劉文逸 江建鋒

摘 要：隨著人們生活質(zhì)量的提高，對(duì)汽車(chē)方面的要求也越來(lái)越高。目前汽車(chē)相關(guān)行業(yè)為了達(dá)到滿(mǎn)足人們的需求和實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的，正在朝著輕量化的方向發(fā)展，汽車(chē)輕量化技術(shù)的應(yīng)用對(duì)汽車(chē)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展工作有著非常重要的意義。汽車(chē)輕量化設(shè)計(jì)是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外汽車(chē)工業(yè)的熱門(mén)課題，大量的研究手段和方法被運(yùn)用到汽車(chē)的材料使用和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，保證汽車(chē)性能不降低的情況下實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的輕量化。本文主要討論了輕量化在汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)中的一部分運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：輕量化;汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng);輕量化的作用

隨著人們對(duì)汽車(chē)使用量的不斷提升，在提升了對(duì)汽車(chē)的安全性、舒適性等要求的同時(shí)，現(xiàn)在的人們也開(kāi)始關(guān)注起汽車(chē)的節(jié)能效果和環(huán)保效果。而輕量化技術(shù)就是實(shí)現(xiàn)這些要求的最主要的方式。要想實(shí)現(xiàn)輕量化技術(shù)在汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用，有兩種方法：一種是通過(guò)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì);另一種是對(duì)汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)中所用的材料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，用一些輕量化材料來(lái)代替鋼鐵材料，從而達(dá)到減輕零部件質(zhì)量的目的。

1 汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)輕量化的應(yīng)用

1.1 材料的選擇

（1）塑料材料：一種高分子材料，最先是在汽車(chē)的內(nèi)飾和外飾上使用的，后來(lái)隨著汽車(chē)輕量化的不斷實(shí)現(xiàn)，在車(chē)身和發(fā)動(dòng)機(jī)周?chē)牧悴考系氖褂靡仓饾u增多。

（2）復(fù)合材料：由金屬材料、高分子材料等多種材料互相結(jié)合而成的材料，它能使各種材料在性能上取長(zhǎng)補(bǔ)短，因此復(fù)合型材料的綜合性能相對(duì)于其他材料來(lái)說(shuō)較高，能夠滿(mǎn)足各種不同的需求[1]。

（3）金屬材料：在選擇金屬材料時(shí)，可以選擇用高強(qiáng)度鋼來(lái)當(dāng)作被選擇的材料，高強(qiáng)度鋼有很多種類(lèi)，這里以IF鋼、DP鋼和烘烤硬化鋼為例。IF鋼主要應(yīng)用在汽車(chē)的外殼部件和支撐助板的零部件。烘烤硬化鋼又被稱(chēng)為BH鋼，主要應(yīng)用在汽車(chē)車(chē)身外的覆蓋件，比如汽車(chē)車(chē)門(mén)、車(chē)身翼子板等。DP鋼又叫雙相鋼，多用于一些需要高強(qiáng)度、高抗碰撞吸能且成型要求比較嚴(yán)格的場(chǎng)所，比如汽車(chē)的車(chē)輪、保險(xiǎn)杠、懸掛系統(tǒng)等等，目前隨著科技的不斷進(jìn)步，對(duì)鋼類(lèi)相關(guān)的科學(xué)技術(shù)的不斷成型，DP鋼也常被用在汽車(chē)的內(nèi)外飾等零件上。

以空調(diào)壓縮機(jī)支架為例，在汽車(chē)空調(diào)壓縮機(jī)系統(tǒng)中，壓縮機(jī)支架的作用是將壓縮機(jī)固定在發(fā)動(dòng)機(jī)上。壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力來(lái)自于發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，是通過(guò)帶傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。傳動(dòng)帶將壓縮機(jī)帶輪、曲軸帶輪和壓縮機(jī)支架上的帶輪聯(lián)系在一起，從而實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的傳輸?？照{(diào)壓縮機(jī)支架一般采用的是球墨鑄鐵，重量在1500～2500g，因此，需要對(duì)壓縮機(jī)支架的材料進(jìn)行改變。在進(jìn)行空調(diào)壓縮機(jī)支架材料的選擇時(shí)可以選用鋁合金，相同結(jié)構(gòu)下質(zhì)量減輕60%左右，從而達(dá)到減少支架重量的目的。

1.2 結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

在對(duì)汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)的輕量化運(yùn)用中，可以通過(guò)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化來(lái)達(dá)到輕量化的目的。下面舉一些通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)輕量化的汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。例如：壓縮機(jī)占空調(diào)系統(tǒng)總質(zhì)量的25%～30%，因此，減少空調(diào)壓縮機(jī)的重量對(duì)汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)的輕量化來(lái)說(shuō)很重要。目前市面上空調(diào)壓縮機(jī)主要分為回轉(zhuǎn)式、氣缸式和旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，在同等排量下，旋轉(zhuǎn)式空調(diào)壓縮機(jī)體積相對(duì)更小、質(zhì)量更輕。因此，為了輕量化采用旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)更具有優(yōu)勢(shì)。

另一方面，改變壓縮機(jī)安裝固定結(jié)構(gòu)也可以為整車(chē)輕量化做出貢獻(xiàn)。例如免去壓縮機(jī)固定在發(fā)動(dòng)機(jī)上的安裝支架，通過(guò)安裝定位孔直接匹配固定在發(fā)動(dòng)機(jī)上，這需要在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)前期考慮到可能的壓縮機(jī)固定方式，江鈴1.5T GDTI發(fā)動(dòng)機(jī)就是這樣一種結(jié)構(gòu)。

冷凝器在汽車(chē)的空調(diào)系統(tǒng)中一般占總重量的10%～15%，是一種能將從壓縮機(jī)中排出的高壓高溫的氣態(tài)冷媒冷卻凝結(jié)的熱交換器。在對(duì)其進(jìn)行輕量化的設(shè)計(jì)時(shí)可考慮減薄冷凝器芯體厚度，在不改變冷凝器迎風(fēng)面積下通過(guò)調(diào)整冷凝器扁管孔數(shù)、翅片波距或翅片高度以及制冷劑流程來(lái)保證冷凝器換熱性能。

蒸發(fā)器與冷凝器類(lèi)似，屬熱交換器，其作用是將自熱力膨脹閥產(chǎn)生的高溫，以及低壓液態(tài)制冷劑積聚在管道中蒸發(fā)，促使周?chē)諝鉁囟群驼舭l(fā)器溫度降低。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，蒸發(fā)器可分為穿管式、扁平管式、平行流式和層疊式，在蒸發(fā)器的輕量化應(yīng)用中，可以采用層疊式結(jié)構(gòu)，其效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，在相同制冷能力下，層疊式蒸發(fā)器體積更小、質(zhì)量更輕。

鼓風(fēng)機(jī)是將外界的空氣吸引過(guò)來(lái)并加以處理，用不同的風(fēng)速將其傳送給蒸發(fā)器的設(shè)備，對(duì)鼓風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)輕量化可以通過(guò)改變鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)的形式，用高性能的小葉輪電機(jī)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)形式的電機(jī)，還可以通過(guò)對(duì)鼓風(fēng)機(jī)整個(gè)殼體的厚度進(jìn)行改變來(lái)實(shí)現(xiàn)鼓風(fēng)機(jī)的輕量化。

2 汽車(chē)輕量化的作用

2.1 改善了汽車(chē)的性能

對(duì)汽車(chē)進(jìn)行輕量化處理可以有效的改善汽車(chē)的性能，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）降低了車(chē)身的質(zhì)心，讓汽車(chē)在行駛的過(guò)程中更加的穩(wěn)定舒適，讓汽車(chē)的加速性能和轉(zhuǎn)動(dòng)性能得到了提升，減小了汽車(chē)在行駛過(guò)程中的噪音和震動(dòng)。

（2）縮短的汽車(chē)的制動(dòng)距離，讓汽車(chē)在出現(xiàn)意外發(fā)生碰撞時(shí)的動(dòng)量得以減小，降低了碰撞時(shí)對(duì)汽車(chē)的損害，從而減少事故中的損失，從更大程度上保護(hù)車(chē)內(nèi)人員的人身安全。

（3）改善了汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性，因?yàn)槠?chē)總質(zhì)量的減少，對(duì)前輪的軸荷也有著改善的效果，讓駕駛?cè)藛T在駕駛的過(guò)程中能更好的操縱汽車(chē)，減少意外事故出現(xiàn)的概率。

2.2 減少了排放降低了油耗

由于汽車(chē)輕量化技術(shù)的實(shí)行，汽車(chē)的質(zhì)量降低了，從而減少了汽車(chē)在行駛過(guò)程中的能量消耗，降低了燃油的消耗，在動(dòng)力性能不變的情況下，通過(guò)對(duì)齒輪的傳動(dòng)比進(jìn)行調(diào)整也可以進(jìn)一步的降低汽車(chē)行駛時(shí)的燃油消耗[2]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著汽車(chē)行業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)汽車(chē)的節(jié)能環(huán)保方面的要求也越來(lái)越高，減輕汽車(chē)的質(zhì)量制造節(jié)能減排的汽車(chē)已經(jīng)成為當(dāng)前汽車(chē)制造行業(yè)中的重要課題。在汽車(chē)制造中運(yùn)用輕量化技術(shù)能夠保證汽車(chē)的性能不受影響的情況下，減輕汽車(chē)的質(zhì)量，減少汽車(chē)的排放量和燃油的燃燒量，從而讓汽車(chē)行業(yè)在可持續(xù)發(fā)展道路上越走越遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張志杰，韓忠浩，李永帥等.汽車(chē)空調(diào)壓縮機(jī)支架輕量化研究[J].農(nóng)業(yè)裝備與車(chē)輛工程，2014（10）：59-63.

[2]周偉，蘇世榮，儲(chǔ)勝林等.汽車(chē)輕量化研究[J].汽車(chē)工程師，2019（01）：21-24.