孟芳

摘 ?要：汽車空調系統(tǒng)是對汽車車廂內空氣溫度、濕度、清潔度、流速等進行調節(jié)的裝置，是影響汽車舒適性和安全性的主要總成之一。本文闡述了汽車空調系統(tǒng)的組成、功能及應用現(xiàn)狀，并在此基礎上，分析總結了汽車空調系統(tǒng)的發(fā)展趨勢與方向。

關鍵詞：新能源;汽車空調系統(tǒng);技術分析;發(fā)展趨勢

進入21世紀以來，我國經(jīng)濟穩(wěn)步增長，汽車工業(yè)迅猛發(fā)展，汽車的保有量和銷售量逐年增加，汽車進入家庭的步伐大大加快，同時，人們在汽車節(jié)能、安全、舒適、便捷和豪華等方面對汽車性能提出了更高的要求。汽車空調系統(tǒng)是對汽車車廂內空氣溫度、濕度、清潔度、流速等進行調節(jié)的裝置，是影響汽車舒適性和安全性的主要總成之一。隨著節(jié)能、環(huán)保觀念的深入人心及消費者對汽車舒適性、安全性要求的進一步提高，汽車空調系統(tǒng)呈現(xiàn)出更高效、更節(jié)能、更環(huán)保及更穩(wěn)定的發(fā)展趨勢。

1汽車空調系統(tǒng)的組成及功用

隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車行業(yè)的競爭形式也日趨嚴峻，為了生產(chǎn)出安全可靠性較高、經(jīng)濟性能較優(yōu)越、節(jié)能減排的新型美觀實用汽車，已成為各大汽車生產(chǎn)廠商研究發(fā)展的重要方向。汽車空調系統(tǒng)一般由制冷系統(tǒng)、采暖裝置、通風凈化裝置及空調電控裝置等四部分組成。

1.1制冷系統(tǒng)的組成及功用

制冷系統(tǒng)是利用制冷劑在循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)時由液態(tài)轉化為氣態(tài)吸熱和由氣態(tài)轉化為液態(tài)放熱的原理將車內的熱量轉移到車外，實現(xiàn)天氣炎熱時車內溫度的下降功能。制冷系統(tǒng)一般由壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、節(jié)流膨脹裝置及儲液干燥器等幾部分組成。其中，壓縮機的作用是提高氣態(tài)制冷劑的溫度和壓力，并維持制冷劑在系統(tǒng)中的循環(huán);冷凝器通過將氣體制冷劑冷卻凝結成液態(tài)制冷劑，從而將熱量散發(fā)至車外;儲液干燥器用來暫時儲存液態(tài)制冷劑并去除制冷中的水分和雜質;膨脹閥通過節(jié)流降壓作用將來自冷凝器的高壓液態(tài)制冷劑降壓降溫以霧狀物的形態(tài)進入蒸發(fā)器，便于其在蒸發(fā)器蒸發(fā)成氣態(tài)吸熱;蒸發(fā)器的作用是通過液態(tài)制冷劑蒸發(fā)吸熱的原理將車內的熱量由制冷劑帶走，實現(xiàn)車內的溫度降低。

1.2采暖裝置

采暖裝置按工作過程可分為風暖式和水暖式兩種。目前，汽車上廣泛采用的多為水暖式，其原理是將發(fā)動機的冷卻水分流一部分進入熱交換器，再利用鼓風機使冷空氣通過熱交換器，被加熱后的空氣送入車廂，使車內溫度上升，同時實現(xiàn)風窗的除霜。另外，通過一個風門來控制進入車廂的冷、熱空氣的比列還可實現(xiàn)濕度控制。

1.3通風凈化裝置

常見的汽車通風方式一般有兩種，即自然通風和強制通風。自然通風是在車身內外壁面上開設進出風口，利用車輛行駛時產(chǎn)生的風壓將外部空氣引入車內循環(huán)后再排出。強制通風是在汽車是上加裝風機，利用機械方法強行引入車外的新鮮空氣，實現(xiàn)車內通風換氣目的?？諝鈨艋瘎t依靠裝配在進風口的微粒過濾器和活性炭過濾器來實現(xiàn)。微粒過濾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?；钚蕴窟^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。

1.4空調電控裝置

空調電控裝置是指對汽車空調系統(tǒng)各部件（如：鼓風機、冷凝風扇、電磁離合器等）進行控制的裝置。駕駛員可通過操作空調電控裝置的相應開關，實現(xiàn)對車廂內空氣溫度、濕度、清潔度、流速等的調節(jié)與控制。

2汽車空調系統(tǒng)發(fā)展趨勢

汽車空調系統(tǒng)其運行工況較為復雜且多變，光照、環(huán)境、海拔等氣象條件，冷凝器、蒸發(fā)器、壓縮機等功能單元的結構優(yōu)化與布置等，均對汽車空調系統(tǒng)的運行效率有著非常重要的影響。

2.1外部控制式變排量壓縮機的應用

目前，汽車空調系統(tǒng)中應用的壓縮機多以斜盤式、旋葉式和渦旋式為主。這些類型的壓縮機因其排量固定，必須配合電磁離合器使用。離合器頻繁閉合會產(chǎn)生較大噪音，同時壓縮機的啟動與停轉也導致了慣性能耗，增大了發(fā)動機的功耗，使得制動系統(tǒng)工作過程中的振動增加，同時控制精度與效果也會受到一定影響。而外部控制式變排量壓縮機由于其排量可以降低接近0，工作中無需配合電磁離合器，無接合沖擊，舒適性加強且質量減輕;通過調節(jié)蒸發(fā)器的溫度使制冷量和熱負荷及能量消耗完美匹配，減少了再加熱過程，使出風口的溫度、濕度恒定調

節(jié)，壓縮機的功率消耗下降，燃油消耗下降。因此，外部控制式變排量壓縮機具有結構緊湊、重量輕和節(jié)省能源的優(yōu)點，必將成為世界車用空調壓縮機的主導方向。

2.2熱交換器發(fā)展方向

如何強化熱交換系統(tǒng)換熱比、降低熱阻、集成結構縮小體積減輕質量、提高單位體積傳熱面積等也是熱交換器系統(tǒng)研究的重要方向。如何提高冷凝器、蒸發(fā)器等功能單元的換熱效率，提高壓縮機做功能力，減少空調系統(tǒng)中風道、管路、設備的壓力損失，尋找制冷系數(shù)高、對大氣臭氧層無破壞、無溫室效應的新型制冷劑，也是汽車空調系統(tǒng)以后研究的重要內容。

2.3全自動智能化空調系統(tǒng)

隨著傳感器技術、自動化技術、綜合布線技術等技術在汽車工業(yè)中應用的不斷完善，空調系統(tǒng)的發(fā)展將向個性化、舒適化、多功能集成集約化等方向快速發(fā)展。在汽車空調系統(tǒng)中增配輔助加熱系統(tǒng)、負離子發(fā)生器、以及車載冷藏箱等功能單元，能夠有效改善汽車內部空間質量環(huán)境，提高駕乘人員在行乘過程的整體舒適性。利用功能集成化和結構集約化等優(yōu)化改進技術，將全自動智能空調、汽車音響、倒車雷達等諸多功能有效集約到一個模塊中，共用一個顯示屏，可以有效解決汽車內部儀表板布設位置不足等問題，且能提高整車內部空間的緊湊性視覺效果。

2.4新型動力車的研制開發(fā)及汽車技術發(fā)展帶來的機遇與挑戰(zhàn)

隨著全球環(huán)境的日益惡化，能源危機的日益加劇，在國際環(huán)保主義潮流的影響下，汽車技術的發(fā)展朝著更節(jié)能、更環(huán)保、更安全及更舒適的大方向邁步前進，能源利用效率最高的電動、混合動力、燃料電池及低排放汽車等必將成為新世紀汽車發(fā)展的主旋律。汽車空調系統(tǒng)的發(fā)展必須與汽車技術的發(fā)展同步，以適應新的變化，如：高效率發(fā)動機的應用使得燃油的燃燒效率提高，但燃油余熱會進一步減少，必須進一步提高汽車空調系統(tǒng)的效率來滿足采暖和除霜的需要;汽車電氣化的日益加強導致了42V車載電源系統(tǒng)的研制與開發(fā)，也將對傳統(tǒng)的皮帶驅動的制冷系統(tǒng)帶來改變;對于新一代環(huán)保型汽車，其采暖和制冷的實現(xiàn)是以犧牲驅動動力為代價的，而這些環(huán)保型汽車由于本身動力遠小于傳統(tǒng)動力車輛，能夠提供給空調系統(tǒng)的動力極為有限，也對汽車空調系統(tǒng)的效率提出了新的挑戰(zhàn)。另外，車身隔熱技術、門封結構改進、玻璃材質改善等新零部件技術的發(fā)展與應用無疑也會減少汽車空調系統(tǒng)的負荷，從而減少汽車空調系統(tǒng)的能耗和溫室氣體的排放。

結語：

汽車空調系統(tǒng)生產(chǎn)廠家為了在市場中占據(jù)穩(wěn)定的一席，在未來新型汽車空調系統(tǒng)的研發(fā)過程中，必須與汽車開發(fā)相同步，以適應內部結構越來越緊湊、節(jié)能環(huán)保、新能源動力代替等變化，以與新型汽車發(fā)動機效率提高、電氣化、混合驅動動力、以及其它新型功能零部件使用后相匹配。

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