摘要：工程车辆空调与汽车的运行工况是非常不同的，工程车辆空调都有一个共同特点，都是在恶劣的环境条件下工作，因此工程机械空调系统必须符合严重的过热、灰尘、震动和方便维护、一般恶劣环境情况下使用的条件。这就要求设计者在整车设计时要全面考虑空调在整车的布局，以便最大限度地发挥其使用性能。
关键词：工程车用空调 工程车空调特点整体布局 考虑因素
1引言
工程车辆空调作为提高工程车舒适性的一种重要手段已被广大的用户认可，空调装置已成为工程车中具有举足轻重的部件，而不再是一种奢侈品。
工程车辆空调与汽车的运行工况是非常不同的，工程车辆空调都有一个共同特点，都是在恶劣的环境条件下工作，要承受剧烈而频繁的振动与冲击。因此工程机械空调系统必须符合严重的
过热、灰尘、震动和方便维护、一般恶劣环境情况下使用的条件。这就要求空调的各个零部件应有足够的强度和抗震能力，各联接部件的牢固性。设计者在整车设计时要全面考虑空调在整车布局的合理性，以便最大限度地发挥其使用性能。
2空调系统的组成及工作原理
2.1空调系统的组成
（1）驾驶室内：蒸发器总成（含风机、膨胀阀）、控制面板、连接风管。
（2）驾驶室外：冷凝器总成（含冷凝风机）、贮液器总成、压缩机、连接管路、线束。
2.2空调系统的工作原理
压缩过程：空调制冷系统工作时，压缩机将蒸发器送来的低温、低压气态制冷剂压缩为高温、高压的气态制冷剂。
放热过程：高温高压的气态制冷剂流经冷凝器，在这里通过与流动的空气进行热交换，把热量散发出去。
干燥过程：制冷剂散热后变成高温高压液态的制冷剂，液态的制冷剂经过贮液器进行吸收水份和过滤杂质。
节流过程：液态的制冷剂经过膨胀阀，在其节流的作用下温度、压力急剧下降，气体膨胀，制冷剂变为低温低压的气液混合体（雾状）。
吸热过程：低温低压的制冷剂随后在蒸发器吸热（流经蒸发芯体，进入车内的空气在这里被冷却），变为低温低压的气态制冷剂。气态的制冷剂又被吸进压缩机，开始下一个循环的工作。
3工程车空调特殊要求
（1）制冷量大、降温迅速：工程车一般工作在郊外，车身的热工性能比其它的车辆要大的多。为了驾驶员工作时的舒适性，驾驶室空积在3.5m3的制冷量要达到4000-4600W，像小挖驾驶室达到3600W左右即可。舒适的温度范围，夏季为（主要指驾驶员头部）达到24-28℃，冬季达到16-25℃；舒适的湿度范围，夏季为60%-75%，冬季为55%-70%；舒适的气流平均速度一般为0.25m/s。
（2）足够的强度的抗震能力：在车辆工作时空调要承受剧烈而频繁的振动与冲击，设计者需充分考虑到防震措施。
（4）整体的协调性：风口与控制面板大多装在内饰板上，外观和颜与内饰统一、协调，以保持整车的完美。
4 空调整体结构设计需考虑的因素
对于不同的车型、不同的使用工况及不同的使用地区，对于空调的要求是不同的，应根据不同的要求考虑空调的整体设计。工程车、内饰、空调三家最好同步设计，以过到最完善的效果。
（1）蒸发器总成：目前工程车空调按安装位置分主要有后置式（座椅后面）、座椅式（座椅底下）、顶置式三种。按送风方式分为风道式和直吹式。设计者必须考虑驾驶室的室内空
间大小、密封性、驾驶的窗用玻璃型式与面积、新风口，以确定空调系统正常工作时的热交换量，以此来决定空调的制冷量，留给空调足够的安装空间。
（2）风道的设计：风道式空调风道及出风口的位置决定了风流方向，也决定了是否能够形成最合理的冷气和热气循环，达到最佳的制冷和制热效果。一般来说，空调风道及出风口应与仪表箱、操纵箱、驾驶室内饰件设计成一体化。风道尽量减小送风阻力，合理组织气流分配，转弯处应有圆弧过渡，分流处应加设导流板和分流板；内表面光滑；管道截面要有足够尺寸；车内风管表面应有防结霜措施（风管加保温棉）。
风道的设计还需遵循上凉、下暖的原则。
空调的风道布置主要有吹背、吹脚、除霜、吹脚（见下图）。
吹背风口
吹脸、除霜风口
吹脚风口
汽车空调冷凝器(3)控制面板:控制面板要求操作简单、方便、稳定保证不增加司机的劳动强度，不影响司机的正常驾驶。与内饰件着协调一致、美观，现以液晶显示居多。
（4）冷凝器总成：工程车空调冷凝器的布置较为困难,冷却条件差,以及各部件之间连接管路长,阻力损失大造成系统工况不理想,系统制剂流量减少,为此,要求有更大的散热面积或结构有更高的传热效率。冷凝器总成的安装方式分为两种：一种安装在发动机水散的进风侧，与主机水散共用一个风机的， 要求过冷凝芯体的风速不低于4.5m/s，与水散的间距保持在30-50mm为宜。另一种是自带冷凝风机的，要求过冷凝芯体的风速大于2.5m/s。冷凝器的主要作用是放热，因此应有良好的冷却条件，包括良好的通风条件、合理的导风措施、维修方便等要求。鉴于工程车的特殊工作环境，冷凝器要求减垫装置，一般采用橡胶减震垫，减少过渡支架。
（5）压缩机：目前工程车的压缩机主要采用皮带传动和液压驱动。在压缩机的选型上主要考虑：排量（与空调的整个系统相匹配）、转速、安装支架、拆装（维修方便性）。对发动机的动力消耗、加速和爬坡性能的影响尽可能的小。发动机与压缩机的传动比保证在1.2左右，压缩机的转速在1800-2500r/min。要能保证主机带轮与压缩机离合器皮带轮的两个皮带
槽在同一平面；要能便于调节皮带张紧力、更换皮带及拆装压缩机；支架要有足够的强度和刚性。
（6）贮液器总成：贮液器要安装在通风冷却好、便于观察视液镜、远离热源的地方。要直立安装，倾斜度不要大于15°，如倾斜度太大，液态与气态制冷剂将不能完全分离。
（7）连接软管：由于工程车发动机仓的容积有限，状态复杂，故工程车空调的各总成部件一般分散安装在车的各个部位，它们之间必须要用橡胶软管连接。空调管路受工程车工作环境的影响， 震动比较大，制冷剂容易从软管与接头处泄漏，在设计时必须增加扎带或卡扣将软管固定。管路的走向必须避开热源、机油等物，必要时可增加防护套。
5、总结
工程车安装空调不再是豪华奢侈的象征，俨然已成工程车标配的一个主要部件，使用者对空调的需求越来越迫切，对空调质量的要求也越来越高。无疑对整机、空调的设计者来说压力也越来越大，设计者只有了解车辆的工况和空调各个部件的性能，才能设计出符合人性化的空调。
参考文献
[1]梁荣光.现代汽车空调技术
[2] 陈孟湘.汽车空调—原理、结构、安装、维修（新世纪版）.-2版.上海：上海交通大学出版社.2011.ISBN 7-313-01832-0
[3]方贵银.汽车空调问答300-安徽科学技术出版社出版.
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