)語

（上接第93頁）隨著人們生活水平的提高以及汽車制造業(yè)的發(fā)展，人們對汽車駕駛的舒適性有了更高的要求，作為汽車舒適性衡量的一個標(biāo)準(zhǔn)，汽車空調(diào)技術(shù)成為消費者和制造商關(guān)注的重點。本研究從汽車系統(tǒng)的原理及組成、汽車空調(diào)系統(tǒng)的創(chuàng)新技術(shù)分析，探討汽車空調(diào)技術(shù)的發(fā)展。

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[責(zé)任編輯：薛俊歌]