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汽油機(jī)車輛空調(diào)系統(tǒng)對(duì)燃料經(jīng)濟(jì)性的影響

空調(diào)系統(tǒng)是造成燃料經(jīng)濟(jì)性下降的關(guān)鍵部件。因此，研究空調(diào)系統(tǒng)對(duì)燃料消耗的影響是很重要的。研究了傳統(tǒng)汽油機(jī)車輛在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)速度運(yùn)行時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)各組成部分在燃料消耗方面的影響。與怠速工況相比，有空調(diào)比無(wú)空調(diào)增加了90%的燃料消耗。隨著車速的增加，空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機(jī)部分造成的燃料消耗也增加，而交流發(fā)電造成的燃料消耗部分卻減少。其它組成部分如鼓風(fēng)機(jī)、冷卻風(fēng)扇和離合器等，不論車速如何變化，從交流發(fā)電機(jī)輸入的扭矩基本保持恒定。而汽車光/電系統(tǒng)、空調(diào)等輔助裝置及加熱系統(tǒng)，隨著車速的增加，從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩增加。

空調(diào)系統(tǒng)比任何其它裝置需要更高的驅(qū)動(dòng)扭矩。美國(guó)政府提出了一個(gè)新的國(guó)家燃油經(jīng)濟(jì)計(jì)劃，即采用統(tǒng)一的聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)，以規(guī)范燃油經(jīng)濟(jì)性和溫室氣體排放。該計(jì)劃最終確定2016年燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)為15.08km/L，而目前車輛的平均值是10.6km/L。因此，為了滿足新法規(guī)的要求，就要最大限度地減少空調(diào)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)扭矩。此外，大多數(shù)研究也都集中在輔助部件，如電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、A/C系統(tǒng)、水泵和油泵等。

上述發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)輔助單元的一個(gè)特點(diǎn)是：動(dòng)力源（輸入功率）與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比，而輸出功率和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不相關(guān)。對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，除了對(duì)現(xiàn)行設(shè)計(jì)要求的性能和部件質(zhì)量的要求更高，更加關(guān)注的是能量的節(jié)省。混合動(dòng)力汽車空調(diào)系統(tǒng)，預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)會(huì)是一個(gè)主要趨勢(shì)，其運(yùn)用汽油或者柴油機(jī)通過(guò)皮帶驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)工作，但當(dāng)車輛停止或低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)在低效率區(qū)運(yùn)行，并消耗相對(duì)大量的燃料來(lái)運(yùn)行空調(diào)系統(tǒng)，從而降低車輛的整體燃油經(jīng)濟(jì)性。此外，還有一些可供選擇的技術(shù)，如發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在最佳效率區(qū)域?qū)﹄姵剡M(jìn)行充電，用電池驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)工作等。

刊名：Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers（英）

刊期：2013年第1期

作者：Jungwoo Lee et al

編譯：祁祥