机械八班  091871  王          指导教师：臧建彬
加装汽车空调的选型
【摘要】
汽车空调的作用已经是众所周知的，尤其是随着地球表面气温的日益变暖，人们对空调的需求越来越迫切，对空调质量的要求越来越高了，不仅轿车和客车装有空调，现在不少工程车和卡车上也装有空调装置。但有些车辆，由于开发较早或因价质比的原因，当时没有考虑在车上设置空调。现在，随着社会的发展，这些产品已进入衰退期，但由于价廉，可靠性高，易于维修等优点，尚有一定的生命力。为了延长这些产品的寿命和改善使用环境，可以在原车的基础上加装空调系统。
【关键词】加装汽车空调、制冷量、压缩机、保温结构
一、汽车加装空调的制冷量的计算依据
客车上装用空调的目的是为了保证在任何气候和行驶条件下，为乘员提供具备适宜的温度、湿
度、空气流速、空气洁净度的舒适环境。而为了满足这些条件就必需配置供暖、制冷、除湿、加湿以及送风、通风、空气净化等装置。另方面，为了保证驾驶员视野清晰、行车安全，还需配置除霜装置。所以，由于上述原因，这些装置加在汽车上之前必须考虑下列因素：
1、由于车厢容积小，人员密度大，密封困难，太阳辐射极大，所以，所需空调机组单位制热、制冷量较大。
2、由于汽车自重指标受到严格控制，这便要求空调机组结构紧凑，可靠性好，重量轻，体积小，使用、维修方便。
3、空调机组制冷压缩机的动力由汽车发动机或专门的辅助发动机来驱动，所以布置位置受到限制。
4、由于车内高度低，而且受到行李架、座椅等的限制，所以较难做到车厢内温度、气流分布均匀，乘员直接受冷、暖风吹拂时，较难做到头部和脚部保持合理的温度分布。
5、由于汽车内空间有限、空调机组各部件布置困难，所以要想选用各种汽车都能通用的、
质量高、体积小、结构紧凑的部件，难度很大。
6、配置空调机组运行时，对汽车燃油经济性、动力性等的影响应尽可能小，对采用直连式空调机组时，更应考虑这一点。
7、若配置直连式空调机组时，应保证汽车在任何运行工况下，都具有稳定的制热、制冷能力。
8、由于汽车是移动的，而且车窗玻璃的面积在整车的面积占有近四分之一的比重，所以，对隔热，保温提出了更高的要求。
二、汽车加装空调的制冷量选择
在加装客车空调时，必须掌握的有关参数有：
车外部环境参数：改装时必须根据车辆使用地区的不同气候条件，确定恰当的汽车外部参数，这样计算车厢内负荷才可靠。为了具有可比性，在估算时，也可给出一个统一的车外参数。即通常把车外温度35°、相对湿度70%作为汽车空调的夏季外界空气参数，而把0C°和当地一月份平均相对湿度的平均值作为汽车空调的冬季外界参数，以计算车内的冷热负荷。
车内部环境参数：主要是指对人体有影响的温度、相对湿度、流动速度及空气的成分等。参考国内外设计空调有关标准，汽车车内环境参数可按如下选取：
夏季：车内温度24 ~ 28C°，车内外温差5 ~ 7C°，也可按下式计算：
       
式中为车内温度，在距地板1m处测量；为车外温度。车内相对湿度一般要求保持在30%~70%，车内空气流速应控制在。车内换气量按每一乘客为40~60/h计，并要求空气中CO含量不超过0.01mg/L,粉尘不超过0.8~1.6mg/,不允许超过1.86mg/L。
冬季：长途客车、货车、轿车、旅游车温度宜控制在17 C°左右。车内外温差不大于10~ 12C°，且乘员头部温度比车厢内平均温度低2 ~ 3C°，腿下部位温度比车厢内平均温度高2 ~ 3C°。车内相对湿度应小于30%，车内空气流速不大于0.2m/s，新鲜空气供给量为20 ~ 30/人·小时，车内CO、和粉尘含量不超过夏季车内的允许范围。
3、车厢制冷时热流量：
(1)、太阳辐射热：这是车内热负荷的主要来源，约占整车热负荷的一半。其中照在车身外表面的太阳能被吸收为热量，并通过车体传入车内。而照在玻璃外表面的太阳能则被吸收、透过，均以热能形式传入车内。使车内座椅等设施温度升高。太阳辐射热的多少与太阳辐射强度，太阳入射角及车身表面的颜有关。
(2)、车身传导热量：指不考虑太阳辐射的影响，由车内外温差，透过车厢6个面的门、窗玻璃进入车内的热量。为使车内温度维持在一定范围，这便要求车身必须具有一定的隔热性能，为此，通常在车壁中敷设一定厚度的隔热材料。
(3)、外气导入热量：为了保持车内空气洁净度，需要引入外气，但外气较车内空气温度高，湿度大，因此，外气的引入将带进大量的热量，成为车内热负荷的重要组成部分。
此外，车门、窗和驾驶区操纵杆等处有缝隙，汽车行驶时，部分外气将由此渗入车内，除带入灰尘外还带入大量热量。
(4)、人体散热量：车内乘员透过呼吸和身体表面向车内放出体内多余热量，使车内温度升高，湿度增大。
(5)、发动机散热量：指发动机运行时产生的热量进入车内。特别是前置式发动机的汽车，热量传入车内更为严重。
(6)、电气设备产生的热量：随着汽车舒适程度的不断提高，车内设置的电气设备配置越来越多，功率也越来越大（如闭路电视、立体音响、电源变换器、安全报警显示、车用冰箱等）。这些电气设备和车内送风换气的风扇电动机工作时产生的热量都直接送入车内，加大车内热负荷（电气设备产生的热量与其功率效率和工作时间长短有关）。
4、车厢制热时冷负荷：
(1)、加热车内空气及各种物体所需的热量：一般情况下，客车供暖装置多采用内外综合循环式，即将车内的空气换气和抽入的外界空气混合送入供暖装置加热，然后送入车内，再将车内已降温的部分空气吸入加热再送入车内，如此不间断循环，以达到提高或保持车内温度的目的。而加热车内空气及其它物体所需的热量，与供暖装置的风量、空气比热、比重、外气温度及车内需要保持的舒适温度有关。
(2)、通过车体各部分的散热量：由于车内外有温差存在，车内的热量必然向车外传导，这是供暖装置必须提供的主要热量。
(3)、换气损失热量：为了保证车内洁净度，必须随时给车内更换新鲜的空气，因此，车内的热量必然随污浊空气排出而不断散失。同样，车内温度也将随室外低温的新鲜空气的进入而降低。所以热气损失的热量多少与乘员人数、换气量大小有关。
(4)、泄露热量：由于车厢由六个壁面组成，因汽车配置需要，壁面上分别设有门、窗、检修孔操作杆孔等，虽然设计时，已考虑了各种密封措施，但仍会有缝隙存在，这些缝隙便成为热量散失的通道。泄漏的热量与缝隙长度、宽度有关。
综上所述，车厢空间的大小、乘员人数等计算出车厢负荷（包括冷、热负荷），以确定空调机容量的选用。
各种汽车热负荷及比例
通过统计计算后，各种车型的各个负荷所占的比例见下表。一般在计算制冷压缩机容量时，是采用先计算出以上各种负荷实际数值后，仍将其作为该车总的热负荷。通常将总的热负荷乘以1.05~1.1倍，作为选用压缩机容量时的实际选用值。
各种车型的压缩机容量也可参考下列数据：
轿车类（包括厢式吉普车等直连式），制冷量3.5~4.6kW。
9座面包车，制冷量7kW左右，直连式。
14~17座面包车，制冷量9.3kW左右，直连式。
20~25座面包车，制冷量11.6kW左右，直连式，也和采用独立式。
36~40座客车，制冷量18.6~20.9kW，独立式居多，也可采取非独立式。
50~60座客车，制冷量25.5~29kW，独立式居多，也可采用非独立式。
工程机械车辆，制冷量3.5~7kW，直连式。
直连式由于汽车本身发动机功率的限制，在中型以及大型车上应用较少。
目前，国内外的采用的独立式空调日益普及，其具有特有的工况稳定，不受车速限制，不影响发动机工作等优点。大客车改装空调，选择发动机时，除有一般性要求，如寿命长、噪声低、尺寸小和振动小等要求外，还要求考虑选择发动机的燃料供给种类。一般来说，选用的发动机用油最好与汽车的主发动机一致，这样可以用同一个油箱，以节省空间。
供暖方面，一般轿车类， 9座面包车和工程机械车辆采用余热式采暖，即利用发动机冷却水取暖。大、中项客车和12座以上的面包车配置与制冷量相当的容量的独立式供暖器。当然，暖风机和供暖器的容量大小的选择还应考虑用户的气候条件，高寒地区显然应适当选大些。
三、压缩机的选择
压缩机的选配是根据空调制冷量决定的。
假设有一辆普通型汽车，冷负荷取4kW。因为空调制冷系统的一切能量都来源于压缩机。冷负荷是4kW，则压缩机应根据能量守恒，选配功率必须大于4kW，一般取压缩机功率是冷负荷的1.1～1.2倍，如选SD-508压缩机。
四、膨胀阀的选择
为了满足4 kW冷负荷的要求，系统制冷量应达4kW，即4000/3300=1.2冷吨,故选用容量为1.5冷吨的膨胀阀，如选用内平衡式热力膨胀阀或较大孔径的节流管。
五、热交换器的选择
制冷系统的蒸发器与冷凝器是根据压缩机的排量和膨胀阀来选取。采暖（如用冷却液）散热器选用阻力小的，有必要更换大水泵，以免影响发动机的散热。
六、鼓风机的选择
鼓风机是根据压缩机的排量与型号配套选取的。
七、空调客车的保温结构
空调客车的保温结构—般出保温层和保护层构成。包括包扎结构、内置保温层结构、包扎与涂刷利粘贴结构。其保温结构应具备以下几个技术特点：
(1)保温材料导热系数越小，保温层越薄，系数越大，保温层越厚。因此，其材料必须保证热损失较小。
(2)室外管道日晒雨淋和泥沙浸入，而室内温度变化大，保温结构易破损，因此，保温材料应坚固耐用。且吸水率要低，耐水性好，抗蒸汽渗透性好，不易燃烧或霉烂。
(3)运行时，客车及空调设备不停的振动，传送到管道，保温结构必须紧固，以免引起脱落或破裂。
空凋客车常见的保温层有：玻璃布保护层、棉布、帆布保护层和迎料布保护层。
为保温结构添加保护层可防止雨水及潮湿空气的侵蚀，保持管道平整、美观。同时，可以延长保温结构的使用寿命。对于保护层，同时还应具备防水性好、耐压强高、在温度变化或振动下不开裂或脱皮、比重和导热系数小、使用寿命长，投资省且施工方便等特点。
参考文献：
[1] 潘伟荣. 汽车空调汽车空调.机械工业出版社，2002.
[2] 夏云铧，齐红.汽车空调应用与维修.机械工业出版社，2000.
[3] 崔选盟. 汽车空调结构、原理与维修.北京大学出版社，2005.