浅析汽车空调制冷新技术

浅析汽车空调制冷技术一、传统汽车空调制冷技术传统的汽车空调制冷系统主要由压缩机、冷凝器、储液干燥罐、膨胀阀、蒸发器、鼓风机及管路与控制部件等组成。压缩机是制冷系统的制冷剂循环动力源。压缩机工作时可把制冷剂气体压缩成高压液态，并可持续不断推进制冷剂循环，完成吸热、放热过程。汽车空调压缩机通常由发动机带动，通过空调皮带轮后面的电磁离合器的吸合与打开来控制。冷凝器是一种散热器，类似于发动机水箱，主要由翅片与排管组成。冷凝器安装在冷却水箱前面，与冷却水箱共用一个冷却风扇，通过流动的空气带走冷凝器中制冷剂的热量。制冷剂冷凝后贮存在储液干燥罐内，进行干燥吸湿处理，以去除制冷剂中的水分，滤掉杂质，。膨胀阀用于控制高压液态制冷剂向气态的转变。蒸发器正好与冷凝器作用相反，此时蒸发器吸收外部空气的热量。再通过风机与管道就可将凉空气送到车厢内了。当空调制冷系统开关打开时，空调压缩机开始运行并将制冷剂送到蒸发器，蒸发器被制冷剂冷却，它再冷却来自鼓风机的空气。! I说Hi曜体仁~~低II祐停汽车空调制冷的原理图tII*业一'二St,："日顷，¥：| .1令:任T>■海写祀励•过怔m丞帷叫liK-r

二、汽车空调制冷新技术现代汽车空调制冷系统有三种型式：膨胀阀式制冷系统、节流管式制冷系统、EPR阀式制冷系统。三种制冷系统的工作原理基本相同：开启空调A/C开关空调压缩机工作后使制冷剂在整个制冷系统内进行循环流动。在流动过程中完成了“吸气压缩、冷凝放热、节流雾化、蒸发吸热”四个过程。空调制冷系统有五大核心机件:压缩机、冷凝器、蒸发器、储液干燥罐（或干燥过滤器、气液分离器）、膨胀阀（或节流管、EPR阀）。现代轿车制冷系统“高新技术”的核心体现在以下几个方面：空调压缩机由定排量压缩机逐渐变为机械变排量压缩机再发展为电控变排量压缩机；压缩机采用无电离合器技术；节流管逐渐代替膨胀阀而电控节流管又逐渐代替普通机械节流管；冷凝器与干燥过滤器做成一体而且可单独对干燥剂进行更换。（一） 变排量压缩机技术由变排量压缩机组成的变排量空调系统能够在运行过程中根据转速、排气压力等信号的变化以及汽车运行状况和外界环境条件而自行调节排量达到节能、降噪和实现车厢环境最优化控制的目的并且变排量空调系统都设置了循环风门（车内循环方式）在空调不运行时也能够隔绝车外的空气使车厢内的空气保持恒温状态。行驶中如果车外的污染超标循环风门还能起到抵挡混浊空气入侵的作用。新设计的风量分配方式以及新风门能根据乘员调定的温度自动地调节风量、气流分配方式还能根据车外日照强度自行调节空气循环的方向。所以变排量压缩机应用越来越广泛而且变排量空调压缩机可以装在恒温膨胀阀式空调系统上也可以装在节流管式空调系统上。空调的变排量压缩机分为机械式变排量压缩机和电控变排量压缩机。机械式变排量压缩机常用的有摇盘式变排量压缩机主要由活塞组、变排量摇盘、大扭力皮带盘、多重保护开关、排量控制阀、高压释放阀等组成。“改变摇盘的倾角一改变活塞的有效行程一改变压缩机的排量”是变排量压缩机改变排量的实质。电控变排量压缩机是在机械变排量压缩机的基础上改进而来的压缩机机械部分变化不大关键在于对摇盘后方压力的控制上。电控变排量压缩机是靠由ECU控制的控制阀来改变摇盘的倾斜角。电控变排量压缩机没有设置电磁离合器没有温控开关。空调启动后压缩机一直不停地工作看起来压缩机一直在工作但受控制阀控制压缩机不一定能产生吸力与压力即不一定能实现制冷。（二） 无电压缩机离合器技术安装无电离合器的电控变排量压缩机其动力仍来自发动机。压缩机与发动机之间仍通过“离合器”连接但电控变排量压缩机的离合器既不会与发动机皮带轮分离也不会与压缩机输入轴分离始终与二者结合在一起。但这种结合不是刚性连接的而是利用其间夹持着的橡胶块来传递动力过载时可通过打滑来保护。当压缩机负荷在正常范围时皮带轮、橡胶缓冲块、压缩机输入轴之间靠摩擦力传力三者紧紧相连作为一体运转但当压缩机阻力过大时橡胶缓冲块会在皮带轮与压缩机输入轴之间起缓冲、打滑保护作用从而避免皮带被拉断或因打滑而拉伤、过热、老化等。这种无电离合器即省去了电路部分又可起到很好的保护作用。若橡胶老化时将导致皮带过早打滑压缩机输入轴与皮带轮不同步制冷量下降制冷效果变差。因此可通过发动机转速传感器与压缩机转速传感器及时发现及时更换离合器或用粉笔作下记号查找旋转体是否旋转同步。（三） 主副冷凝器技术部分汽车上安装有主、副冷凝器。这种冷凝器分为冷凝部分和过冷部分同时还有一个起储液干燥器作用的调节器（该调节器下方安装一个螺塞在此处可方便地更换干燥剂）。这种形式的冷凝器可改善冷却能力但加注制冷剂时需在气泡消失后再添加大约100g的制冷剂否则将会造成制冷能力不足所以在这种系统的检查中看不到气泡也不一定说明制冷剂充足。（四） 电控节流管技术节流管式制冷系统用膨胀节流管代替膨胀阀。节流管不但结构简单成本降低；无运动件工作可靠使用寿命长；同时节省能耗（由于有气液分离器压缩机在纯气态制冷剂下起动使起动容易可节能15〜30%）。但节流管无法控制制冷剂流量即无法直接满足制冷负荷变化的需求需要依赖压缩机的开停来满足负荷变化的需求带来了噪声、耗电与结构复杂。为此现代高档轿车使用电控节流管在节流管原先优势的前提下直接调控制冷循环排量使压缩机的控制大大简化。三、汽车空调新技术的改进目前的空调新技术主要在以下几方面得到改进：外部变排量压缩机、数码涡旋式压缩机、冷凝器组件以及新材料的应用。（一）外部变排量压缩机外部调节的变排量压缩机工作原理与内部调节的变排量压缩机相似，不同之处在于控制阀具有一电磁单元，操纵和显示单元从蒸发器出风温度传感器获得信号作为输入信息，从而对压缩机的功率进行无级调节。由于其排量可降低到接近零，因此可去掉电磁离合器，质量减小，且压缩机一直运转，避免了转一会停一阵的惯性耗能，使能耗降低。其优点在于压缩机一直运转，无接合冲击，提高了舒适性；出风口的温度、湿度恒定调节；由于排量可以降低到近零，省去了电磁离合器使质量减轻；压缩机的能耗下降。变排量压缩机以其独特的优点，无疑在汽车空调中会得到更加广泛的应用。（二）数码涡旋式压缩机数码涡旋压缩机工作原理是：压缩机容量是通过涡旋盘的周期性啮合与脱开来改变的。当外部电磁阀关闭时，同标准型压缩机一样工作容量达到100%。当外部电磁阀打开时，两个涡旋盘稍微脱离。此时压缩机无制冷剂被压缩，从而无容量输出。所以，在一个10s的循环中，如果涡旋盘加载2s，卸载8s，其平均容量就是20%。加载时间占循环周期的比例可以在10%〜100%输出容量的范围内任意改变。其突出的优点是具有“轴向柔性”的独特性能，实现无级的能量调节，非常适合汽车空调使用。汽车空调用涡旋式压缩机（三） 冷凝器组件将储液干燥过滤器焊接在冷凝器侧面，取消了两者之间的管路，可减少制冷剂的充注量。在储液干燥过滤器的下部开一小口，液态制冷剂可通过此开口进入冷凝器的过冷段得到进一步的冷却，从而提高了制冷效果，降低了空调系统的能耗。（四） 新材料的应用如电磁离合器采用树脂材料，体积更小，质量更轻;增强车身隔热、改进门封结构、新型玻璃镀层及其它新技术都可以减少车室热负荷，这些新材料技术的应用，可较大程度地减少汽车空调的能耗。总之随着现代科学技术的