汽車自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1 引言</b></p><p>　　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)

2、的研究開發(fā)特別重要。</p><p>　　1.2 汽車空調(diào)器發(fā)展的歷史、現(xiàn)況與發(fā)展趨向</p><p>　　汽車工業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè)之一，其發(fā)展必然會(huì)帶動(dòng)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，而且還對增加汽車

3、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，在Cadillac轎車中出現(xiàn)了第一臺自動(dòng)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

4、調(diào)系統(tǒng)，實(shí)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</p><p>　　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

5、, 容積效率一般比滾動(dòng)活塞式提高左右, 吸排氣連續(xù)、氣流脈動(dòng)小, 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、且扭矩變化均勻, 最高轉(zhuǎn)速可達(dá)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)行改進(jìn)冷凝器將采

6、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(shí)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(dòng)。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, 超級條縫片與平片相比, 其換熱效果將會(huì)提1-2倍左右。 </p><p>　　1.3 課題的提出及主要研究方法</

7、p><p>　　該課題的提出主要是因?yàn)閭€(gè)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(gè)課題。該課題的主要研究方法是通過對的歸納。</p><p>　　總結(jié)主要設(shè)計(jì)空調(diào)零件系統(tǒng)總成，安裝位置示意圖，自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)線路圖，自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)控制電路圖。</p><p>　　2 自動(dòng)空調(diào)的整體設(shè)計(jì)&l

8、t;/p><p>　　2.1 汽車空調(diào)元器件系統(tǒng)總成</p><p>　　2.1.1 空調(diào)系統(tǒng)的組成</p><p>　　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(chǔ)液干燥器、管道（分高壓管路、低壓管路。）、冷凝風(fēng)扇等組成。</p><p>　?。?）電磁離合器：在非獨(dú)立式汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)中，壓縮機(jī)是由汽車

9、主發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的。在需要時(shí)接通或切斷發(fā)動(dòng)機(jī)與壓縮機(jī)之間的動(dòng)力傳遞。另外，當(dāng)壓縮機(jī)過載時(shí)，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(shí)，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)的壓力板與皮帶輪結(jié)合，將發(fā)動(dòng)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(shí)，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。</p>&l

10、t;p>　?。?）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(shí)在整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)，壓縮機(jī)還是管路內(nèi)介質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)的壓力源，沒有它，系統(tǒng)不僅不制冷而且還失去了運(yùn)行的動(dòng)力。 本次使用的是葉片式壓縮機(jī)。</p><p>　　用于汽車制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)按運(yùn)動(dòng)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(dòng)活塞式、三角

11、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)的活塞在汽缸內(nèi)不斷地運(yùn)動(dòng)，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(gè)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(dòng)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滑，我國上海內(nèi)燃機(jī)油泵廠生產(chǎn)的斜板式壓縮

12、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(dòng)機(jī)艙內(nèi)進(jìn)行布置 ，加之噪聲和振動(dòng)小以及容積效率高等優(yōu)點(diǎn) ，在汽車空調(diào)系統(tǒng)中也得到了一定的應(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(dòng)活塞式壓縮機(jī)：滾動(dòng)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</p><p>　　

13、（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S形

14、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(gè)整體，因而不存在接觸熱阻，故散熱性能好；另外，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。</p>

15、<p>　?。?）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(shí)對空氣起減濕作用。</p><p>　?。?）膨脹閥：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(diǎn)。其功用是：把來自儲(chǔ)液干燥器的高壓液態(tài)制冷劑節(jié)流減壓，調(diào)

16、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(shí)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，極易引起壓縮機(jī)閥片的損壞)和蒸發(fā)器出口蒸氣異常過熱。 </p><p><b>　　（6）儲(chǔ)液干燥器</b></p><p>　　儲(chǔ)液干燥器簡稱儲(chǔ)液器。安裝在冷凝器和膨脹閥之間，其作用是臨時(shí)儲(chǔ)存從冷凝器流出的液態(tài)制冷劑，以便制冷負(fù)荷變動(dòng)和系

17、統(tǒng)中有微漏時(shí)，能及時(shí)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(dòng)的連續(xù)和穩(wěn)定性。同時(shí)，可防止過多的液態(tài)制冷劑儲(chǔ)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(chǔ)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，孔內(nèi)裝填有焊錫之類的易熔材料，這些

18、易熔材料的熔點(diǎn)一般為85℃-95℃。</p><p>　　（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(dòng)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?qū)⒗淠魉闹艿臒峥諝獯档杰囃?，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，可分為離心式風(fēng)機(jī)和軸流式風(fēng)機(jī)兩種。</p><p>　　2、空調(diào)系統(tǒng)的工作過程：壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)

19、時(shí)，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(shí)，制冷劑由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。被液化了的制冷劑，進(jìn)入干燥器，除去了水和雜質(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?yōu)榈蛪红F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?yōu)闅鈶B(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

20、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。 </p><p>　　3、汽車空調(diào)主要功能包括以下4大部分: 制冷、制熱、通風(fēng)、除濕</p><p>　　制冷系統(tǒng)原理：汽車空調(diào)的壓縮機(jī)依靠汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力提供,汽車在怠速狀態(tài)下打開空調(diào)制冷怠速會(huì)明顯增大,油耗也會(huì)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

21、制冷劑膨脹的壓力大,發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)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。</p><p>　　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，也使耗油量增加。但是只是在啟

22、動(dòng)初期，等發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，就是利用發(fā)動(dòng)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(dòng)車就能享受到暖風(fēng)，所以在暖風(fēng)機(jī)里面加有電熱絲）。</p><p>　　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(shí)車內(nèi)空氣基本不與外界交流,使用外循環(huán)時(shí)位于擋風(fēng)玻璃下的新風(fēng)口會(huì)將外界的空氣源源不斷的送進(jìn)來,以保持車內(nèi)空氣的清新.</p><p>　　除濕：空調(diào)制冷的過程就是除濕的過程,從制冷時(shí)產(chǎn)

23、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(shí)候車內(nèi)的玻璃上容易起霧,打開空調(diào)驅(qū)霧就是一個(gè)除濕的過程。</p><p>　　2.1.2 空調(diào)系統(tǒng)原理圖</p><p>　　圖1.2.1 空調(diào)系統(tǒng)原理圖</p><p>　　2.1.3 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　冷卻系統(tǒng)說明內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) ，與高溫燃?xì)庀嘟佑|的零

24、件受到強(qiáng)烈的加熱，如不加以適當(dāng)?shù)睦鋮s，會(huì)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(dòng)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，也會(huì)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。</p><p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)的

25、工況及對冷卻系統(tǒng)的要求</p><p>　　一個(gè)良好的冷卻系統(tǒng)，應(yīng)滿足下列各項(xiàng)要求：</p><p>　　1）散熱能力能滿足內(nèi)燃機(jī)在各種工況下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的需要。當(dāng)工況和環(huán)境條件變化時(shí)，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；</p><p>　　2）應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)，排除系統(tǒng)的壓力；</p><p>　　3）應(yīng)考慮膨脹空間，一般其容積占總?cè)莘e

26、的4-6%；</p><p>　　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。</p><p>　　5）在發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)壓力蓋打開時(shí)，水泵進(jìn)口應(yīng)為正壓；</p><p>　　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；</p><p>　　7）設(shè)置水溫報(bào)警裝置；</p><p>

27、;　　8）密封好，不得漏氣、漏水；</p><p>　　9）冷卻系統(tǒng)消耗功率小。啟動(dòng)后，能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到正常工作溫度。</p><p>　　10）使用可靠，壽命長，制造成本低。</p><p><b>　　冷卻系統(tǒng)的總體布置</b></p><p>　　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)。

28、在設(shè)計(jì)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。</p><p>　　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。</p><p>　　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

29、超過四排水管，轎車芯厚不超過二排水管。</p><p>　　在整車布置中散熱系統(tǒng)中，還要考慮散熱器和周邊的間隙，散熱器到保險(xiǎn)杠外皮的最小距離100毫米，如果發(fā)動(dòng)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。</p><p><b>　

30、　散熱器布置</b></p><p>　　貨車散熱器一般采用縱流水結(jié)構(gòu)，因?yàn)樨涇嚨牟贾每臻g也較寬裕。而且縱流水結(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?yàn)檗I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。</p&

31、gt;<p><b>　　散熱器懸置布置：</b></p><p>　　散熱器通常為四點(diǎn)懸置，也可以采用三點(diǎn)懸置。其中主懸置點(diǎn)為2個(gè)，輔助懸置點(diǎn)為2個(gè)或1個(gè)。所有懸置點(diǎn)應(yīng)布置在同一個(gè)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(dòng)強(qiáng)度。主懸置點(diǎn)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(diǎn)的膠墊壓縮量一般為其自由高度的1/5左右。少數(shù)轎車

32、因其整車的減振膠墊或膠套而進(jìn)行剛性連接。</p><p>　　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(gè)剛性較大的保護(hù)框架，以防止振動(dòng)等外界力直接作用在散熱器上。懸置點(diǎn)設(shè)置在框架上。輕型貨車和轎車一般不加保護(hù)框架，懸置點(diǎn)設(shè)置在散熱器的側(cè)板或水室上。為提高散熱器強(qiáng)度一些車散熱器上加有十字拉筋。</p><p><b>　　護(hù)風(fēng)罩布置</b&

33、gt;</p><p>　　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。</p><p>　　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(dòng)會(huì)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

34、上）其徑向與相對運(yùn)動(dòng)，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。</p><p>　　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中。</p><p>　　在某些車型中，特別是轎車，護(hù)風(fēng)罩在常開有多個(gè)窗口并加以單向簾布。當(dāng)車速較高，風(fēng)扇停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)簾布打開減小

35、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。</p><p><b>　　風(fēng)扇布置</b></p><p>　　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(shí)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，寬比例相差較大時(shí)，如轎車散熱器，有時(shí)采用兩個(gè)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。</

36、p><p>　　電動(dòng)風(fēng)扇是由電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)與停止是受水溫直接感應(yīng)的溫度開關(guān)來控制。電動(dòng)風(fēng)扇具有起動(dòng)溫度與設(shè)定溫度一致，布置位置靈活，不受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的影響，汽車在低速怠速時(shí)冷卻效果好等優(yōu)點(diǎn)，冷車啟動(dòng)時(shí)水溫上升較快。但也多用于發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的轎車。</p><p><b>　　節(jié)溫器布置</b></p><p>　　目前汽車上應(yīng)用的節(jié)溫器均

37、采用蠟式感應(yīng)體節(jié)溫器。當(dāng)冷卻水溫溫度升高時(shí)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(shí)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(dòng)機(jī)剛體進(jìn)行小循環(huán)。節(jié)溫器一般布置在發(fā)動(dòng)機(jī)的出水口處。要求節(jié)溫器的泄漏量小，全開時(shí)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(shí)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

38、。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(dòng)機(jī)為增加節(jié)溫器的流通面積多采用兩只節(jié)溫器并聯(lián)結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　水泵布置</b></p><p>　　水泵的流量及揚(yáng)程根據(jù)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)而定。流量一般為發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率的1.5－2.7倍。，揚(yáng)程一般為0.7kpa－1.5kpa，揚(yáng)程過高對冷卻系統(tǒng)的密封性會(huì)產(chǎn)生不利的影響。水泵的可靠性主要取決于水封和軸承

39、，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(dòng)環(huán)和石墨靜環(huán)整體式水封。軸承的游隙及水封的氣密性要嚴(yán)格控制。</p><p><b>　　膨脹箱布置</b></p><p>　　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。</p><p>　　冷卻系統(tǒng)主要部件匹配設(shè)計(jì)要點(diǎn)

40、 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。</p><p>　　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。</p><p>　　冷卻系統(tǒng)的最高水溫應(yīng)以發(fā)動(dòng)機(jī)的允許使用水溫為標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　節(jié)溫器的全開溫度應(yīng)為發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作水溫范圍的中限，開啟溫度應(yīng)為發(fā)

41、動(dòng)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。</p><p>　　冷卻系統(tǒng)輪廓圖（例子）</p><p>　　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(dòng)機(jī)出水管 7.彈性卡箍</p><p>　　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

42、.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(dòng)機(jī)至膨脹箱 17.彈性卡箍 18.發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水管 19.彈</p><p>　　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</p><p>　　冷卻系的主要設(shè)計(jì)參數(shù):發(fā)動(dòng)機(jī)主要參數(shù)：</p>

43、;<p>　　類型：水冷4沖程，直列4缸SOHC VTEC ，16氣門橫置</p><p>　　氣缸直徑與行程：86.0mm×97.0mm</p><p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)排量：2254ml</p><p><b>　　壓縮比：8.9：1</b></p><p>　　最大功率：110kw/5700rpm

44、</p><p>　　最大扭矩：612N.m/4900rpm</p><p>　　在設(shè)計(jì)或選用冷卻部件時(shí)應(yīng)以散入冷卻系統(tǒng)的熱量Q為原始數(shù)據(jù)，來計(jì) 算冷卻系統(tǒng)的循環(huán)水量和冷卻空氣量：</p><p><b>　　用經(jīng)驗(yàn)式</b></p><p>　　燃料熱能傳給冷卻系的分?jǐn)?shù),取同類機(jī)型的統(tǒng)計(jì)量汽油機(jī)A=0.23～

45、0.30，取A=0.25</p><p>　　燃料消耗率，kg/kw.h；汽油機(jī)0.205～0.320 取0.25</p><p>　　-發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率，取最大功率110kw</p><p>　　若水冷式機(jī)油散熱器，要增加散熱量，增大5%～10%.</p><p>　　在算出發(fā)動(dòng)機(jī)所需的散走的熱量后，可計(jì)算冷卻水循環(huán)量 </p>

46、<p>　　-冷卻水循環(huán)的容許溫升（-），取</p><p>　　-水的密度，（1000kg/）</p><p>　　-水比熱（4.187kJ/kg.）</p><p><b>　　實(shí)際冷卻水循環(huán)量為</b></p><p><b>　　冷卻空氣需要量：</b></p>&

47、lt;p>　　-散熱器前后流動(dòng)空氣的溫度差，取20</p><p>　　-空氣密度，一般取1.01kg/</p><p>　　-空氣的定壓比熱，可取=1.047kJ/kg.</p><p>　　2.1.4 散熱器的設(shè)計(jì)</p><p>　　1.散熱器的計(jì)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(dòng)機(jī)

48、傳給冷卻液的熱量。已知散熱器散發(fā)的熱量后，所需散熱面積F可由下式計(jì)算：</p><p>　　F= ψ／ K K-散熱器的傳熱系數(shù) </p><p>　　散熱器貯備系數(shù)，水垢及油泥影響等，一般=1.1～1.5，取1.1</p>

49、<p>　　-冷卻水與空氣的平均溫差，取</p><p>　　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，</p><p>　　—散熱器進(jìn)水溫度，取—散熱器出水溫度，取</p><p>　　—空氣進(jìn)入散熱器時(shí)的溫度，取 </p><p>　　—空氣離開散熱器時(shí)的溫度，取</p>

50、<p>　　—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(shí)，約為2000～3500，取3500。</p><p>　　—散熱管導(dǎo)熱系數(shù)，純鋁導(dǎo)熱系數(shù)為230W/m.k,換算為 —散熱管壁厚，0.0002m</p><p>　　—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(shí)，=60～105，取105。</p><p&g

51、t;<b>　　散熱面積 </b></p><p><b>　　散熱器細(xì)節(jié)計(jì)算</b></p><p>　　在計(jì)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。</p><p>　　根據(jù)汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T29025-1991,選擇如下芯子：</p>

52、<p>　　冷卻管選取高頻對焊型冷卻管Ⅳ型號，=2mm ,L=16m,</p><p>　　選用型雙排冷卻管，如圖1</p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　2.1.5 空調(diào)壓縮機(jī)的選用</p><p>　?。?）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

53、縮機(jī)吸氣管路和排氣管路的壓力損失，根據(jù)任務(wù)書中的已 知條件可 </p><p>　　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： Pd=1700Kpa PS= 349.63KPa。(2) 根

54、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 </p><p>　　焓hs=405.97KJ/Kg，比體積υs=0.05976m3/Kg，比熵 SS=1.737KJ/(Kg?K) (3) 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</p><p>　　制冷劑比焓hd，s=435.58 KJ/Kg。&

55、lt;/p><p>　　(3) 額定空調(diào)工況下壓縮機(jī)的指示效率ηi為： ηi=Te/Tc+b*te=(5+273.15)/(60.5+273.15)+0.002×5=0.844</p><p>　　(4) 額定工況下，壓縮機(jī)的排氣比焓為：hd=hs+(hd,s—hs)/ηi=405.97+(435.58—405.97)/0.844=441.05 

56、;KJ/Kg</p><p>　　(5) 根據(jù)Pd和hd，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℃。</p><p>　　2）計(jì)算額定空調(diào)工況制冷系統(tǒng)所需制冷量</p><p>　　(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℃。&l

57、t;/p><p>　　(2) 蒸發(fā)器出口制冷劑氣體溫度為： t1=te+△tsh=5℃+5℃=10℃。</p><p>　　(3) 按t4,查表有：蒸發(fā)器進(jìn)口制冷劑比焓h5,=h4,=280.67 KJ/Kg，按t1和Pe查表有：蒸發(fā)器出口制冷劑比焓h1=hs=405.97KJ/Kg。</p><p>　　(4) 在

58、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。</p><p>　　(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(jì)算是應(yīng)留有一定的余量，以考慮實(shí)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Qe,s為： Qe,s=1.1×Qs=1.1×5

59、446W=5991W</p><p>　　3）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： 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/

60、=405.97—280.67=125.30KJ/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/υs=125.30/0.05976=2096.72KJ/m3。 </p><p>　　(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</p>

61、<p>　　調(diào)工況壓縮機(jī)的制冷劑質(zhì)量流量應(yīng)為： Qm,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。</p><p>　　4）將額定空調(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

62、,t=5℃;</p><p>　　膨脹閥前制冷劑液體過冷度△tsc,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。</p><p>　　(2) 根據(jù)制冷劑的蒸發(fā)溫度te,t和冷凝溫度tc,t，查R134a飽和狀態(tài)下的熱力性質(zhì)表，</p><p>　　得測試工況下制冷劑的蒸發(fā)壓力和冷凝壓力分

63、別為：Pe,t=349.63KpaPc,t=1700KPa。 </p><p>　　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 </p><p>　　積υst=0.05881m3/Kg，吸氣比熵Ss,t=

64、1.724KJ/(Kg?K)。</p><p>　　(4) 根據(jù)膨脹閥前制冷劑液體溫度t4=tc,t-△tsc,t=60.5℃，查表得膨脹閥前制冷劑 </p><p>　　液體比焓h4=288.72KJ/Kg。</p><p>　　(5) 測試工況壓縮機(jī)的單位質(zhì)量制冷

65、量：</p><p>　　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/υst=113.28/0.05881=1926.20KJ/m3。(7) 由于額定空調(diào)工況下和測試工況西啊的冷凝壓力(冷凝溫度)蒸發(fā)壓力(蒸發(fā)壓力)， </p><p>　　排氣壓力及吸氣壓力均可

66、相同，則兩種工況壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)也相同，即：λt=λc。于是所選壓縮機(jī)在測試工況下所需制冷量是： Qe,t=Qe,c(λt/λc)(qv,t/qv,c)=5.991×1×1926.20/2096.72=5.502Kw。</p><p>　　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=0.04857Kg/s。<

67、/p><p>　　6） 確定測試工況下壓縮機(jī)所需軸功率(1) 根據(jù)Pd,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 </p><p>　　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/

68、Kg。(3) 測試工況下壓縮機(jī)的理論等比熵功率Pts,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ηi,t為：ηi,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： Pi,t=

69、 Pts,t/ηi,t=1.5581/0.844=1.8461Kw。(6) 測試工況下壓縮機(jī)摩擦功率Pm,t為Pm,t=1.3089D2×S×i×n×Pm×10-5=1.3089×(25.4×10-3)2 ×28.1×10-3×7× 1800×0.50×105×10-

70、5=0.1495Kw。(7) 測試工況下，壓縮機(jī)所需軸功率Pe,t為： Pe,t= Pi,t +Pm,t=1.9600+0.1495=2.1095KW。</p><p>　　根據(jù)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速n的指定值和Qe,t，Pe,t，qm,t的計(jì)算結(jié)果粗選擇壓縮機(jī)的型號 當(dāng)Qe,t=5.520Kw，qm,t=0.04857Kg/s時(shí)，壓縮機(jī)氣缸工作容積大約在95.20cm3左右，試選取

71、壓縮機(jī)型號是SN7H10。</p><p>　　根據(jù)壓縮機(jī)的計(jì)算，查其產(chǎn)品使用說明書知理論排氣量 Vth=99.8cm3/r；制冷量可達(dá)Qet=5.7711KW>5.502KW；質(zhì)量輸氣量 qmr,t=0.050866Kg/s>0.04857Kg/s；壓縮機(jī)的軸功率Pe,t=1.806<2.1095KW。 </p><p>　　結(jié)果表明，在考慮壓縮機(jī)吸氣管路和排氣管路壓

72、力損失的條件下，所選SN7H10型壓縮機(jī)的制冷量、質(zhì)量輸氣量均大于計(jì)算結(jié)果，壓縮機(jī)軸功率小于計(jì)算結(jié)果，完全滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求，是能與所指定的車用空調(diào)系統(tǒng)相匹配的 。</p><p>　　該壓縮機(jī)具體參數(shù)如下： </p><p>　　2.1.6 空調(diào)蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　本設(shè)計(jì)中要求設(shè)計(jì)的蒸發(fā)器為板翅式蒸發(fā)器，通過負(fù)荷計(jì)算可知在夏季需要向車

73、內(nèi)提供5446W的制冷量，采用R134a制冷劑，蒸發(fā)溫度te=5℃，蒸發(fā)器出口過熱度為5℃。</p><p>　　已知蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)溫度：干球溫度27℃，濕球溫度19.5℃，風(fēng)量500m3/h.</p><p>　　在下列計(jì)算中用下標(biāo)“r”表示制冷劑側(cè)，下標(biāo)“a”表示空氣側(cè)，下標(biāo)“1”表示進(jìn)口，下標(biāo)“2”表示出口。</p><p>　?。?）由設(shè)計(jì)任務(wù)中的條件te=5℃

74、，過熱度為5℃，可知蒸發(fā)器出口制冷劑溫度為tr2=10℃。</p><p>　　根據(jù)進(jìn)出口參數(shù)查R134a的熱力性質(zhì)表，得</p><p>　　hr2=405.97kJ/kg hr1=280.67kJ/kg.</p><p><b>　　制冷劑循環(huán)量 ：</b></p><p>　　初步規(guī)劃 散熱

75、板及翅片與百葉窗尺寸示意圖如下圖所示</p><p>　　散熱板： 寬wT=65mm，高h(yuǎn)T=3.0mm，鋁板厚δT=0.5mm，邊緣寬 3.4mm，內(nèi)部隔板寬3.7mm，由此可計(jì)算出內(nèi)部流道尺寸hH、wH分別為：</p><p>　　翅片：寬度wF=65mm，高度hF=7.9mm，厚度δF=0.1mm，間距pF=1.8mm；</p><p>　　百葉窗間距pL=1

76、.1mm，百葉窗長度lL=6.8mm，百葉窗角度αL=37°.</p><p>　　1) 每米散熱板長內(nèi)表面積 Ar為：</p><p>　　2) 每米散熱板長迎風(fēng)面積Aface為：</p><p>　　每米散熱板長翅片表面積Af，a為：</p><p>　　3) 每米散熱器長總外表面積Aa為：</p>&l

77、t;p>　　4) 肋通系數(shù)  a ：</p><p>　　5) 百葉窗高度hL為：</p><p>　　6) 散熱板內(nèi)孔水力直徑 Dh，r為：</p><p>　　7) 翅片通道水力直徑Dh，a 為：</p><p>　　8) 干工況下空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算，選取迎面風(fēng)速νa=3m/s，

78、根據(jù)已知條件求最小截面處風(fēng)速νa，max為</p><p>　　按空氣進(jìn)出口溫度的平均值,查取空氣的密度ρ=1.205kg/s、動(dòng)力粘度μ=18.1×10-6kg/(m·s)、熱導(dǎo)率λ=2.59×10-2W/(m·K)、普朗特?cái)?shù)Pr=0.703等熱物理性質(zhì)，并計(jì)算出空氣側(cè)的雷諾數(shù)Rea、傳熱因子j、努塞爾數(shù)Nu、表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)αa。</p><p>　

79、　10) 計(jì)算析濕系數(shù)與濕工況下空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),由蒸發(fā)器風(fēng)量500m3/h 根據(jù)蒸發(fā)器換熱量可求得出風(fēng)空氣的比焓ha2=23.06kJ/kg(干空氣)，設(shè)車內(nèi)空氣濕度為55%，查空氣的焓濕圖可查得出風(fēng)溫度為干球溫度ta2=11.2℃，濕球溫度7.2℃，同時(shí)已知蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)溫度為干球溫度ta1=27℃，濕球溫度19.5℃，比焓ha1=55.6kJ/kg(干空氣)。 </p><p><b>　　求出析濕

80、系數(shù)ξ為</b></p><p>　　于是，濕工況下空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)αeq，a為</p><p>　　αeq，a=ξαa=2.0286×190.524=386.5W/(m2·K)</p><p>　　11) 初估迎風(fēng)面積和總傳熱面積</p><p>　　1)計(jì)算干空氣質(zhì)量流量qm，a</p>&

81、lt;p>　　2)計(jì)算迎風(fēng)面積Aface,o </p><p>　　3)計(jì)算以外表面為基準(zhǔn)的總傳熱面積Ao</p><p>　　Ao=aAface,o=64.882×0.046196=2.994m2</p><p>　　4)計(jì)算散熱板長度。一共22塊散熱板，分兩個(gè)流程，每個(gè)流程11塊散熱板，</p><p&g

82、t;<b>　　則 </b></p><p><b>　　取 =0.20m</b></p><p>　　(6) 計(jì)算制冷劑側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 由te=5℃，查R134a飽和狀態(tài)下的熱力性質(zhì)表及熱物理性質(zhì)圖，可得：</p><p>　　液態(tài)制冷劑的密度ρl=1276.95kg/m3</p><p>

83、　　液態(tài)制冷劑的動(dòng)力粘度μl=270.3×10-6kg/(m·s)</p><p>　　液態(tài)制冷劑的普朗特?cái)?shù)</p><p><b>　　氣態(tài)制冷劑的密度</b></p><p>　　氣態(tài)制冷劑的動(dòng)力粘度μv=11.18×10-6kg/(m·s)</p><p>　　氣態(tài)制冷劑的熱

84、導(dǎo)率λv=12.2×10-3W/(m·K)</p><p>　　目前已知制冷劑進(jìn)口干度為0.38，出口過熱，因此平均干度</p><p>　　由此，可計(jì)算其余參數(shù)的平均值，動(dòng)力粘度μcore的平均值為</p><p>　　每一散熱板制冷劑質(zhì)量流量qmr,eq/為</p><p>　　散熱板內(nèi)孔的制冷劑質(zhì)量流量qmr,A為&

85、lt;/p><p>　　雷諾數(shù)Recore為</p><p><b>　　干度</b></p><p>　　由上面的計(jì)算可以看到，制冷劑干度從0.38～0.54083～1變化，后面還有過熱蒸汽區(qū)，因此很難準(zhǔn)確估計(jì)每一階段所占的百分比，只能憑經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，在此，去過熱蒸汽區(qū)為30%，于是可計(jì)算出干燥點(diǎn)之前的兩相區(qū)約為20%，干燥點(diǎn)之后的兩相區(qū)約為50%。

86、</p><p>　　1)干燥點(diǎn)之前的兩相區(qū)，取?=0.47，則在散熱板內(nèi)孔內(nèi)，制冷劑氣液兩相均為紊流工況的Lockhart－Martinelli數(shù)Xtt和關(guān)聯(lián)系數(shù)F(Xtt)分別為</p><p>　　制冷劑兩相流折算成全液相時(shí)，在折算流速下的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)αl為</p><p>　　制冷劑兩相流的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為</p><p>　　2)過熱

87、區(qū) 制冷劑側(cè)的雷諾數(shù)Reeq,r、普朗特?cái)?shù)Prv、努塞爾數(shù)Nu、表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 分別為</p><p>　　Prv=0.84712 </p><p>　　3)干燥點(diǎn)之后的兩相區(qū) 取=0.79，則把=0.54083代入干燥點(diǎn)之前的兩相換熱公式，計(jì)算得，于是為</p><p>　　而對數(shù)平均溫差Δtm為</p><p><b&g

88、t;　　取Ψ=0.55</b></p><p>　　與前面計(jì)算出的2.994m2的相對誤差為0.3%</p><p>　　(7) 計(jì)算空氣阻力損失ΔPa </p><p>　　按下式計(jì)算空氣側(cè)摩擦阻力因子f為</p><p>　　則空氣側(cè)阻力損失ΔPa為</p><p>　　最后根據(jù)空氣阻力和風(fēng)量選擇風(fēng)

89、機(jī)。</p><p>　　2.1.7 空調(diào)冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　1）冷凝器的設(shè)計(jì)負(fù)荷</p><p><b>　　冷凝器熱負(fù)荷Qc</b></p><p>　　Qc=mQe           &

90、#160;                  其中：</p><p>　　Qc—冷凝器散熱量 Qe—系統(tǒng)熱負(fù)荷m—負(fù)荷系數(shù)，一般家用空調(diào)器選用m=1.2左右，因?yàn)槠嚳照{(diào)上的冷凝器工 </p><p>

91、;　　作條惡劣，通常選用m=1.4左右為宜。在此選用m=1.4.</p><p>　　Qc=1.4×5446=7624W</p><p>　　2）冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　該設(shè)計(jì)中制冷劑為R134a的空氣冷卻式冷凝器，換熱量Qc=7624W，冷凝液有5℃過冷，已知壓縮機(jī)在te=5℃，tc=60.5℃時(shí)，排氣溫度td=85.5℃，空氣進(jìn)風(fēng)溫度ta

92、l=35℃。</p><p>　　在下列計(jì)算中用下標(biāo)“r”表示制冷劑側(cè)，下標(biāo)“a”表示空氣側(cè)，下標(biāo)“1”表 示進(jìn)口，下標(biāo)“2”表示出口。</p><p>　　(1)確定制冷劑和空氣流量，根據(jù)tc=60.5℃和排氣溫度td=85.5℃，以及冷凝液有5℃過冷，查R134a熱力性質(zhì)表，可得排氣比焓hd=458.44KJ/Kg，過冷液體比焓h4/=280.67KJ/Kg,于是制冷劑的質(zhì)量流量qm,

93、r為</p><p><b>　　qm,r=</b></p><p>　　取進(jìn)出口空氣溫差ta2-ta1=12℃，則空氣的體積流量qv，a為</p><p><b>　　(2)結(jié)構(gòu)初步規(guī)劃</b></p><p>　　冷凝器選用平流式結(jié)構(gòu)，多孔扁管截面與百葉窗翅片的結(jié)構(gòu)形式及尺寸如下圖所示：翅片寬度

94、wf=16mm，翅片高度hF=8.1mm，翅片厚度δF=0.135mm，翅片間距 pF=1.4mm，百葉窗間距pL=1.1mm，百葉窗長度lL=6.5mm，百葉窗角度αL=27 °；多孔扁管分六個(gè)內(nèi)孔，每個(gè)內(nèi)孔高度為1.2mm，寬度為2mm，扁管外壁面高度為2mm，寬度wT=16mm，分三個(gè)流程，扁管數(shù)目依次為10，6，4。取迎面風(fēng)速為va=4.5m/s。</p><p>　　每米管長扁管內(nèi)表面積Ar為

95、</p><p>　　Ar=2×(1.2+2)×10-3×6=m2/m=3.84×10-2m2/m</p><p>　　每米管長扁管外表面積Ab，a為</p><p>　　Ab,a=2×(16+2) ×10-3m2/m=3.6×10-2m2/m</p><p>　　每米管長

96、翅片表面積Aa,f為</p><p>　　Af,a=2×8.1×10-3×16×10-3×1/(1.4×0.001)m2/m=0.185m2/m</p><p>　　每米管長總外表面積Aa為</p><p>　　Aa=Ab,a+Af,a=3.6×10-2+0.185=0.221m2/m</p

97、><p><b>　　百葉窗高度hL為</b></p><p>　　hL=0.5×PL×tanαL=(0.5×1.1×tan27°)mm=0.2802mm</p><p>　　扁管內(nèi)孔水力直徑Dh,r為</p><p>　　翅片通道水力直徑Dh,a為</p>&

98、lt;p>　　(3)空氣側(cè)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)αa</p><p>　　根據(jù)已知條件，最小截面處風(fēng)速Va,max為</p><p>　　按空氣進(jìn)出口溫度的平均值，查取空氣的密度 </p><p>　　ρ=1.1025kg/m3,動(dòng)力粘度μ=19.2×10-6Kg/(m.s),熱導(dǎo)率λ=2.78×10-2W/(m.k),普朗特常數(shù)Pr=0.699

99、，并計(jì)算出雷諾數(shù)Re、傳熱因子j、努塞爾數(shù)Nu及空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)αa：</p><p>　　(4)制冷劑側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)αr</p><p>　　根據(jù)tc=60.5℃，查R134a飽和狀態(tài)下的熱力性質(zhì)表和熱物理性質(zhì)圖，可以求得：</p><p>　　液態(tài)制冷劑的密度： ρ?=1049.7kg/m3;</p><p>　　氣態(tài)制

100、冷劑的密度： ρv=88.44kg/m3;</p><p>　　液態(tài)制冷劑的動(dòng)力粘度系數(shù)： μl=137.7×10-6kg/(m·s)</p><p>　　液態(tài)制冷劑的熱導(dǎo)率： λl=65.6×10-3W/(m·k)</p><p>　　液態(tài)制冷劑的普朗特?cái)?shù)： </p><

101、;p>　　冷凝器中，由于制冷劑進(jìn)口過熱而出口過冷，因此計(jì)算制冷劑當(dāng)量之戀流量時(shí)，取平均干度?=0.5，于是當(dāng)量制冷劑質(zhì)量流量qmr,eq為</p><p>　　=0.1088Kg/s</p><p>　　1)第一流程的參數(shù)計(jì)算</p><p>　　單一內(nèi)孔當(dāng)量制冷劑質(zhì)量流量為</p><p>　　制冷劑側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)αr為</p&

102、gt;<p>　　2.1.8 汽車空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷的計(jì)算</p><p><b>　　工況條件確定：</b></p><p>　　夏季室外空氣計(jì)算溫度t0=35℃，車廂內(nèi)溫度ti=27℃，轎車正常行駛 速度為Wc=40Km/h，壓縮機(jī)正常轉(zhuǎn)速n=1800r/min。</p><p><b>　　空調(diào)冷負(fù)荷計(jì)算&l

103、t;/b></p><p>　　太陽輻射及太陽照射的得熱量QT</p><p>　　QT=k.(tm-ti).F (W)</p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　QT—車身外表面得熱量,W。</p><p>　　K—車身圍護(hù)結(jié)構(gòu)對室內(nèi)的傳熱系數(shù), W/(m2.k)。轎

104、車的傳熱系 數(shù)K通過計(jì)算得到。并且對于車身不同部分其傳熱系數(shù)不同，計(jì)算的具體值見下面的計(jì)算。</p><p>　　t0—室外設(shè)計(jì)計(jì)算溫度，℃，t0=35℃。</p><p>　　ti—車廂內(nèi)溫度，℃，ti=27℃。</p><p>　　tm—日照表面的綜合溫度, ℃。</p><p>　　tm=I/(+k)+t0</p><

105、;p><b>　　式中：</b></p><p>　　I—太陽輻射強(qiáng)度，W/m2 I=IS+IC</p><p>　　IG—太陽直射輻射強(qiáng)度，W/m2，IS=1.163×853=992W/m2。</p><p>　　IS—太陽散射強(qiáng)度，W/m2，IG=1.163×140=162.82W/m2。</

106、p><p>　　—表面吸收系數(shù)，深色車體取=0.9，淺色車體取=0.4。</p><p><b>　　ε取0.4 </b></p><p>　　—室外空氣與日照表面的對流換熱系數(shù), W/(m2.k)。</p><p>　　=1.163(4+12Wc1/2) W/(m2.k)</p><p><

107、b>　　其中:</b></p><p>　　Wc是汽車行駛速度，本計(jì)算采用Wc=40km/h。</p><p>　　=1.163.(4+12×11.11/2)=51.15 W/(m2.k)</p><p>　　F—車體的外表面積，m2。 </p><p>　　(1)通過車頂?shù)膫鳠崃縌T1</p>

108、<p>　　車頂?shù)谋砻娣e：F車頂 =2.35092m2</p><p>　　車頂傳熱系數(shù)由公式K=[ 錯(cuò)誤！未找到引用源。-1計(jì)算得：K車頂=1.942 W/(m2.k)</p><p>　　I=IG+IS=992+162.82=1154.82 W/m2</p><p>　　tm=0.4×1154.82/(51.15+1.942)+35=43.7

109、℃</p><p>　　QT1=1.942×(43.7-27)×2.35092 =76.24W</p><p>　　(2)通過車側(cè)面的傳熱量QT2</p><p>　　車側(cè)面的面積 ： F側(cè)面=3.7341m2</p><p>　　車側(cè)面的傳熱系數(shù)：K側(cè)面=2.074 W/(m2.k)</p><p&g

110、t;　　I=(IS+IG)/2=(992+162.82)/2=577.41 W/m2</p><p>　　tm=0.4×577.41/(51.15+2.074)+35=39.34℃</p><p>　　QT2=2.074×(39.34-27)×3.7341=95.57W</p><p>　　(3)通過車地板的傳熱量QT3</p&g

111、t;<p>　　車地板由于未受太陽輻射的影響，但由于地面的反射熱和發(fā)動(dòng)機(jī)熱量的影響，使地板的溫度比大氣溫度要高，一般取2～3℃,本計(jì)算取t03=35+3=38℃</p><p>　　車地板的面積： F地板=5.2552m2</p><p>　　地板的傳熱系數(shù)： K地板=2.34 W/(m2.k)</p><p>　　QT3=KF(t03-ti)=2.3

112、4×5.2552×(38-27)=135.27W</p><p>　　通過車身壁面的傳熱量QT為：</p><p>　　QT=QT1+QT2+QT3=76.24+95.57+135.27=307.08W</p><p>　　玻璃窗滲入的熱量QB</p><p>　　QB=A.K×(tb-ti)+C.A.qb.μ

113、(W)</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　A—玻璃窗面積，m2。A=4.043431m2</p><p>　　K—玻璃的傳熱系數(shù)，K=6.2w/(m2.k)。</p><p>　　tb—玻璃的溫度，取車室外溫度。tb=35℃。</p><p>　　ti—車廂內(nèi)的溫度，

114、tI=27℃。</p><p>　　C—玻璃窗的遮陽系數(shù),C=0.6。</p><p>　　μ—非單層玻璃校正系數(shù)，μ=1。</p><p>　　qb—通過單層玻璃的太陽輻射強(qiáng)度， qb=τG.IG+τS.IS W/m2</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　τG—透過窗

115、玻璃的太陽直射透射率，τG=0.84。</p><p>　　τS—透過窗玻璃的太陽散射透射率，τS=0.08。</p><p>　　qb=τG.IG+τS.IS=0.84×992+0.08×162.82=846.31W/m2</p><p>　　QB=A.K×(tb-ti)+C.A.qbμ=4.043431×6.2×

116、(35-27)+0.6×4.043431×846.31</p><p><b>　　=2253.75W</b></p><p>　　室外空氣帶入的熱量QA</p><p>　　(1)新風(fēng)量負(fù)荷QX</p><p>　　QX=l0.n.ρ.(h0-hi)</p><p><