汽車空調(diào)系統(tǒng)匹配計(jì)算

1、摘要汽車空調(diào)的普及，是提高汽車競(jìng)爭(zhēng)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(duì)舒適性，可靠性，安全性的要求愈來(lái)愈高。國(guó)內(nèi)近年來(lái)，汽車生產(chǎn)廠家越來(lái)越多，產(chǎn)量越來(lái)越大，大量中高檔車需要安裝空調(diào)。因此，對(duì)汽車空調(diào)的研究開(kāi)發(fā)特別重要。本論文針對(duì)吉利LG—1空調(diào)系統(tǒng)匹配設(shè)計(jì)對(duì)普通轎車空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)原理和特點(diǎn)進(jìn)行了比較系統(tǒng)的闡述.第一章概論1.1汽車空調(diào)的作用及其發(fā)展汽車工業(yè)是我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，其發(fā)展必然會(huì)帶動(dòng)汽車空

2、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(duì)增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(lái)看，其發(fā)展的速度也是驚人的。1927年就誕生了較為簡(jiǎn)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(guó)Packard

3、公司生產(chǎn)出第一臺(tái)裝有制冷機(jī)的轎車。1954年才真正將第一臺(tái)冷暖一體化整體式設(shè)備安裝在美國(guó)Nash牌小汽車上。1964年，在Cadillac轎車中出現(xiàn)了第一臺(tái)自動(dòng)控溫的汽車空調(diào)。1979年，美國(guó)和日本共同推出了用微機(jī)控制的空調(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(duì)車室進(jìn)行制冷，采暖，通風(fēng)換氣，除霜（霧），空氣凈化等。我國(guó)空調(diào)產(chǎn)業(yè)發(fā)長(zhǎng)速度雖然較快，但是目前國(guó)內(nèi)車

4、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(kāi)發(fā)、研究并舉的階段。1.2汽車空調(diào)的特點(diǎn)汽車空調(diào)使用的特殊性，決定了它在結(jié)構(gòu)、材料、安裝、布置、設(shè)計(jì)、技術(shù)要求等方面與普通空調(diào)，如建筑物空調(diào)，有著較大的差別：1）在動(dòng)力源處理上，車用空調(diào)壓縮機(jī)只能采用開(kāi)啟式的結(jié)構(gòu)型式，這就帶來(lái)空調(diào)系統(tǒng)軸封要求高，制冷劑容易泄漏的問(wèn)題。2）作為空調(diào)的對(duì)象，汽車車室容積狹小，人員密集，其熱、濕負(fù)荷大，氣流分布難以均勻，要求所選配的車用空調(diào)機(jī)組制冷量要大，能降溫迅速。3

5、）當(dāng)車用空調(diào)裝置消耗汽車主發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力時(shí)，必須考慮其對(duì)汽車動(dòng)力也操縱性能的影響，也必須考慮車速變化幅度大或變化頻繁，給空調(diào)系統(tǒng)制冷劑流量控制、制冷量控制、系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)的影響。4）汽車本身結(jié)構(gòu)非常緊湊，可供安裝空調(diào)設(shè)備覺(jué)得空間極為有限，不僅對(duì)車用空調(diào)裝置的外形、體積和質(zhì)量要求較高，而且對(duì)其性能和選型也會(huì)帶來(lái)影響。5）汽車是運(yùn)動(dòng)中的物體，對(duì)汽車空調(diào)系統(tǒng)各組成部件的振動(dòng)、噪聲、安全、可靠等方面的技術(shù)要求嚴(yán)格。6）車用空調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)、外形和布置

6、，必須考慮其對(duì)汽車底盤、車身結(jié)構(gòu)件及汽車行駛穩(wěn)定性、安全性的影響。第二章課題的目的及現(xiàn)實(shí)意義2.1課題主要目的本空調(diào)系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化開(kāi)發(fā)是按照浙江吉利轎車的要求進(jìn)行系統(tǒng)仿制，本著通用性和互換性的原則而進(jìn)行的。本系統(tǒng)參照于日本威馳轎車空調(diào)系統(tǒng)，適用于小型轎車空調(diào)系統(tǒng)的研發(fā)。壓縮機(jī)總成的裝配位置與原裝系統(tǒng)相同，重新設(shè)計(jì)壓縮機(jī)支架及漲緊機(jī)構(gòu)，仍采用V型皮帶輪?？照{(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算3.3空調(diào)系統(tǒng)熱負(fù)荷計(jì)算為了消除車室內(nèi)多余熱量以維持溫度恒定，所需要向車

7、室內(nèi)供應(yīng)的冷量稱為冷負(fù)荷。為了消除車室內(nèi)多余濕量以維持車室內(nèi)相對(duì)濕度恒定，所需除去的濕量稱為濕負(fù)荷。汽車空調(diào)熱濕負(fù)荷的計(jì)算，是確定送風(fēng)量和正確選者空調(diào)裝置的依據(jù)。1空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷計(jì)算本系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是估算冷負(fù)荷，以便壓縮機(jī)的選配和兩器的設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)中主要是針對(duì)壓縮機(jī)的選配，我們采用較容易確定的太陽(yáng)輻射熱QS和玻璃滲入熱QG，他們的總合占系統(tǒng)的70%。即可得總負(fù)荷，為了安全再取k=1.05的修正系數(shù)。轎車一般的工況條件：冷凝溫度tc=63，

8、蒸發(fā)溫度te=0膨脹閥前制冷劑過(guò)冷溫度△tsc=5蒸發(fā)器出口制冷劑氣體過(guò)熱度△tsh=5壓縮機(jī)吸氣溫度ts=10室外溫度ti=35室內(nèi)溫度t0=27轎車正常行駛速度ve=40kmh壓縮機(jī)正常轉(zhuǎn)速n=1800rmin.太陽(yáng)輻射熱的確定由于太陽(yáng)照射，汽車車身溫度升高，在溫差的作用下，熱量以導(dǎo)熱方式傳如車室內(nèi)，太陽(yáng)輻射是由直射或散射輻射構(gòu)成，車體外表面由于太陽(yáng)輻射而提高了溫度，同時(shí)向外反射輻射熱，因此，車體外表面所受的輻射強(qiáng)度按下式計(jì)算：Q1

9、=（IGISIV）F=（IGIS）F其中——表面吸收系數(shù)，深色車體取=0。9，淺色車體取=0。4；IG——太陽(yáng)直射輻射強(qiáng)度，取IG=1000Wm2IS——太陽(yáng)散射輻射強(qiáng)度，取IS=40Wm2IV——車體表面反射輻射強(qiáng)度，單位為Wm2F——車體外表面積，單位為m2，實(shí)測(cè)F=1.2m2可將太陽(yáng)輻射強(qiáng)度化成相當(dāng)?shù)臏囟刃问?，與室外空氣溫度疊加在一起，構(gòu)成太陽(yáng)輻射表面的綜合溫度tm。對(duì)車身維護(hù)結(jié)構(gòu)由太陽(yáng)輻射和照射熱對(duì)流換熱兩不部分熱量組成：Qt=

10、[a（tmt0）（tmti）]F式中:Qt——太陽(yáng)輻射及太陽(yáng)照射得熱量，單位為W；a——室外空氣與日照表面對(duì)流放熱系數(shù)，單位為Wm2Ktm——日照表面的綜和溫度，單位為C。K——車體圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)室內(nèi)的傳熱系數(shù)，單位為Wm2K；to——車室外設(shè)計(jì)溫度，取為35C。ti——車室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度，取為27C。應(yīng)采用對(duì)流換熱推測(cè)式求解，但是由于車速變化范圍大，車身外表面復(fù)雜，難以精確計(jì)算，一般采用近似計(jì)算公式：=1.163（412）Wc是汽車行駛速度，