汽車自動空調(diào)系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計.pdf

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1、蘭 州 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 1 1 緒 論1.1 引 言汽 車 空 調(diào) 的 普 及 ， 是 提 高 汽 車 競 爭 能 力 的 重 要 手 段 之 一 。 隨 著 汽 車 工業(yè) 的 發(fā) 展 和 人 們 物 質(zhì) 生 活 水 平 的 提 高 ， 人 們 對 舒 適 性 ， 可 靠 性 ， 安 全 性 的要 求 愈 來 愈 高 。 國 內(nèi) 近 年 來 ， 汽 車 生 產(chǎn) 廠 家 越 來 越 多 ， 產(chǎn) 量 越 來 越 大 ， 大量 中 高 檔 車 需 要 安 裝 空 調(diào) 。 因 此 ， 對 汽 車 空 調(diào) 的 研 究 開 發(fā) 特 別 重 要 。1.2 汽 車 空 調(diào) 器

2、發(fā) 展 的 歷 史 、 現(xiàn) 況 與 發(fā) 展 趨 向 汽 車 工 業(yè) 是 我 國 的 支 柱 產(chǎn) 業(yè) 之 一 ， 其 發(fā) 展 必 然 會 帶 動 汽 車 空 調(diào) 產(chǎn) 業(yè)的 發(fā) 展 。 汽 車 空 調(diào) 作 為 空 調(diào) 技 術(shù) 在 汽 車 上 的 應(yīng) 用 ， 它 能 創(chuàng) 造 車 室 內(nèi) 熱 微環(huán) 境 的 舒 適 性 ， 保 持 車 室 內(nèi) 空 氣 溫 度 、 濕 度 、 流 速 、 潔 凈 度 、 噪 聲 和 余壓 等 在 熱 舒 適 的 標(biāo) 準(zhǔn) 范 圍 內(nèi) ， 不 僅 有 利 于 保 護(hù) 司 乘 人 員 的 身 心 健 康 ， 提高 其 工 作 效 率 和 生 活 質(zhì) 量 ， 而 且 還 對 增

3、加 汽 車 行 始 安 全 性 具 有 積 極 作 用 。就 世 界 上 汽 車 空 調(diào) 技 術(shù) 發(fā) 展 的 歷 史 來 看 ， 其 發(fā) 展 的 速 度 也 是 驚 人 的 。1927年 就 誕 生 了 較 為 簡 單 的 汽 車 空 調(diào) 裝 置 ， 它 只 承 擔(dān) 冬 季 向 乘 員 供 暖 和為 擋 風(fēng) 玻 璃 除 霜 的 任 務(wù) 。 直 到 1940年 ， 由 美 國 Packard公 司 生 產(chǎn) 出 第 一 臺裝 有 制 冷 機(jī) 的 轎 車 。 1954年 才 真 正 將 第 一 臺 冷 暖 一 體 化 整 體 式 設(shè) 備 安 裝在 美 國 Nash牌 小 汽 車 上 。 1964年

4、， 在 Cadillac轎 車 中 出 現(xiàn) 了 第 一 臺 自 動 控 溫 的 汽 車 空 調(diào) 。 1979年 ， 美 國 和 日 本 共 同 推 出 了 用 微 機(jī) 控 制 的 空 調(diào) 系統(tǒng) ， 實 現(xiàn) 了 數(shù) 字 顯 示 和 最 佳 控 制 ， 標(biāo) 志 著 汽 車 空 調(diào) 已 進(jìn) 入 生 產(chǎn) 第 四 代 產(chǎn)品 的 階 段 。 汽 車 空 調(diào) 技 術(shù) 發(fā) 展 至 今 ， 其 功 能 已 日 趨 完 善 ， 能 對 車 室 進(jìn) 行制 冷 ， 采 暖 ， 通 風(fēng) 換 氣 ， 除 霜 (霧 )， 空 氣 凈 化 等 。 我 國 空 調(diào) 產(chǎn) 業(yè) 發(fā) 長 速度 雖 然 較 快 ， 但 是 目 前 國

5、內(nèi) 車 用 空 調(diào) 系 統(tǒng) 生 產(chǎn) 基 本 上 仍 是 處 于 引 進(jìn) 技 術(shù)與 開 發(fā) 、 研 究 并 舉 的 階 段 。從 目 前 發(fā) 展 情 況 來 看 , 渦 旋 式 壓 縮 機(jī) 將 是 我 國 未 來 汽 車 空 調(diào) 的 主 要 蘭 州 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 2 機(jī) 型 。 由 于 這 種 壓 縮 機(jī) 無 吸 、 排 氣 閥 ,因 此 , 工 作 可 靠 、 壽 命 長 , 容 積 效率 一 般 比 滾 動 活 塞 式 提 高 左 右 , 吸 排 氣 連 續(xù) 、 氣 流 脈 動 小 , 運 轉(zhuǎn) 平 穩(wěn) 、 且扭 矩 變 化 均 勻 , 最 高 轉(zhuǎn) 速 可 達(dá)

6、 左 右 , 體 積 比 往 復(fù) 式 小 , 重 量 比 往 復(fù) 式 輕 ,絕 熱 效 率 提 高 。 但 渦 旋 式 壓 縮 機(jī) 在 機(jī) 械 加 工 工 藝 方 面 難 度 較 大 , 須 用 專 門的 精 密 數(shù) 控 加 工 設(shè) 備 , 目 前 國 內(nèi) 正 著 手 研 制 這 種 新 機(jī) 型 。 換 熱 器 性 能 的 優(yōu)劣 , 對 汽 車 空 調(diào) 節(jié) 能 極 為 重 要 。 由 于 汽 車 空 調(diào) 趨 向 小 型 化 , 因 而 也 要 求 換熱 器 向 體 積 小 、 重 量 輕 的 高 效 小 型 化 發(fā) 展 。 為 此 , 汽 車 空 調(diào) 換 熱 器 應(yīng) 從 這幾 方 面 進(jìn) 行

7、改 進(jìn) 冷 凝 器 將 采 用 平 流 式 冷 凝 器 ,它 改 變 了 傳 統(tǒng) 的 制 冷 劑 單 通方 式 。 其 換 熱 能 力 比 管 帶 式 冷 凝 器 強(qiáng) , 使 冷 凝 溫 度 和 壓 力 降 低 , 同 時 系 統(tǒng)的 排 氣 壓 力 和 輸 人 功 率 也 隨 之 降 低 。 蒸 發(fā) 器 采 用 層 流 式 , 它 類 似 于 板 式 蒸 發(fā) 器 , 制 冷 劑 在 很 小 的 傳 熱 板 間 流 動 。 其 換 熱 效 率 比 管 帶 式 提 高 左 右 , 是將 來 最 有 前 途 的 蒸 發(fā) 器 型 式 。 散 熱 翅 片 將 采 用 超 級 條 縫 片 , 超 級 條

8、縫 片 與平 片 相 比 , 其 換 熱 效 果 將 會 提 1-2倍 左 右 。1.3 課 題 的 提 出 及 主 要 研 究 方 法該 課 題 的 提 出 主 要 是 因 為 個 人 畢 業(yè) 后 的 就 業(yè) ， 考 慮 到 畢 業(yè) 后 要 從 事汽 車 方 面 的 研 究 ， 并 且 自 己 所 學(xué) 專 業(yè) 在 這 方 面 主 要 是 汽 車 電 子 方 面 方 面 的知 識 ， 所 以 綜 合 慮 后 便 定 下 來 這 個 課 題 。 該 課 題 的 主 要 研 究 方 法 是 通 過 對的 歸 納 。 總 結(jié) 主 要 設(shè) 計 空 調(diào) 零 件 系 統(tǒng) 總 成 ， 安 裝 位 置 示 意

9、 圖 ， 自 動 空 調(diào) 系 統(tǒng)線 路 圖 ， 自 動 空 調(diào) 系 統(tǒng) 控 制 電 路 圖 。2 自 動 空 調(diào) 的 整 體 設(shè) 計2.1 汽 車 空 調(diào) 元 器 件 系 統(tǒng) 總 成2.1.1 空 調(diào) 系 統(tǒng) 的 組 成 蘭 州 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 3 1、 空 調(diào) 系 統(tǒng) 的 組 成 ： 汽 車 空 調(diào) 一 般 主 要 由 壓 縮 機(jī) 、 電 控 離 合 器 、 冷凝 器 、 蒸 發(fā) 器 、 膨 脹 閥 、 儲 液 干 燥 器 、 管 道 （ 分 高 壓 管 路 、 低 壓 管 路 。 ） 、冷 凝 風(fēng) 扇 等 組 成 。（ 1） 電 磁 離 合 器 ： 在 非

10、獨 立 式 汽 車 空 調(diào) 制 冷 系 統(tǒng) 中 ， 壓 縮 機(jī) 是 由 汽車 主 發(fā) 動 機(jī) 驅(qū) 動 的 。 在 需 要 時 接 通 或 切 斷 發(fā) 動 機(jī) 與 壓 縮 機(jī) 之 間 的 動 力 傳遞 。 另 外 ， 當(dāng) 壓 縮 機(jī) 過 載 時 ， 它 還 能 起 到 一 定 的 保 護(hù) 作 用 。 因 此 ， 通 過 控制 電 磁 離 合 器 的 結(jié) 合 與 分 離 ， 就 可 接 通 與 斷 開 壓 縮 機(jī) 。 當(dāng) 空 調(diào) 開 關(guān) 接 通 時 ，電 流 通 過 電 磁 離 合 器 的 電 磁 線 圈 ， 電 磁 線 圈 產(chǎn) 生 電 磁 吸 力 ， 使 壓 縮 機(jī) 的 壓力 板 與 皮 帶 輪

11、 結(jié) 合 ， 將 發(fā) 動 機(jī) 的 扭 矩 傳 遞 給 壓 縮 機(jī) 主 軸 ， 使 壓 縮 機(jī) 主 軸 旋轉(zhuǎn) 。 當(dāng) 斷 開 空 調(diào) 開 關(guān) 時 ， 電 磁 線 圈 的 吸 力 消 失 。 在 彈 簧 作 用 下 ， 壓 力 板 和 皮 帶 輪 脫 離 ， 壓 縮 機(jī) 便 停 止 工 作 。（ 2） 壓 縮 機(jī) ： 作 用 是 使 制 冷 劑 完 成 從 氣 態(tài) 到 液 態(tài) 的 轉(zhuǎn) 變 過 程 ， 達(dá) 到制 冷 劑 散 熱 凝 露 的 目 的 。 同 時 在 整 個 空 調(diào) 系 統(tǒng) ， 壓 縮 機(jī) 還 是 管 路 內(nèi) 介 質(zhì) 運轉(zhuǎn) 的 壓 力 源 ， 沒 有 它 ， 系 統(tǒng) 不 僅 不 制 冷

12、而 且 還 失 去 了 運 行 的 動 力 。 本 次使 用 的 是 葉 片 式 壓 縮 機(jī) 。用 于 汽 車 制 冷 系 統(tǒng) 的 壓 縮 機(jī) 按 運 動 型 式 可 分 為 ： 往 復(fù) 活 塞 式 、 曲 軸 連桿 式 、 徑 向 活 塞 式 、 軸 向 活 塞 式 、 翹 板 式 、 斜 板 式 、 旋 轉(zhuǎn) 、 旋 葉 式 、 圓 形汽 缸 、 橢 圓 形 汽 缸 、 轉(zhuǎn) 子 式 、 滾 動 活 塞 式 、 三 角 轉(zhuǎn) 子 式 、 螺 桿 式 、 渦 旋 式 。1） 曲 軸 連 桿 式 壓 縮 機(jī) ： 它 是 一 種 應(yīng) 用 較 為 廣 泛 的 制 冷 壓 縮 機(jī) 。 壓 縮 機(jī) 的活 塞

13、 在 汽 缸 內(nèi) 不 斷 地 運 動 ， 改 變 了 汽 缸 的 容 積 ， 從 而 在 制 冷 系 統(tǒng) 中 起 到 了 壓 縮 和 輸 送 制 冷 劑 的 作 用 。 壓 縮 機(jī) 的 工 作 ， 可 分 為 壓 縮 、 排 氣 、 膨 脹 、 吸氣 等 四 個 過 程 2) 斜 板 式 壓 縮 機(jī) ： 它 的 潤 滑 方 式 有 兩 種 ， 一 種 是 采 用 強(qiáng) 制潤 滑 ， 用 由 主 軸 驅(qū) 動 的 油 泵 供 油 到 各 潤 滑 部 位 及 軸 封 處 。 主 要 用 于 豪 華 型轎 車 或 小 型 客 車 較 大 制 冷 量 的 壓 縮 機(jī) 。 另 一 種 是 采 用 飛 濺 潤

14、 滑 ， 我 國 上 海內(nèi) 燃 機(jī) 油 泵 廠 生 產(chǎn) 的 斜 板 式 壓 縮 機(jī) 即 是 采 用 飛 濺 潤 滑 。 斜 板 式 壓 縮 機(jī) 結(jié) 構(gòu)緊 湊 ， 效 率 高 ， 性 能 可 靠 ， 因 而 適 用 于 汽 車 空 調(diào) 。 旋 葉 式 壓 縮 機(jī) ： 由 于 旋轉(zhuǎn) 葉 片 式 壓 縮 機(jī) 的 體 積 和 重 量 可 以 做 到 很 小 ， 易 于 在 狹 小 的 發(fā) 動 機(jī) 艙 內(nèi)進(jìn) 行 布 置 ， 加 之 噪 聲 和 振 動 小 以 及 容 積 效 率 高 等 優(yōu) 點 ， 在 汽 車 空 調(diào) 系 統(tǒng) 蘭 州 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 4 中 也 得 到 了

15、 一 定 的 應(yīng) 用 。 但 是 旋 轉(zhuǎn) 葉 片 式 壓 縮 機(jī) 對 加 工 精 度 要 求 很 高 ，制 造 成 本 較 高 。 4)滾 動 活 塞 式 壓 縮 機(jī) ： 滾 動 活 塞 式 壓 縮 機(jī) 具 有 質(zhì) 量 小 、體 積 小 、 零 部 件 少 、 效 率 高 、 可 靠 性 好 以 及 適 宜 于 大 批 量 生 產(chǎn) 等 優(yōu) 點 。（ 3） 冷 凝 器 ： 汽 車 空 調(diào) 制 冷 系 統(tǒng) 中 的 冷 凝 器 是 一 種 由 管 子 與 散 熱 片組 合 起 來 的 熱 交 換 器 。 其 作 用 是 ： 將 壓 縮 機(jī) 排 出 的 高 溫 、 高 壓 制 冷 劑 蒸 氣進(jìn) 行 冷

16、 卻 ， 使 其 凝 結(jié) 為 高 壓 制 冷 劑 液 體 。 汽 車 空 調(diào) 系 統(tǒng) 冷 凝 器 均 采 用 風(fēng) 冷式 結(jié) 構(gòu) ， 其 冷 凝 原 理 是 ： 讓 外 界 空 氣 強(qiáng) 制 通 過 冷 凝 器 的 散 熱 片 ， 將 高 溫 的制 冷 劑 蒸 氣 的 熱 量 帶 走 ， 使 之 成 為 液 態(tài) 制 冷 劑 。 制 冷 劑 蒸 氣 所 放 出 的 熱 量 ，被 周 圍 空 氣 帶 走 ， 排 到 大 氣 中 。 汽 車 空 調(diào) 系 統(tǒng) 冷 凝 器 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 主 要 有 管片 式 、 管 帶 式 和 鱔 片 式 三 種 。 1) 管 帶 式 它 是 由 多 孔 扁 管 與

17、S 形 散 熱 帶 焊 接 而 成 。 管 帶 式 冷 凝 器 的 散 熱 效 果 比 管 片 式 冷 凝 器 好 一 些 (一 般 可 高 10%左 右 〉 ， 但 工 藝 復(fù) 雜 ， 焊 接 難 度 大 ， 且 材 料 要 求 高 。 一 般 用 在 小 型 汽 車 的制 冷 裝 置 上 。 2) 鱔 片 式 它 是 在 扁 平 的 多 通 管 道 表 面 直 接 銳 出 鱔 片 狀 散 熱片 ， 然 后 裝 配 成 冷 凝 器 ， 如 圖 13 所 示 。 由 于 散 熱 鱔 片 與 管 子 為 一 個 整 體 ，因 而 不 存 在 接 觸 熱 阻 ， 故 散 熱 性 能 好 ； 另 外

18、 ， 管 、 片 之 間 無 需 復(fù) 雜 的 焊 接工 藝 ， 加 工 性 好 ， 節(jié) 省 材 料 ， 而 且 抗 振 性 也 特 別 好 。 所 以 ， 是 目 前 較 先 進(jìn)的 汽 車 空 調(diào) 冷 凝 器 。（ 4） 蒸 發(fā) 器 ： 也 是 一 種 熱 交 換 器 ， 也 稱 冷 卻 器 ， 是 制 冷 循 環(huán) 中 獲 得冷 氣 的 直 接 器 件 。 其 作 用 是 將 來 自 熱 力 膨 脹 閥 的 低 溫 、 低 壓 液 態(tài) 制 冷 劑 在其 管 道 中 蒸 發(fā) ， 使 蒸 發(fā) 器 和 周 圍 空 氣 的 溫 度 降 低 。 同 時 對 空 氣 起 減 濕 作 用 。 （ 5） 膨

19、脹 閥 ： 膨 脹 閥 也 稱 節(jié) 流 閥 ， 是 組 成 汽 車 空 調(diào) 制 冷 系 統(tǒng) 的 主 要部 件 ， 安 裝 在 蒸 發(fā) 器 入 口 處 ， 是 汽 車 空 調(diào) 制 冷 系 統(tǒng) 的 高 壓 與 低 壓 的 分 界 點 。其 功 用 是 ： 把 來 自 儲 液 干 燥 器 的 高 壓 液 態(tài) 制 冷 劑 節(jié) 流 減 壓 ， 調(diào) 節(jié) 和 控 制 進(jìn)入 蒸 發(fā) 器 中 的 液 態(tài) 制 冷 劑 量 ， 使 之 適 應(yīng) 制 冷 負(fù) 荷 的 變 化 ， 同 時 可 防 止 壓 縮機(jī) 發(fā) 生 液 擊 現(xiàn) 象 (即 未 蒸 發(fā) 的 液 態(tài) 制 冷 劑 進(jìn) 入 壓 縮 機(jī) 后 被 壓 縮 ， 極 易

20、 引 起壓 縮 機(jī) 閥 片 的 損 壞 )和 蒸 發(fā) 器 出 口 蒸 氣 異 常 過 熱 。（ 6） 儲 液 干 燥 器儲 液 干 燥 器 簡 稱 儲 液 器 。 安 裝 在 冷 凝 器 和 膨 脹 閥 之 間 ， 其 作 用 是 臨 時 蘭 州 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 5 儲 存 從 冷 凝 器 流 出 的 液 態(tài) 制 冷 劑 ， 以 便 制 冷 負(fù) 荷 變 動 和 系 統(tǒng) 中 有 微 漏 時 ，能 及 時 補(bǔ) 充 和 調(diào) 整 供 給 熱 力 膨 脹 閥 的 液 態(tài) 制 冷 劑 量 ， 以 保 證 制 冷 劑 流 動 的連 續(xù) 和 穩(wěn) 定 性 。 同 時 ， 可 防

21、止 過 多 的 液 態(tài) 制 冷 劑 儲 存 在 冷 凝 器 里 ， 使 冷 凝器 的 傳 熱 面 積 減 少 而 使 散 熱 效 率 降 低 。 而 且 ， 還 可 濾 除 制 冷 劑 中 的 雜 質(zhì) ，吸 收 制 冷 劑 中 的 水 分 ， 以 防 止 制 冷 系 統(tǒng) 管 路 臟 堵 和 冰 塞 ， 保 護(hù) 設(shè) 備 部 件 不受 侵 蝕 ， 從 而 保 證 制 冷 系 統(tǒng) 的 正 常 工 作 。 儲 液 器 出 口 端 旁 邊 裝 有 一 只 安 全熔 塞 ， 也 稱 易 熔 螺 塞 ， 它 是 制 冷 系 統(tǒng) 的 一 種 安 全 保 護(hù) 裝 置 。 其 中 心 有 一 軸向 通 孔 ， 孔

22、 內(nèi) 裝 填 有 焊 錫 之 類 的 易 熔 材 料 ， 這 些 易 熔 材 料 的 熔 點 一 般 為85℃ -95℃ 。（ 7） 風(fēng) 機(jī) ： 汽 車 空 調(diào) 制 冷 系 統(tǒng) 采 用 的 風(fēng) 機(jī) ， 大 部 分 是 靠 電 機(jī) 帶 動 的 氣 體 輸 送 機(jī) 械 ， 它 對 空 氣 進(jìn) 行 較 小 的 增 壓 ， 以 便 將 冷 空 氣 送 到 所 需 要 的 車室 內(nèi) ， 或 將 冷 凝 器 四 周 的 熱 空 氣 吹 到 車 外 ， 因 而 風(fēng) 機(jī) 在 空 調(diào) 制 冷 系 統(tǒng) 中 是十 分 重 要 的 設(shè) 備 。 風(fēng) 機(jī) 按 其 氣 體 流 向 與 風(fēng) 機(jī) 主 軸 的 相 互 關(guān) 系 ，

23、 可 分 為 離 心式 風(fēng) 機(jī) 和 軸 流 式 風(fēng) 機(jī) 兩 種 。2、 空 調(diào) 系 統(tǒng) 的 工 作 過 程 ： 壓 縮 機(jī) 運 轉(zhuǎn) 時 ， 將 蒸 發(fā) 器 內(nèi) 產(chǎn) 生 的 低 溫 低壓 制 冷 劑 蒸 氣 吸 入 并 壓 縮 后 ， 在 高 溫 高 壓 （ 約 700C， 1471KPa） 的 狀 況 下排 出 。 這 些 氣 態(tài) 蒸 氣 流 入 冷 凝 器 ， 并 在 此 受 到 散 熱 和 冷 卻 風(fēng) 扇 的 作 用 強(qiáng) 制冷 卻 到 500C 左 右 。 這 時 ， 制 冷 劑 由 氣 態(tài) 變 為 液 態(tài) 。 被 液 化 了 的 制 冷 劑 ，進(jìn) 入 干 燥 器 ， 除 去 了 水 和

24、雜 質(zhì) 后 ， 流 入 膨 脹 閥 。 高 壓 的 液 態(tài) 制 冷 劑 從 膨 脹閥 的 小 空 流 出 ， 變 為 低 壓 霧 狀 后 流 入 蒸 發(fā) 器 。 霧 狀 制 冷 劑 在 蒸 發(fā) 器 內(nèi) 吸 熱 汽 化 變 為 氣 態(tài) 制 冷 劑 ， 從 而 使 蒸 發(fā) 器 表 面 溫 度 下 降 。 從 送 風(fēng) 機(jī) 出 來 的 空 氣 ，不 斷 流 過 蒸 發(fā) 器 表 面 ， 被 冷 卻 后 送 進(jìn) 車 廂 內(nèi) 降 溫 。 氣 態(tài) 制 冷 劑 通 過 蒸 發(fā) 器后 又 重 新 被 壓 縮 機(jī) 吸 入 ， 這 樣 反 復(fù) 循 環(huán) 即 可 達(dá) 到 制 冷 目 的 。3、 汽 車 空 調(diào) 主 要 功

25、 能 包 括 以 下 4 大 部 分 : 制 冷 、 制 熱 、 通 風(fēng) 、 除 濕制 冷 系 統(tǒng) 原 理 ： 汽 車 空 調(diào) 的 壓 縮 機(jī) 依 靠 汽 車 發(fā) 動 機(jī) 的 動 力 提 供 ,汽 車在 怠 速 狀 態(tài) 下 打 開 空 調(diào) 制 冷 怠 速 會 明 顯 增 大 ,油 耗 也 會 相 應(yīng) 的 增 加 ,油 耗增 加 的 大 小 與 環(huán) 境 溫 度 有 最 直 接 的 關(guān) 系 ,環(huán) 境 溫 度 高 制 冷 劑 膨 脹 的 壓 力 大 ,發(fā) 動 機(jī) 驅(qū) 動 空 調(diào) 的 消 耗 也 相 應(yīng) 加 大 ,環(huán) 境 溫 度 低 油 耗 相 應(yīng) 減 少 。 蘭 州 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計

26、（ 論 文 ） 6 制 熱 系 統(tǒng) 原 理 ： 汽 車 空 調(diào) 制 熱 與 壓 縮 機(jī) 沒 有 絲 毫 關(guān) 系 ,制 熱 的 熱 源 不是 空 調(diào) 本 身 獲 取 的 ,是 由 汽 車 的 散 熱 水 箱 （ 中 控 臺 下 面 的 暖 風(fēng) 機(jī) 總 成 內(nèi) 的副 水 箱 ） 提 供 ,早 晨 在 熱 車 前 空 調(diào) 吹 出 來 的 是 冷 風(fēng) ,待 熱 車 后 空 調(diào) 熱 風(fēng) 源 源不 斷 的 送 出 來 ,制 熱 本 身 基 本 沒 有 能 量 消 耗 ,是 利 用 汽 車 的 余 熱 完 成 的 .但在 冬 季 ， 為 了 提 升 水 溫 ， 加 大 噴 油 量 ， 也 使 耗 油 量 增

27、 加 。 但 是 只 是 在 啟 動初 期 ， 等 發(fā) 動 機(jī) 運 轉(zhuǎn) 正 常 ， 就 是 利 用 發(fā) 動 機(jī) 的 散 熱 來 供 暖 了 。 （ 而 有 的 柴油 車 由 于 水 溫 上 升 慢 ， 為 了 一 發(fā) 動 車 就 能 享 受 到 暖 風(fēng) ， 所 以 在 暖 風(fēng) 機(jī) 里 面加 有 電 熱 絲 ） 。通 風(fēng) ： 通 風(fēng) 分 為 內(nèi) 循 環(huán) 和 外 循 環(huán) , 使 用 內(nèi) 循 環(huán) 時 車 內(nèi) 空 氣 基 本 不 與 外界 交 流 ,使 用 外 循 環(huán) 時 位 于 擋 風(fēng) 玻 璃 下 的 新 風(fēng) 口 會 將 外 界 的 空 氣 源 源 不 斷 的 送 進(jìn) 來 ,以 保 持 車 內(nèi) 空

28、氣 的 清 新 .除 濕 ： 空 調(diào) 制 冷 的 過 程 就 是 除 濕 的 過 程 ,從 制 冷 時 產(chǎn) 生 的 大 量 冷 凝 水就 可 以 看 出 來 了 ,在 濕 度 較 大 的 陰 雨 天 氣 或 是 溫 差 太 大 的 時 候 車 內(nèi) 的 玻 璃上 容 易 起 霧 ,打 開 空 調(diào) 驅(qū) 霧 就 是 一 個 除 濕 的 過 程 。2.1.2 空 調(diào) 系 統(tǒng) 原 理 圖 蘭 州 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 7 圖 1.2.1 空 調(diào) 系 統(tǒng) 原 理 圖2.1.3 冷 卻 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計冷 卻 系 統(tǒng) 說 明 內(nèi) 燃 機(jī) 運 轉(zhuǎn) 時 ， 與 高 溫 燃 氣 相 接

29、 觸 的 零 件 受 到 強(qiáng) 烈 的加 熱 ， 如 不 加 以 適 當(dāng) 的 冷 卻 ， 會 使 內(nèi) 燃 機(jī) 過 熱 ， 充 氣 系 數(shù) 下 降 ， 燃 燒 不 正常 （ 爆 燃 、 早 燃 等 ） ， 機(jī) 油 變 質(zhì) 和 燒 損 ， 零 件 的 摩 擦 和 磨 損 加 劇 ， 引 起 內(nèi)燃 機(jī) 的 動 力 性 、 經(jīng) 濟(jì) 性 、 可 靠 性 和 耐 久 性 全 面 惡 化 。 但 是 ， 如 果 冷 卻 過強(qiáng) ， 汽 油 機(jī) 混 合 氣 形 成 不 良 ， 機(jī) 油 被 燃 燒 稀 釋 ， 柴 油 機(jī) 工 作 粗 爆 ， 散 熱 損失 和 摩 擦 損 失 增 加 ， 零 件 的 磨 損 加 劇

30、， 也 會 使 內(nèi) 燃 機(jī) 工 作 變 壞 。 因 此 ， 冷 卻 系 統(tǒng) 的 主 要 任 務(wù) 是 保 證 內(nèi) 燃 機(jī) 在 最 適 宜 的 溫 度 狀 態(tài) 下 工 作 。發(fā) 動 機(jī) 的 工 況 及 對 冷 卻 系 統(tǒng) 的 要 求一 個 良 好 的 冷 卻 系 統(tǒng) ， 應(yīng) 滿 足 下 列 各 項 要 求 ：1） 散 熱 能 力 能 滿 足 內(nèi) 燃 機(jī) 在 各 種 工 況 下 運 轉(zhuǎn) 時 的 需 要 。 當(dāng) 工 況 和 環(huán)境 條 件 變 化 時 ， 仍 能 保 證 內(nèi) 燃 機(jī) 可 靠 地 工 作 和 維 持 最 佳 的 冷 卻 水 溫 度 ；2） 應(yīng) 在 短 時 間 內(nèi) ， 排 除 系 統(tǒng) 的 壓

31、 力 ；3） 應(yīng) 考 慮 膨 脹 空 間 ， 一 般 其 容 積 占 總 容 積 的 4-6%；4） 具 有 較 高 的 加 水 速 率 。 初 次 加 注 量 能 達(dá) 到 系 統(tǒng) 容 積 的 90%以 上 。5） 在 發(fā) 動 機(jī) 高 速 運 轉(zhuǎn) ， 系 統(tǒng) 壓 力 蓋 打 開 時 ， 水 泵 進(jìn) 口 應(yīng) 為 正 壓 ； 6） 有 一 定 的 缺 水 工 作 能 力 ， 缺 水 量 大 于 第 一 次 未 加 滿 冷 卻 液 的 容 積 ；7） 設(shè) 置 水 溫 報 警 裝 置 ；8） 密 封 好 ， 不 得 漏 氣 、 漏 水 ；9） 冷 卻 系 統(tǒng) 消 耗 功 率 小 。 啟 動 后 ， 能

32、 在 短 時 間 內(nèi) 達(dá) 到 正 常 工 作 溫 度 。10） 使 用 可 靠 ， 壽 命 長 ， 制 造 成 本 低 。冷 卻 系 統(tǒng) 的 總 體 布 置冷 卻 系 統(tǒng) 總 布 置 主 要 考 慮 兩 方 面 ： 一 是 空 氣 流 通 系 統(tǒng) ； 二 是 冷 卻 液 循環(huán) 系 統(tǒng) 。 在 設(shè) 計 中 必 須 作 到 提 高 進(jìn) 風(fēng) 系 數(shù) 和 冷 卻 液 循 環(huán) 中 的 散 熱 能 力 。 蘭 州 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 8 提 高 通 風(fēng) 系 數(shù) ： 總 的 進(jìn) 風(fēng) 口 有 效 面 積 和 散 熱 器 正 面 積 之 比 ≥ 30%。 對于 空 氣 流 通 不 順

33、 的 結(jié) 構(gòu) ， 需 要 加 導(dǎo) 風(fēng) 裝 置 使 風(fēng) 能 有 效 的 吹 到 散 熱 器 的 正 面積 上 ， 提 高 散 熱 器 的 利 用 率 。在 整 車 空 間 布 置 允 許 的 條 件 下 ， 盡 量 增 大 散 熱 器 的 迎 風(fēng) 面 積 ， 減 薄 芯子 厚 度 。 這 樣 可 充 分 利 用 風(fēng) 扇 的 風(fēng) 量 和 車 的 迎 面 風(fēng) ， 提 高 散 熱 器 的 散 熱 效率 。 一 般 貨 車 芯 厚 不 超 過 四 排 水 管 ， 轎 車 芯 厚 不 超 過 二 排 水 管 。在 整 車 布 置 中 散 熱 系 統(tǒng) 中 ， 還 要 考 慮 散 熱 器 和 周 邊 的 間

34、隙 ， 散 熱 器 到保 險 杠 外 皮 的 最 小 距 離 100 毫 米 ， 如 果 發(fā) 動 機(jī) 的 三 元 催 化 在 前 端 的 話 ， 還要 考 慮 風(fēng) 扇 到 三 元 催 化 本 體 距 離 至 少 100 毫 米 ， 到 三 元 催 化 隔 熱 罩 距 離 至少 80 毫 米 。 一 般 三 元 催 化 的 隔 熱 罩 到 本 體 大 概 有 15 毫 米 ， 隔 熱 罩 厚 度 為 0.5－ 1 毫 米 ， 一 般 材 料 為 st12。散 熱 器 布 置貨 車 散 熱 器 一 般 采 用 縱 流 水 結(jié) 構(gòu) ， 因 為 貨 車 的 布 置 空 間 也 較 寬 裕 。 而且 縱

35、 流 水 結(jié) 構(gòu) 的 散 熱 器 強(qiáng) 度 及 懸 置 的 可 靠 性 較 好 ， 轎 車 多 采 用 散 熱 器 橫 流水 結(jié) 構(gòu) ， 因 為 轎 車 車 身 較 低 ， 空 間 尺 寸 緊 張 。 橫 流 水 結(jié) 構(gòu) 散 熱 器 能 充 分 地利 用 轎 車 的 有 限 空 間 最 大 限 度 地 增 加 散 熱 器 的 迎 風(fēng) 面 積 。 散 熱 器 分 成 水 冷和 風(fēng) 冷 兩 種 冷 卻 形 式 ， 風(fēng) 冷 主 要 用 在 行 駛 在 沙 漠 地 帶 的 車 輛 的 冷 卻 ， 但 是決 大 多 數(shù) 的 車 輛 采 用 水 冷 冷 卻 形 式 。散 熱 器 懸 置 布 置 ： 散 熱

36、器 通 常 為 四 點 懸 置 ， 也 可 以 采 用 三 點 懸 置 。 其 中 主 懸 置 點 為 2 個 ，輔 助 懸 置 點 為 2 個 或 1 個 。 所 有 懸 置 點 應(yīng) 布 置 在 同 一 個 部 件 總 成 上 ， 改 善散 熱 器 受 力 情 況 ， 以 盡 量 減 少 散 熱 器 的 振 動 強(qiáng) 度 。 主 懸 置 點 與 其 連 接 的 部件 總 成 之 間 以 膠 墊 或 膠 套 等 柔 性 非 金 屬 材 料 過 渡 以 達(dá) 到 減 震 的 目 的 。 主 懸置 點 的 膠 墊 壓 縮 量 一 般 為 其 自 由 高 度 的 1/5 左 右 。 少 數(shù) 轎 車 因

37、其 整 車 的 減振 膠 墊 或 膠 套 而 進(jìn) 行 剛 性 連 接 。中 ， 重 型 載 貨 汽 車 由 于 散 熱 器 的 質(zhì) 量 大 及 使 用 環(huán) 境 較 差 ， 一 般 要 在 散熱 器 的 外 部 增 加 一 個 剛 性 較 大 的 保 護(hù) 框 架 ， 以 防 止 振 動 等 外 界 力 直 接 作 用在 散 熱 器 上 。 懸 置 點 設(shè) 置 在 框 架 上 。 輕 型 貨 車 和 轎 車 一 般 不 加 保 護(hù) 框 架 ， 蘭 州 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 9 懸 置 點 設(shè) 置 在 散 熱 器 的 側(cè) 板 或 水 室 上 。 為 提 高 散 熱 器 強(qiáng)

38、度 一 些 車 散 熱 器 上加 有 十 字 拉 筋 。護(hù) 風(fēng) 罩 布 置護(hù) 風(fēng) 罩 的 作 用 是 確 保 風(fēng) 扇 產(chǎn) 生 的 風(fēng) 量 全 部 流 經(jīng) 散 熱 器 ， 提 高 風(fēng) 扇 效率 。 護(hù) 風(fēng) 罩 對 低 速 大 功 率 風(fēng) 扇 效 率 提 高 特 別 顯 著 。風(fēng) 扇 與 護(hù) 風(fēng) 罩 的 徑 向 間 隙 較 小 ， 風(fēng) 扇 的 效 率 越 高 。 但 間 隙 過 小 ， 車 在行 駛 中 由 于 振 動 會 造 成 風(fēng) 扇 與 護(hù) 風(fēng) 罩 之 間 的 干 涉 。 風(fēng) 扇 與 護(hù) 風(fēng) 罩 之 間 的 徑向 間 隙 一 般 控 制 在 5mm－ 25mm。 當(dāng) 風(fēng) 扇 與 護(hù) 風(fēng) 罩

39、之 間 的 干 涉 。 風(fēng) 扇 與 護(hù) 風(fēng)罩 安 裝 在 同 一 零 部 件 總 成 上 （ 如 同 在 底 盤 或 同 在 車 身 上 ） 其 徑 向 與 相 對 運動 ， 風(fēng) 扇 與 護(hù) 風(fēng) 罩 之 間 的 間 隙 可 以 下 線 ， 否 則 取 上 限 。 風(fēng) 扇 與 護(hù) 風(fēng) 罩 的 軸 向 位 置 一 般 為 ： 風(fēng) 扇 徑 向 投 影 寬 度 的 2/3 在 護(hù) 風(fēng) 罩 內(nèi) ， 1/3 在 護(hù) 風(fēng) 罩 外 ，以 增 加 導(dǎo) 流 減 小 背 壓 。在 大 批 量 生 產(chǎn) 的 車 型 中 多 采 用 塑 料 護(hù) 風(fēng) 罩 。 鐵 護(hù) 罩 多 用 于 批 量 小 或 直徑 較 大 的 車 型

40、 中 。在 某 些 車 型 中 ， 特 別 是 轎 車 ， 護(hù) 風(fēng) 罩 在 常 開 有 多 個 窗 口 并 加 以 單 向 簾布 。 當(dāng) 車 速 較 高 ， 風(fēng) 扇 停 止 運 轉(zhuǎn) 時 簾 布 打 開 減 小 護(hù) 風(fēng) 罩 的 風(fēng) 阻 ， 當(dāng) 風(fēng) 扇 啟功 后 ， 簾 布 關(guān) 閉 提 高 風(fēng) 扇 效 率 。風(fēng) 扇 布 置風(fēng) 扇 直 徑 大 小 應(yīng) 和 散 熱 器 的 形 狀 相 協(xié) 調(diào) ， 條 件 允 許 時 可 增 大 風(fēng) 扇 的 直徑 ， 降 低 風(fēng) 扇 轉(zhuǎn) 速 。 以 達(dá) 到 減 小 功 率 消 耗 和 降 低 噪 音 的 目 的 。 在 某 些 散 熱 器 長 ， 寬 比 例 相 差 較

41、 大 時 ， 如 轎 車 散 熱 器 ， 有 時 采 用 兩 個 直 徑 較 小 的 風(fēng) 扇所 取 代 。 特 別 是 要 求 轉(zhuǎn) 速 較 高 的 風(fēng) 扇 中 已 全 部 采 用 塑 料 風(fēng) 扇 。電 動 風(fēng) 扇 是 由 電 動 機(jī) 來 驅(qū) 動 風(fēng) 扇 ， 電 動 機(jī) 的 啟 動 與 停 止 是 受 水 溫 直 接感 應(yīng) 的 溫 度 開 關(guān) 來 控 制 。 電 動 風(fēng) 扇 具 有 起 動 溫 度 與 設(shè) 定 溫 度 一 致 ， 布 置 位置 靈 活 ， 不 受 發(fā) 動 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 的 影 響 ， 汽 車 在 低 速 怠 速 時 冷 卻 效 果 好 等 優(yōu) 點 ，冷 車 啟 動 時 水 溫 上

42、升 較 快 。 但 也 多 用 于 發(fā) 動 機(jī) 橫 置 的 轎 車 。節(jié) 溫 器 布 置目 前 汽 車 上 應(yīng) 用 的 節(jié) 溫 器 均 采 用 蠟 式 感 應(yīng) 體 節(jié) 溫 器 。 當(dāng) 冷 卻 水 溫 溫 度 蘭 州 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 10 升 高 時 蠟 膨 脹 ， 節(jié) 溫 器 開 啟 ， 冷 卻 水 流 經(jīng) 散 熱 器 進(jìn) 行 大 循 環(huán) 。 當(dāng) 冷 卻 水 的溫 度 降 低 時 蠟 體 積 縮 小 ， 節(jié) 溫 器 關(guān) 閉 ， 冷 卻 水 不 經(jīng) 過 散 熱 器 ， 短 路 流 經(jīng) 發(fā)動 機(jī) 剛 體 進(jìn) 行 小 循 環(huán) 。 節(jié) 溫 器 一 般 布 置 在 發(fā) 動

43、 機(jī) 的 出 水 口 處 。 要 求 節(jié) 溫 器的 泄 漏 量 小 ， 全 開 時 流 通 面 積 大 。 增 大 節(jié) 溫 器 的 流 通 面 積 可 以 通 過 提 高 節(jié)溫 器 閥 門 的 升 程 和 增 加 閥 門 的 直 徑 來 實 現(xiàn) 。 國 外 較 先 進(jìn) 的 節(jié) 溫 器 多 通 過 提高 閥 門 升 程 來 增 大 流 通 面 積 ， 這 樣 可 以 減 少 因 增 大 節(jié) 溫 器 閥 門 直 徑 帶 來 的卡 滯 ， 密 封 不 嚴(yán) 等 問 題 。 但 是 增 大 節(jié) 溫 器 的 升 程 ， 對 節(jié) 溫 器 技 術(shù) 要 求 較 高 。有 些 發(fā) 動 機(jī) 為 增 加 節(jié) 溫 器

44、的 流 通 面 積 多 采 用 兩 只 節(jié) 溫 器 并 聯(lián) 結(jié) 構(gòu) 。水 泵 布 置水 泵 的 流 量 及 揚 程 根 據(jù) 不 同 的 發(fā) 動 機(jī) 而 定 。 流 量 一 般 為 發(fā) 動 機(jī) 額 定 功 率 的 1.5－ 2.7 倍 。 ， 揚 程 一 般 為 0.7kpa－ 1.5kpa， 揚 程 過 高 對 冷 卻 系 統(tǒng) 的 密封 性 會 產(chǎn) 生 不 利 的 影 響 。 水 泵 的 可 靠 性 主 要 取 決 于 水 封 和 軸 承 ， 軸 承 普 遍 采用 軸 連 軸 承 及 永 久 式 潤 滑 結(jié) 構(gòu) ， 水 封 采 用 陶 瓷 ， 碳 化 硅 動 環(huán) 和 石 墨 靜 環(huán) 整 體式

45、水 封 。 軸 承 的 游 隙 及 水 封 的 氣 密 性 要 嚴(yán) 格 控 制 。膨 脹 箱 布 置盡 量 靠 近 散 熱 器 布 置 ， 使 得 水 管 長 度 最 短 ； 膨 脹 箱 的 高 度 要 高 于 冷 卻系 統(tǒng) 所 有 部 件 。冷 卻 系 統(tǒng) 主 要 部 件 匹 配 設(shè) 計 要 點在 整 車 總 布 置 空 間 允 許 的 條 件 下 ， 盡 量 增 大 散 熱 器 的 迎 風(fēng) 面 積 。在 保 證 風(fēng) 量 不 變 的 條 件 下 ， 可 以 適 當(dāng) 增 加 風(fēng) 扇 直 徑 ， 降 低 風(fēng) 扇 轉(zhuǎn) 速 ， 減 少 噪 聲 和 率 消 耗 。冷 卻 系 統(tǒng) 的 最 高 水 溫 應(yīng)

46、 以 發(fā) 動 機(jī) 的 允 許 使 用 水 溫 為 標(biāo) 準(zhǔn) 。節(jié) 溫 器 的 全 開 溫 度 應(yīng) 為 發(fā) 動 機(jī) 正 常 工 作 水 溫 范 圍 的 中 限 ， 開 啟 溫 度 應(yīng)為 發(fā) 動 機(jī) 正 常 工 作 水 溫 范 圍 的 下 限 。 但 因 節(jié) 溫 器 的 自 身 特 性 ， 開 啟 溫 度 一般 低 于 全 開 溫 度 10 攝 氏 度 左 右 。冷 卻 系 統(tǒng) 輪 廓 圖 （ 例 子 ）1.散 熱 器 張 緊 板 2.六 角 法 蘭 面 螺 栓 3.橡 膠 襯 套 4.散 熱 器 總 成 5.彈 性 卡 箍 6.發(fā) 動 機(jī) 出 水 管 7.彈 性 卡 箍 蘭 州 工 業(yè) 學(xué) 院 畢

47、 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 11 8.水 管 － 膨 脹 箱 至 散 熱 器 9.水 管 卡 片 10.六 角 法 蘭 面 螺 栓 11.管 夾12.六 角 法 面 螺 栓 13.膨 脹 箱 總 成 14.彈 性 卡 箍 15.水 管 － 膨 脹 箱 至 水 泵16.水 管 － 發(fā) 動 機(jī) 至 膨 脹 箱 17.彈 性 卡 箍 18.發(fā) 動 機(jī) 進(jìn) 水 管 19.彈性 卡 箍 20.彈 性 卡 箍 21.暖 風(fēng) 機(jī) 進(jìn) 水 管 22.彈 性 卡 箍 23.暖 風(fēng) 機(jī) 出水 管 24.橡 膠 軟 墊 25.六 角 法 蘭 面 螺 栓 26.風(fēng) 扇 電 機(jī) 帶 護(hù) 風(fēng) 圈 總 成 冷 卻 系 的

48、 主 要 設(shè) 計 參 數(shù) :發(fā) 動 機(jī) 主 要 參 數(shù) ：類 型 ： 水 冷 4 沖 程 ， 直 列 4 缸 SOHC VTEC ， 16 氣 門 橫 置氣 缸 直 徑 與 行 程 ： 86.0mm 97.0mm發(fā) 動 機(jī) 排 量 ： 2254ml壓 縮 比 ： 8.9： 1最 大 功 率 ： 110kw/5700rpm最 大 扭 矩 ： 612N.m/4900rpm在 設(shè) 計 或 選 用 冷 卻 部 件 時 應(yīng) 以 散 入 冷 卻 系 統(tǒng) 的 熱 量 Q 為 原 始 數(shù) 據(jù) ， 來 計算 冷 卻 系 統(tǒng) 的 循 環(huán) 水 量 和 冷 卻 空 氣 量 ： 用 經(jīng) 驗 式 0.25 110 431

49、00 0.25 82.31 / 70776 /3600 3600e e uW Ag PhQ kJ s? ? ?? ? ? ? 千 卡 小 時燃 料 熱 能 傳 給 冷 卻 系 的 分 數(shù) ,取 同 類 機(jī) 型 的 統(tǒng) 計 量 汽 油 機(jī) A=0.23～ 蘭 州 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 12 0.30， 取 A=0.25燃 料 消 耗 率 ， kg/kw.h； 汽 油 機(jī) 0.205～ 0.320 取 0.25eP -發(fā) 動 機(jī) 有 效 功 率 ， 取 eg 最 大 功 率 110kw若 水 冷 式 機(jī) 油 散 熱 器 ， 要 增 加 散 熱 量 ， WQ 增 大 5%～

50、 10%.在 算 出 發(fā) 動 機(jī) 所 需 的 散 走 的 熱 量 后 ， 可 計 算 冷 卻 水 循 環(huán) 量82.31 245.73 /min8 1000 4.187WW W W WQV Lt r C? ? ?? ? ?Wt? -冷 卻 水 循 環(huán) 的 容 許 溫 升 （ 6?-12?） ， 取 8?Wr -水 的 密 度 ， （ 1000kg/ 3m ） WC -水 比 熱 （ 4.187kJ/kg. C? ）實 際 冷 卻 水 循 環(huán) 量 為 1.2 294.88 /minp WV V L? ?冷 卻 空 氣 需 要 量 ： 382.31 3.892 /20 1.01 1.047Wa a

51、a PaQV m st r C? ? ?? ? ?at? -散 熱 器 前 后 流 動 空 氣 的 溫 度 差 ， 取 20 C?ar -空 氣 密 度 ， 一 般 ar 取 1.01kg/ 3m-空 氣 的 PaC 定 壓 比 熱 ， 可 取 PaC =1.047kJ/k C? g.2.1.4 散 熱 器 的 設(shè) 計1.散 熱 器 的 計 算 所 根 據(jù) 的 原 始 參 數(shù) 是 散 熱 器 散 發(fā) 的 熱 量 和 散 熱 器 的 外 形 尺 寸 。 散 熱 器 散 發(fā) 的 熱 量 就 等 于 發(fā) 動 機(jī) 傳 給 冷 卻 液 的 熱 量 。 已 知 散 熱器 散 發(fā) 的 熱 量 后 ， 所 需

52、 散 熱 面 積 F 可 由 下 式 計 算 ：F= ψ ／ K mt?K-散 熱 器 的 傳 熱 系 數(shù) / 2千 卡 米 .小 時散 熱 器 貯 備 系 數(shù) ， 水 垢 及 油 泥 影 響 等 ， 一 般 ?=1.1～ 1.5， 取 1.1mt? -冷 卻 水 與 空 氣 的 平 均 溫 差 ， 取 26?散 熱 器 的 不 同 部 位 ， 其 冷 卻 水 與 空 氣 溫 差 不 同 ， 通 常 采 用 平 均 溫 差 ， ?1ts — 散 熱 器 進(jìn) 水 溫 度 ， 取 90? 2ts — 散 熱 器 出 水 溫 度 ， 取 0?41tk — 空 氣 進(jìn) 入 散 熱 器 時 的 溫 度

53、， 取 0?2 蘭 州 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 13 2tk — 空 氣 離 開 散 熱 器 時 的 溫 度 ， 取 0?41 102 .1 1k w L??? ? ??? ? ?? ? 2千 卡 /米 小 時 .Cw? — 從 冷 卻 水 到 散 熱 器 壁 的 放 熱 系 數(shù) ,當(dāng) 冷 卻 水 流 速 為 0.2～ 0.6m/s時 ， w? 約 為 2000～ 3500 . ?2千 卡 /米 小 時 .C， 取 3500。?? — 散 熱 管 導(dǎo) 熱 系 數(shù) ， 純 鋁 導(dǎo) 熱 系 數(shù) 為 230W/m.k,換 算 為197.8 . ?2千 卡 /米 小 時 .C

54、?? — 散 熱 管 壁 厚 ， 0.0002mL? — 散 熱 管 到 空 氣 的 散 熱 系 數(shù) ， 當(dāng) 流 過 散 熱 管 的 空 氣 流 速 為 10～20m/s 時 ， L? =60～ 105 . ?2千 卡 /米 小 時 .C， 取 105。散 熱 面 積 270776 1.1 20.8102 26W mQF mK t? ?? ? ?? ?散 熱 器 細(xì) 節(jié) 計 算 在 計 算 出 散 熱 面 積 后 ， 就 是 散 熱 器 芯 部 的 選 擇 。 從 結(jié) 構(gòu) 上 分 主 要 有 管片 式 和 管 帶 式 兩 種 （ 如 圖 1） 。 這 里 選 用 管 帶 式 散 熱 器 。根

55、據(jù) 汽 車 行 業(yè) 標(biāo) 準(zhǔn) QC/T29025-1991,選 擇 如 下 芯 子 ：冷 卻 管 選 取 高 頻 對 焊 型 冷 卻 管 Ⅳ 型 號 ， 1b =2mm ,L=16m,選 用 2D 型 雙 排 冷 卻 管 ， 如 圖 1冷 卻 型 號 規(guī) 格 B1 LⅠ 2 13 2 13Ⅱ 2.2 14 2.2 14Ⅲ 2.5 15 2.5 15Ⅳ 2 16 2 16Ⅴ 2.2 19 2.2 19 圖 12.1.5 空 調(diào) 壓 縮 機(jī) 的 選 用（ 1） 確 定 壓 縮 機(jī) 的 的 排 氣 壓 力 ， 吸 氣 壓 力 ， 排 氣 比 焓 及 溫 度在 這 里 忽 略 壓 縮 機(jī) 吸 氣 管 路

56、 和 排 氣 管 路 的 壓 力 損 失 ， 根 據(jù) 任 務(wù) 書 中 的 已知 條 件 可知 制 冷 劑 R134a 在 額 定 空 調(diào) 工 況 下 壓 縮 機(jī) 的 吸 氣 壓 力 和 排 氣 壓 力 分 別為 ： 蘭 州 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 14 Pd=1700Kpa PS= 349.63KPa。(2) 根 據(jù) PS和 ts， 查 表 R134a 過 熱 蒸 氣 的 熱 力 性 質(zhì) 表 得 ： 壓 縮 機(jī) 吸 氣 口 制冷 劑 比 焓 hs=405.97KJ/Kg， 比 體 積 υ s=0.05976m3/Kg， 比 熵SS=1.737KJ/(Kg?K) (3)

57、根 據(jù) PS和 SS， 查 R134a 過 熱 蒸 氣 的 熱 力 性 質(zhì) 表 得 ：壓 縮 機(jī) 等 比 熵 壓 縮 終 了 的制 冷 劑 比 焓 h d， s=435.58 KJ/Kg。(3) 額 定 空 調(diào) 工 況 下 壓 縮 機(jī) 的 指 示 效 率 η i 為 ：η i=Te/Tc+b*te=(5+273.15)/(60.5+273.15)+0.002 5=0.844(4) 額 定 工 況 下 ， 壓 縮 機(jī) 的 排 氣 比 焓 為 ：hd=hs+(hd,s— hs)/η i=405.97+(435.58— 405.97)/0.844=441.05 KJ/Kg(5) 根 據(jù) P d和 h

58、d， 查 R134a 過 熱 蒸 氣 的 熱 力 性 質(zhì) 表 得 ： 額 定 工 況 下 壓 縮機(jī) 的 排 氣 溫 度 td=71.4℃ 。2） 計 算 額 定 空 調(diào) 工 況 制 冷 系 統(tǒng) 所 需 制 冷 量(1) 根 據(jù) 以 知 條 件 ， 膨 脹 閥 前 制 冷 劑 液 體 溫 度 t4,為 ：t4,=tc— △ tsc=60.5℃ — 5℃ =55.5℃ 。(2) 蒸 發(fā) 器 出 口 制 冷 劑 氣 體 溫 度 為 ：t 1=te+△ tsh=5℃ +5℃ =10℃ 。(3) 按 t4,查 表 有 ： 蒸 發(fā) 器 進(jìn) 口 制 冷 劑 比 焓 h5,=h4,=280.67 KJ/Kg，

59、 按 t1和 Pe查 表 有 ： 蒸 發(fā) 器 出 口 制 冷 劑 比 焓 h1=hs=405.97KJ/Kg。(4) 在 額 定 空 調(diào) 工 況 下 ， 蒸 發(fā) 器 的 單 位 制 冷 量 qe,s 為 ：qe,s=h1— h5,=405.97— 280.67=125.3KJ/Kg。(5) 穩(wěn) 態(tài) 工 況 ， 制 冷 系 統(tǒng) 所 需 制 冷 器 應(yīng) 與 車 廂 熱 負(fù) 荷 平 衡 ， 計 算 是 應(yīng) 留有 一 定 的 余 量 ， 以 考 慮 實 際 情 況 與 車 廂 熱 負(fù) 荷 平 衡 是 可 能 存 在 的 差 距 。 設(shè)該 余 量 為 10%， 則 制 冷 系 統(tǒng) 所 需 制 冷 量 Q

60、 e,s 為 ：Qe,s=1.1 Qs=1.1 5446W=5991W3） 將 額 定 空 調(diào) 工 況 下 制 冷 系 統(tǒng) 所 需 制 冷 量 換 算 成 壓 縮 機(jī) 所 需 制 冷 量(1) 額 定 空 調(diào) 工 況 下 制 冷 系 統(tǒng) 所 需 制 冷 劑 的 單 位 質(zhì) 量 流 量 qm,s 為 ： 蘭 州 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 15 qm,s= Qe,s/ qe,s=5.991/125.3=0.0478Kg/s。(2) 額 定 空 調(diào) 工 況 下 壓 縮 機(jī) 的 單 位 質(zhì) 量 制 冷 量 qe,c 為 ：qe,c=hs— h5/=405.97— 280.67=1

61、25.30KJ/Kg。(3) 額 定 空 調(diào) 工 況 下 壓 縮 機(jī) 的 單 位 體 積 制 冷 量 qv,c 為 ：qv,c= qe,c/υ s=125.30/0.05976=2096.72KJ/m3。(4) 對 于 穩(wěn) 態(tài) 過 程 ， 制 冷 系 統(tǒng) 中 各 組 成 部 件 的 制 冷 劑 質(zhì) 量 流 量 應(yīng) 當(dāng) 一 致 ，因 而 額 定 空調(diào) 工 況 壓 縮 機(jī) 的 制 冷 劑 質(zhì) 量 流 量 應(yīng) 為 ：Q m,c=Qm,s=0.0478Kg/s。該 工 況 壓 縮 機(jī) 所 需 制 冷 量 Qe,c= qe,c qm,c=125.30 0.0478=5.989Kw。4） 將 額 定 空

62、調(diào) 工 況 下 壓 縮 機(jī) 制 冷 量 換 算 成 測 試 工 況 壓 縮 機(jī) 制 冷 量(1) 壓 縮 機(jī) 的 測 試 工 況 條 件 ： 制 冷 劑 冷 凝 溫 度 tc,t=60.5℃ ;制 冷 劑 的 蒸 發(fā) 溫度 Te,t=5℃ ;膨 脹 閥 前 制 冷 劑 液 體 過 冷 度 △ t sc,t=0℃ ;壓 縮 機(jī) 的 吸 氣 溫 度ts,t=t1/=7℃ ;壓 縮 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 速 n=1800r/min;不 考 慮 壓 縮 機(jī) 吸 氣 管 路 及 排 氣 管路 的 壓 降 。(2) 根 據(jù) 制 冷 劑 的 蒸 發(fā) 溫 度 te,t 和 冷 凝 溫 度 tc,t， 查 R134a 飽

63、 和 狀 態(tài) 下 的 熱力 性 質(zhì) 表 ，得 測 試 工 況 下 制 冷 劑 的 蒸 發(fā) 壓 力 和 冷 凝 壓 力 分 別 為 ：P e,t=349.63KpaPc,t=1700KPa。壓 縮 機(jī) 吸 氣 壓 力 Pst=pe,t =349.63KPa.壓 縮 機(jī) 的 排 氣 壓 力 Pd,t=Pc,t=1700KPa。(3) 根 據(jù) ts,t和 Ps， t， 查 表 有 壓 縮 機(jī) 測 試 工 況 下 吸 氣 比 焓 hst=402.0 KJ/Kg，吸 氣 比 體積 υ st=0.05881m3/Kg， 吸 氣 比 熵 Ss,t=1.724KJ/(Kg?K)。(4) 根 據(jù) 膨 脹 閥 前

64、 制 冷 劑 液 體 溫 度 t4=tc,t-△ tsc,t=60.5℃ ， 查 表 得 膨 脹閥 前 制 冷 劑液 體 比 焓 h4=288.72KJ/Kg。 蘭 州 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 16 (5) 測 試 工 況 壓 縮 機(jī) 的 單 位 質(zhì) 量 制 冷 量 ：qe.t=hs.t-h4=402.0-288.72=113.28 KJ/Kg。(6) 測 試 工 況 壓 縮 機(jī) 單 位 體 積 制 冷 量 qv,t 為 ：qv,t=qc， t/υ st=113.28/0.05881=1926.20KJ/m3。(7) 由 于 額 定 空 調(diào) 工 況 下 和 測 試 工

65、況 西 啊 的 冷 凝 壓 力 (冷 凝 溫 度 )蒸 發(fā) 壓力 (蒸 發(fā) 壓 力 )，排 氣 壓 力 及 吸 氣 壓 力 均 可 相 同 ， 則 兩 種 工 況 壓 縮 機(jī) 的 輸 氣 系 數(shù) 也 相同 ， 即 ： λ t=λ c。 于 是 所 選 壓 縮 機(jī) 在 測 試 工 況 下 所 需 制 冷 量 是 ：Qe,t=Qe,c(λ t/λ c)(qv,t/qv,c)=5.991 1 1926.20/2096.72=5.502Kw。5） 測 試 工 況 壓 縮 機(jī) 所 需 制 冷 劑 單 位 質(zhì) 量 流 量 qm,t 為qm,t=Qe,t/qe,t=5.502/113.28=0.04857K

66、g/s。6） 確 定 測 試 工 況 下 壓 縮 機(jī) 所 需 軸 功 率(1) 根 據(jù) P d,t 和 Ss,t， 查 表 得 壓 縮 機(jī) 等 比 熵 壓 縮 終 了 的 制 冷 劑 比hd,s=434.08 KJ/Kg， 制冷 劑 溫 度 td,s=66.25℃ 。(2) 測 試 工 況 下 壓 縮 機(jī) 單 位 等 比 熵 壓 縮 功 Wts,t 為 ：Wts,t=hd,s— hs,t=434.08— 402.0=32.08KJ/Kg。(3) 測 試 工 況 下 壓 縮 機(jī) 的 理 論 等 比 熵 功 率 P ts,t 為 ：Pts,t= Wts,t?qm,t=32.08 0.04857=1.5581Kw。(4) 測 試 工 況 壓 縮 機(jī) 指 示 效 率 η i,t 為 ：η i,t=Te,t/Tc,t+b?te,t=(5+273.15)/(60.5+273.15)+0.002 5=0.844。(5) 測 試 工 況 壓 縮 機(jī) 指 示 功 率 Pi,t為 ： P i,t= Pts,t/η i,t=1.5581/0.844=1.8461Kw。(6) 測