安晟辰

摘 要：汽車空調系統(tǒng)能否正常運行關系到車主的舒適性、經濟性、安全性。調節(jié)汽車內部溫度和空氣的重要裝置就是空調系統(tǒng)，隨著新能源行業(yè)的不斷發(fā)展，新能源汽車的研發(fā)也在不斷推進，并且為汽車的未來發(fā)展指引了新方向，為了使新能源汽車的使用和實用功能得到滿足，就需要我們對新能源汽車空調系統(tǒng)技術進行科學地探索。本文主要針對汽車空調技術的應用與發(fā)展進行分析和討論。

關鍵詞：汽車空調技術；壓縮機；蒸發(fā)器；膨脹閥；儲液干燥器

一、汽車空調系統(tǒng)結構及其原理

1、汽車空調系統(tǒng)結構

汽車中的空調制冷系統(tǒng)，一般都是以壓縮機驅動型的形式，可以將其分成非獨立式以及獨立式兩種汽車空調系統(tǒng)。獨立式的汽車空調系統(tǒng)，它的壓縮機是通過專門副發(fā)動機進行驅動而產生的，該系統(tǒng)不會遭受主發(fā)動機產生的影響。非獨立式的汽車空調系統(tǒng)，它的壓縮機就是通過汽車主發(fā)動機的傳動帶進行驅動而產生的，在工作的過程中對主發(fā)動機動力會造成一定程度的消耗，并且制冷過程中產生的量與汽車速度上的變化存在關系，是一種變化型的制冷系統(tǒng)。不管是獨立式結構還是非獨立式結構，所有汽車的空調系統(tǒng)當中都包括了膨脹閥、壓縮機、蒸發(fā)器、電器控制、貯液器以及冷凝器等幾個部分。

2、汽車空調系統(tǒng)工作原理

一般，汽車中的空調系統(tǒng)在正常的工作中有四個方面：第一是進行壓縮。首先，壓縮機需要將蒸發(fā)器出口位置的低壓和低溫制冷劑氣體進行吸入，將那些氣體壓縮成高壓、高溫的氣體之后再從壓縮機中排出。第二是冷凝之后的放熱過程。將高壓高溫的那些過熱制冷劑氣體痛經冷凝器當中，讓氣體的溫度和壓力都降低。當冷凝器中氣體的溫度到了45℃左右時，制冷劑的原本氣體狀態(tài)就會轉變成液體狀態(tài)，同時釋放出來大量的熱量。第三是節(jié)流的膨脹過程。壓力以及溫度相對比較高的制冷液體在通入到膨脹閥的裝置之后，體積會逐漸變大，而溫度和壓力則會快速的下降，然后以霧狀的形態(tài)從膨脹裝置中排除出去。第四，蒸發(fā)時的吸熱過程。霧狀的氣體會從膨脹裝置中直接通入到蒸發(fā)器中，此時，制冷劑沸點比蒸發(fā)器中的溫度低了很多，因此，制冷液體就會蒸發(fā)成為氣體。然后在進行蒸發(fā)時，將周邊大量的熱量進行吸收，溫度和壓力都再一次降低之后，將其通入壓縮機內。

二、汽車空調技術的應用及其發(fā)展

1、制冷系統(tǒng)的組成及其發(fā)展

（1）壓縮機

在定排量壓縮機方面，曲軸連桿式是最早出現(xiàn)的空調壓縮機，在轎車上已淘汰，目前僅在大客車上使用。目前轎車上應用最多的是斜盤式和搖板式兩種。以上壓縮機必須設置吸氣、排氣裝置，容積效率較低，有逐漸被取消了吸氣裝置的旋轉式壓縮機替代的趨勢。尤其是蝸旋式壓縮機進一步取消了排氣裝置，因而吸排氣連續(xù)、效率高、振動小、質量輕、結構簡單、能耗低；在高速旋轉時，氣流脈動小，運轉平穩(wěn)，是今后汽車空調壓縮機發(fā)展的主流方向。

在變排量壓縮機中，若制冷負荷不變，而發(fā)動機轉速增加，則壓縮機活塞行程減小，降低了壓縮機的排量，使制冷劑流量保持不變。這樣既滿足了制冷負荷的要求，同時也降低了發(fā)動機的功耗。因排量可接近零，壓縮機的電磁離合器便可去掉，進一步減少重量，且壓縮機不停運轉，避免了慣性耗能。變排量壓縮機的優(yōu)點，無疑在汽車空調中會得到更為廣泛的應用。

（2）換熱器

汽車空調中的換熱器包括：冷凝器和蒸發(fā)器。

汽車空調冷凝器有三種結構形式，第一種是管片式，其結構為鋁翅片脹緊在銅管上；第二種為管帶式，其結構為鋁翅片焊接在扁平蛇形管間；第三種是平行流結構，按照制冷劑因從氣態(tài)到液態(tài)而體積縮小的規(guī)律，將兩條集流管間用多條扁平管相連，將幾條扁平管隔成一組，將進入處管道多，逐漸減少每組管道數(shù)，進一步提高熱交換率?，F(xiàn)在，平行流式已在轎車中逐漸普及。

蒸發(fā)器同樣有三種形式，前兩種同樣是管片式和管帶式，第三種為層疊式，其結構是將兩片沖成復雜形狀的鋁板疊在一起組成制冷劑通道，中間夾有蛇形散熱鋁帶。層疊式經歷了由雙儲液室向單儲液室的變化，換熱效率進一步提高，結構更加緊湊。

（3）節(jié)流機構

傳統(tǒng)汽車上的節(jié)流機構有熱力膨脹閥（CCTXV）和孔管（CCOT）兩大類型，熱力膨脹閥通過感溫包感測蒸發(fā)器出口溫度來調節(jié)膨脹閥閥口開度進而調節(jié)的制冷劑流量大小。H型膨脹閥因其安裝簡單、可靠性高，已逐漸取代F型膨脹閥的市場地位?？坠芤蛑痪哂泄?jié)流而不具備調節(jié)流量的功能，經濟性較差，多用在早期的美國豪華轎車上。目前基本上采用熱力膨脹閥。

電子膨脹閥采用蒸發(fā)器出口的溫度或壓力信號，經過ECU的分析計算，驅動執(zhí)行機構對流量控制和調節(jié)。其制冷劑流量調節(jié)范圍大，蒸發(fā)器出口過熱度偏差小，允許系統(tǒng)負荷波動范圍大，在可遇見的未來將成為主流的節(jié)流機構。

（4）儲液干燥器

儲液干燥器在制冷系統(tǒng)中起到對制冷劑干燥、過濾的作用，傳統(tǒng)的汽車空調系統(tǒng)中以獨立的結構出現(xiàn)，現(xiàn)在很多車上將儲液干燥器直接做在冷凝器側面，將兩者變成一個整體，進一步減少制冷劑泄漏的可能性。

2、車內空氣的過濾

車外的花粉進入車內會引起人們的過敏反應，灰塵和刺激性氣體會使人感到不適甚至會刺激眼睛、喉嚨鼻腔的粘膜組織。為了車上人員保持清醒的頭腦和愉悅的心情，必須使用空氣濾芯器和活性炭過濾器對空氣進行過濾和凈化。

空氣濾芯器由合成微纖維或紙漿纖維混合制成，起到對100μm～0.01μm微粒進行過濾。活性炭過濾器由多層的多孔紡織材料或泡沫材料組成，活性炭被固定在這些孔上，將有機和無機分子吸附在活性炭的內外表面。目前，汽車上廣泛采用將兩者復合在一起的復合過濾器對車內空氣進行過濾。

三、汽車空調的發(fā)展方向

（1）車用空調壓縮機主要朝著節(jié)能、小型化，提高轉速、降低噪聲和振動，提高自動化控制程度、實現(xiàn)能量控制等方面發(fā)展。變排量壓縮機的電動控制可使控制點根據(jù)系統(tǒng)的不同運行工況相應調節(jié)壓縮機的排量，適應各部件的匹配運行。

（2）換熱器（蒸發(fā)器、冷凝器）主要朝著強化傳熱、降低熱阻、提高換熱效率、縮小體積、減輕質量、提高單位體積的傳熱面積的方向發(fā)展。蒸發(fā)器主要朝著層疊結構發(fā)展，冷凝器主要朝著平行流動式結構方向發(fā)展。

（3）目前節(jié)流膨脹結構主要有熱力膨脹閥和膨脹管，其主要朝著結構簡單、工作可靠、控制靈敏等方面發(fā)展。隨著傳感器技術、微電子技術和控制技術的發(fā)展，車用空調系統(tǒng)節(jié)流膨脹和流量控制，將由電子膨脹閥等電子控制器控制。

（4）車用空調系統(tǒng)的改進主要是改進空調系統(tǒng)各組成部件的匹配，隨著新型制冷劑的出現(xiàn)和應用，零部件需要改進才能與之匹配，特別是密封件與制冷劑的相溶性，直接影響著空調系統(tǒng)的密封性能。自動控制技術改進逐步實現(xiàn)智能化。

結束語

汽車空調技術在我國蓬勃發(fā)展，各種完善的多功能型空調裝置的應用，提高了乘員的舒適性，受到用戶的普遍歡迎，但對于汽車空調維修人員來說將面臨新的挑戰(zhàn)，我們要了解汽車空調系統(tǒng)各部件的功用及維護事項，做到正確的使用和維護，延長汽車空調系統(tǒng)的使用壽命，提高汽車空調系統(tǒng)的效果。

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