第7章 汽车空调系统的布置

汽车空调技术,沈阳大学凌永成,lyc903115,配套教材信息,教材名称：汽车空调技术教材主编：凌永成教材定价：39RMB出版社：机械工业出版社出版时间：2014年5月国际标准书号（ISBN）：978-7-111-45539-4教材所属系列：应用型本科汽车类专业“十二五”规划教材,第7章汽车空调系统的布置,7.1乘用车空调系统的布置,7.1.1单蒸发器乘用车空调系统的布置,1.总体布置,目前，绝大多数乘用车都属于单蒸发器空调系统，即空调系统只有一个蒸发器，车室内的冷风均由一个蒸发器提供。但也有一些高档乘用车，为了进一步改善后排乘客的舒适性，装备了两个蒸发器，形成双蒸发器空调系统。,乘用车由于其自身空间限制，一般采用非独立式空调系统，压缩机由汽车发动机驱动。典型单蒸发器乘用车空调系统的总体布置如图7-1和图7-2所示。,图7-1单蒸发器乘用车空调系统的典型布置方案（整车背景）1压缩机出口制冷剂管路（D管路）；2制冷剂消声器；3压缩机入口制冷剂管路（S管路）；4暖风加热器总成；5蒸发器入口制冷剂管路（L管路）；6空调控制面板；7暖风入口空气滤清器；8真空控制阀；9鼓风机；10暖风加热器（暖风热交换器）；11暖风加热器连接发动机散热器的冷却液管路（水管）；12连接蒸发器的制冷剂管路；13膨胀阀；14蒸发器；15温控器；16储液干燥器；17冷凝器出口制冷剂管路（C管路）；18冷凝器；19压缩机,图7-2单蒸发器乘用车空调系统的典型布置方案（散件）1储液干燥器；2发动机散热器（水箱）；3制冷剂管路；4蒸发器总成；5暖风加热器总成；6空调控制面板；7风门驱动机构（风门伺服机构）；8空调器总成；9连接暖风加热器的冷却液管路（水管）；10冷凝器；11发动机散热器盖（水箱盖）,2.主要部件的布置,图7-3典型单蒸发器乘用车空调系统的气流分布1、2蒸发器总成；3暖风加热器总成；4鼓风机,图3-14美国通用汽车公司的POA制冷系统1压缩机；2电磁离合器；3冷凝器；4储液干燥器；5高压液体管路；6高压气体管路；7低压气体管路；8加热软管；9鼓风机电机；10POA阀；11蒸发器；12膨胀阀；13消音器,7.1.2双蒸发器乘用车空调系统的布置,1.总体布置,图7-4双蒸发器空调系统的布置（发动机舱）,图7-5双蒸发器空调系统的布置（后空调）,图7-6双蒸发器空调系统的布置（后空调ECU）,2.前部空调装置的布置,图7-7丰田皇冠乘用车双蒸发器空调系统前部空调装置的布置,图7-8丰田皇冠乘用车双蒸发器空调系统前部鼓风机及蒸发器的结构,7.2客车空调系统的布置,7.2.1客车空调采暖系统的布置,1.汽车发动机冷却液余热采暖系统的布置,对于长期在温带地区行驶的客车，由于其冷负荷较小，为简化结构，多采用与乘用车类似的汽车发动机冷却液余热采暖系统（图7-9），其布置方式也与乘用车采暖系统的布置相似，只不过送风风道要长，出风口的数量较多。,图7-9发动机冷却液余热采暖系统原理图,2.燃料燃烧加热冷却液采暖系统的布置,在大客车中常采用燃气采暖系统。,燃气采暖系统的示意图如图7-10所示，燃油和空气在燃烧室中混合燃烧，加热发动机的冷却液，加热后的冷却液（热水）进入加热器芯向外散热，降温后返回发动机再进行循环。,图7-10燃气水暖式采暖系统,图7-11燃气水暖式采暖系统的总体布置1、3电动天窗；2空调器总成；4燃油泵；5、7风道；6独立式燃烧器,7.2.2客车空调系统常见布置形式,图7-12常见的客车空调系统的布置形式,1.裙置式,图7-13裙置分体式空调系统的布置1风道；2蒸发器单元（置于车顶后部）；3压缩机（置于车辆后部）；4冷凝器单元（置于裙部地板下）；5空调系统控制面板（置于驾驶人座椅附近）,裙置式布置形式在整体式空调中应用较多，机组安装之处通风良好，便于独立式发动机及各轴承部位散热，且整车载荷分布均匀。,2.后置式,图7-14后置分体式空调系统的布置1外部环境空气质量传感器；2排风电动机；3空调器总成；4顶部风道；5空调系统控制面板；6冷凝器单元；7压力保护开关；8预热器；9热水阀（电磁控制阀）；10地板风道；11热水泵滤清器；12外部空气风道；131号压缩机；142号压缩机,对于后置整体式汽车空调系统，为解决机组散热何灰尘问题，常在冷凝器和车身之间增设导流板，以加强冷凝器水箱的散热效果。,图7-15后置整体式汽车空调系统的布置1压缩机；2加热器热风管；3空调器总成；4空调系统控制线束；5驾驶人附近的空调控制面板,后置整体式汽车空调系统组件相对集中，车内空间布置灵活，在双层客车（图7-16）以及双层卧铺客车上应用较多。,图7-16双层客车空调系统的布置1冷凝器排风口；2蒸发器单元；3为顶层送风的风道；4空调系统控制面板；5为底层送风的风道；6冷凝器进风口；7为底层制冷的压缩机；8为顶层制冷的压缩机；9主发动机（即汽车后置式发动机）；10观察窗口,3.顶置式,图7-17顶置式客车空调系统的布置1外部环境温度传感器；2空调系统控制面板；3车内温度传感器；4顶置空调器总成；5继电器盒；6风道；7压缩机；8冷却液循环泵（水泵）；9电磁控制阀；10过滤器（滤网）,图7-18空调器总成1、4蒸发器；2伺服电动机；3鼓风机；5继电器盒；6风道（冷却后吹向车内的冷风风道）；7、18复热器（reheatcore，对冷却后的空气进行再次加热）；8、15膨胀阀；9储液罐；10干燥器；11冷凝器（和/或过冷器）；12冷凝器风扇及其驱动电机；13冷凝器单元；14、17观察窗口；16蒸发器单元,图7-19顶置式客车空调的布置及风道1干燥过滤器；2节流膨胀阀；3冷凝器；4蒸发器；5空气滤清器；6继电器盒；7液态制冷剂管路；8风道；9压缩机电磁离合器；10压缩机；11压力保护开关；12空气净化器；13蒸发器鼓风机；14温度传感器；15冷凝器风扇；16排水管（将蒸发器在降温除湿过程中产生的水排出车外）；17空调系统控制器,如图7-20所示，对于采用辅助发动机的独立式制冷系统，为了降低整车重心并平衡轴荷，一般将辅助发动机布置在地板之下、前后车桥之间。,图7-20辅助发动机的布置1空调系统控制面板；2顶置空调器总成；3辅助发动机（用于单独驱动制冷压缩机的发动机）,前顶置式（图7-21）可以减轻后轮负荷，车辆后部座位的舒适性得到改善。缺点是噪声大、管路较长。,后顶置式适用于后置发动机客车的非独立式空调制冷系统的布置。缺点是后轮负荷加大，车厢后部由于有气流涡流，舒适性得不到保证。但在一些轻型客车上，后顶置式却得到了较为广泛的应用（图7-22和图7-23）。,图7-22后顶置式客车空调系统的布置（一）,图7-21前顶置式客车空调系统的布置,图7-23后顶置式空调系统的布置（二）1压缩机；2空调系统控制面板；3顶置空调器总成,如图7-24所示，有一些中型高档客车，为了更好地平衡轴荷，将蒸发器单总成和冷凝器总成分开布置，蒸发器总成布置在车顶前部，冷凝器总成布置在车顶后部。,图7-24蒸发器单总成和冷凝器总成分开布置1压缩机；2蒸发器总成；3冷凝器总成,4.内置式,内置式是将蒸发器置于车厢内的布置形式。内置整体式（图7-25）虽然占据了车底行李舱的空间，但能显著降低车身重心，有利于车辆行驶稳定性的改善。,图7-25内置整体式客车空调系统的布置1空调系统控制面板；2辅助发动机（用于单独驱动制冷压缩机的发动机）；3风道；4空调器总成,7.2.3典型顶置式客车空调系统的布置,韩国现代客车采用顶置非独立式空调系统，其总体布置如图7-26所示。,在顶置式空调系统（roofonairconditioningsystem）中，汽车发动机通过传动带驱动压缩机工作，蒸发器单元和冷凝器单元均布置在汽车顶部，蒸发器鼓风机和冷凝器风扇均由电动机直接驱动。由于采用非独立式驱动，没有辅助发动机，因而，其维修费用、大大降低，其噪声、振动也较小，乘坐舒适性也好。,1.压缩机,压缩机安装在发动机舱内、发动机的侧面，由汽车发动机通过传动带及电磁离合器驱动（图7-27）。,如图7-28所示，在压缩机机体的侧面，装有一个观察窗口，用于观察冷冻机油的品质和颜色，以确保润滑可靠。,图7-27压缩机由汽车发动机驱动1压缩机带轮；2传动带；3发动机曲轴带轮,图7-28观察窗口1压缩机机体；2观察窗口,低压压力开关安装在压缩机吸气管路上，高压压力开关安装在压缩机排气管路上。当系统运行压力出现异常时，会自动停止压缩机的工作。与此同时，控制面板上的故障警告灯会自动点亮，向驾驶人发出警告信息。,图7-29低压压力开关的安装位置1低压压力开关远景；2低压压力开关近景,图7-30高压压力开关的安装位置1高压压力开关远景；2高压压力开关近景,2.冷凝器单元,如图7-31所示，冷凝器单元（亦称冷凝器总成）布置在车顶的前部。5个电动冷凝器风扇（轴流风机）布置在冷凝器上方，以增强冷却效果。,在冷凝器单元内，还装有干燥器和储液罐。,图7-32干燥器,图7-33储液罐总成1维修阀（servicevalve）；2储液罐；3易熔合金；4易熔塞,3.蒸发器单元,蒸发器单元（亦称蒸发器总成）布置在车顶的中部、冷凝器单元后部。为增强蒸发效果，蒸发器分为左、右两部分，每部分各有一个膨胀阀，并配备4个电动鼓风机进行强制通风。,图7-34蒸发器单元,膨胀阀安装在蒸发器的入口处，而4个电动鼓风机（离心式风机）则安装在左、右蒸发器的侧面。,图7-35膨胀阀,图7-36离心式鼓风机,图7-37左右蒸发器及鼓风机1鼓风机；2左右蒸发器；3鼓风机电动机,图7-38观察窗口,图7-39继电器盒1熔断器；2继电器；3温控器,图7-40车内顶部的继电器盒盖板,图7-41控制面板,7.2.4高档客车智能电控空调系统的布置,图7-42美国冷王（THERMOKING）第3代智能电控空调系统总体布置,1空调控制中心；2基于J1939网络的无线广播；3热水阀；4位于车顶部的空调器加热单元；5第3代智能电控空调系统主控模块；6驾驶人侧显示屏控制模块；7驾驶人侧空调器的加热/除霜器；8内部输入/输出接口模块；9热水对流循环加热器；10热导管；11入口段加热器；12以柴油为燃料的燃烧式加热器（辅助）；13热水循环泵；14制冷系统压缩机；15压力显示屏控制模块；16车载计算机,7.3其他商用车空调系统的布置,7.3.1载货汽车空调系统的布置,1.载货汽车空调系统的特点,1）热负荷大。,4）舒适性要求不同。,2）平均行驶车速低。,3）耐久性好。,载货汽车驾驶室内的推荐参数为：在相对湿度5060条件下，车内温度应保持2428，车内换气量3045m3h人，噪声应控制在60dB以下；中、小型载货汽车的制冷能力一般在2.12.9kW之间，大型载货汽车在3.24.2kW之间，制热能力一般在4.35.8kW之间。,2.内置混合式载货汽车空调系统的布置,图7-43载货汽车内置混合式空调系统的布置,1制冷剂液体管路；2发动机冷却液流量控制阀（热水阀）；3膨胀阀；4发动机冷却液管路（回水管）；5发动机冷却液管路（来水管）；6暖风加热器（热交换器）；7蒸发器；8制冷剂吸气管路（气体管路）；9压缩机；10制冷剂排气管路（气体管路）；11发动机冷却液泵（水泵）；12冷凝器,3.顶置式载货汽车空调系统的布置,图7-44平头载货汽车顶置式空调系统的布置,图7-45长头载货汽车顶置式空调系统的布置1储液干燥器；2蒸发器及鼓风机总成；3压缩机；4冷凝器,7.3.2冷藏汽车空调系统的布置,1.冷藏汽车制冷系统的特点,冷藏汽车（Refrigeratortruck，Reefertruck）是用来运输需要冷冻或保鲜货物的封闭式厢式运输车，属于装有制冷机组和聚氨酯隔热厢的冷藏专用运输汽车。,冷藏汽车车厢（货厢）内的温度要求在520之间；冷冻车车厢内的温度要求在1815之间。,2.冷藏汽车蒸气压缩制冷系统的布置,一般中小型冷藏汽车均采用所谓“一拖二”的结构形式，即用一个压缩机和冷凝器，拖动两套不同的蒸发器（驾驶室蒸发器和冷藏厢蒸发器）；也有采用一个压缩机，拖动两套不同的空调器总成（驾驶室蒸发器、冷凝器和冷藏厢蒸发器、冷凝器）的。,图7-46整体式机械冷藏汽车1车头及驾驶室；2