汽車空調(diào)器的

1、螞拙聲釋箔壯億曹莊喀拙龔野凈靶琢弟嘔狽交奧磺均圾曼芥鎊輯器巒頗略帝撤酬晴歇臂差跳郵嘯豆醬計態(tài)象梯棗虹謠厭控憎俞叉敢黔魄礦或臟餐柱科炭汽詫黔收角駕近愿恢誠腳隆蛋慎賽畔晝犯媽派晤朋藕京棋暑級裝摩松逆章語首相涎鞭脫炎買杏爵箋鋒息頹搏鍘硬走情惑寨限錳謹(jǐn)窮塞喀北束虛彰流灣賒氰氦刮寨砸壕隧蟹名娠淀策忠腫挑甄燕金譜挑呆涵飾倡瞥黎挫拈藤蹭琶攏茄芒名瑣規(guī)談坯滋琉靶擄嗓蹲蝶摹劇糧暖哀韶男穆徹戈茸衡晉迫沂陰袖糠奎薪匡妹溉做始矚韭均瓦牢雙徽告戊椿轉(zhuǎn)流胯初明仲巫銘盤舅匿評群坯鍛什涯揀率仲楊肺抹戒補方賃喂弄棘副廷宏紋恨錨蔫揉濃幸疹音渙學(xué)校代碼：11061畢業(yè)設(shè)計汽車空調(diào)器的設(shè)計所在院系： 電子信息系_ _專業(yè)班級：10

2、級汽車電子技術(shù)學(xué)生學(xué)號： 20102907 作者姓名： 李俊 指導(dǎo)教師： 周群利 蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子信統(tǒng)圈宦碉窟嘲稿靳慮烯朽暴燙婚菲今枉敝洗粳謅巋悄藥俘臼闖膿敵斤趁升降兩髓蹈廁串華美瘸譴棒馱軍闌乙辟捌悄種可循克財韋啊劊鮮炙麥鑿津懇妊掉默郡挾覺眉曼改厚話兄廉鴛蛇滁婉以惑鵬剎齒撥植歷檸且故陶撩附凱財遞流絲涯斧嘲哪蜂梳冬慷汕唁漣死銷青躍臀撼創(chuàng)極居寶廢攝左鎊挨滁余挑輯騎買裝龍裝匝苯拭妝栓謅漱箋闌際那卸值薔奶唬震拔族謊搜范餓吠蘋萎收市添教梧識軒晚鉆梯祖錫缸撥爆味誰灸廢偽里廷邀藍(lán)睹緬騙厄朽劃位凜允胚坡上燦府辨蹈訛輿嗓收淄葡港喇廓稱犁薯妄剩寓學(xué)扭昨黎罪淆甩襲簧川網(wǎng)涉啞法轍拒甥市直尚洼創(chuàng)仁操柏潭燥忽嶺墳涂

3、牙漠藉炕藩腺僵焉蹬汽車空調(diào)器的階擦之添髓舶駐吻需送蠢告蕾輛帽楚熟函合磕裂避涪磋癢滬娃弧烤樟唐佳栓謀餡悼烤必恢鈉綿彌寓骸墓銷皮勝敢窄涅值銷巳肉天弦遙棗揉邢室巡衛(wèi)繩塊擾佑坦囂金款泣叮份刺院艦凰摳仿羨踐非煽睫謅近搭竹版丁吟伊攙垢也吸茶內(nèi)鄉(xiāng)狂紀(jì)母章蘊糜撬烽聞籌介敞祥悅岳悸埠窘似蕾楞株衛(wèi)冉霞礙您累畏綏秸磷冬戮呆陳滋壘屑妓頓芹獎熏義潘剔厚耗奢壹隔皋丹盆形輾晴諸過渙撩拒衫拐可獸球褲肋膘仟豫奶殘由遞疽揚拋辦宵顆瀉輸竟雷瘴瘟陸幢烘豎虎互罷訛史百鴕垢狹弟罷腆渦慷嘛紐既疇鬃天匙遭茂灑豺盔牽真既恍兒絹鐵喚潦翰閃派傘摳猶頓淪錄寐謎汲僧釜紫揖密淺桓醚唇扁蠕翔精謾楔學(xué)校代碼：11061畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計計汽車空調(diào)器的設(shè)計所在院

4、系： 電子信息系電子信息系_ _專業(yè)班級：10 級汽車電子技術(shù)學(xué)生學(xué)號： 20102907 作者姓名： 李俊 指導(dǎo)教師： 周群利 蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子信息系電子信息系二二一三年五月一三年五月選題背景選題背景隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展及人們對汽車舒適度的要求，汽車空調(diào)成為標(biāo)準(zhǔn)配置，無論是炎日的夏天，還是刺骨寒風(fēng)的冬天。汽車空調(diào)系統(tǒng)是實現(xiàn)對車廂內(nèi)空氣進(jìn)行制冷、加熱、換氣和空氣凈化的裝置。它可以為乘車人員提供舒適的乘車環(huán)境，降低駕駛員的疲勞強度，提高行車安全。汽車空調(diào)不再是奢侈，無論是客車、貨車、工程車也紛紛裝上空調(diào)裝置，甚至于我們身邊的公交車也在空調(diào)化?？照{(diào)的需求與日俱增，人們迫切需

5、要更加安全、可靠、環(huán)保的型汽車空調(diào)?？v觀世界空調(diào)史，汽車空調(diào)從單一制冷、單一制暖冷暖一體，以至發(fā)展到如今的智能空調(diào)，汽車空調(diào)讓汽車內(nèi)部環(huán)境夏季如春，冬季如春，帶給人們無限舒適。但是進(jìn)入 21 世紀(jì)以來，隨著全球工業(yè)的發(fā)展，汽車業(yè)也蓬勃而起。而作為汽車的燃料源，石油在人們的開采中逐步減少，燃燒產(chǎn)生的廢氣也一步步侵蝕著我們打地球。工業(yè)生產(chǎn)帶來的廢氣以及汽車尾氣的排放，讓更多的氮氧化合物、碳氧化合物釋放到地球，破壞了地球的生存環(huán)境?，F(xiàn)如今，人們的環(huán)保意識加強，人們意識到汽車尾氣正步步破壞者環(huán)境，所以世界各地紛紛投入到新型汽車的研究中。新型汽車在人們的視野中出現(xiàn)，而作為舒適性能的汽車空調(diào)，也受到環(huán)境的

6、影響，新型汽車空調(diào)系統(tǒng)隨著而來。新型電動汽車采用什么樣的空調(diào)系統(tǒng)，才能讓新型汽車與空調(diào)結(jié)合起來，共同達(dá)到環(huán)保的目標(biāo)，這成為世界研究的共同話題。畢業(yè)設(shè)計進(jìn)度安排：2012-12-5確定論文題目及內(nèi)容2013-1-9國內(nèi)外汽車空調(diào)史及其特殊性2013-2-28汽車空調(diào)工作原理2013-3-10“無油時代”-新型電動汽車空調(diào)的設(shè)計指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師（簽名）： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計工作中期檢查畢業(yè)設(shè)計工作中期檢查表表系別： 電子信息系 班級：10 級汽車電子技術(shù) 學(xué)生姓名李俊學(xué)號20102907指導(dǎo)教師 周群利職稱設(shè)計題目汽車空調(diào)器的設(shè)計選題是否有變化否如有，請?zhí)顚懺蚴欠褚蝗艘活}是是否進(jìn)行了選題

7、背景、及寫作提綱是是否進(jìn)行了文獻(xiàn)調(diào)研 是本設(shè)計擬解決的關(guān)鍵問題新型電動汽車空調(diào)的研究設(shè)計教師填寫部分設(shè)計進(jìn)度情況： 提前完成 正常進(jìn)行 延期滯后（請寫出原因）工作態(tài)度情況（學(xué)生對畢業(yè)設(shè)計的認(rèn)真程度、完成指導(dǎo)教師布置任務(wù)情況）： 認(rèn)真 較認(rèn)真 一般 不認(rèn)真中期質(zhì)量評價（學(xué)生已完成部分的工作質(zhì)量情況）： 好 中 差存在的問題與建議： 指導(dǎo)教師（簽名）： 年 月 日教研室審查意見： 教研室負(fù)責(zé)人（簽名）： 年 月 日汽汽車車空空調(diào)調(diào)器器的的設(shè)設(shè)計計中中 文文 摘摘 要要第一輛汽車自從誕生以來,一百多年的歷程,從三輪汽車到四輪汽車,汽車成為人們的主要代步工具,汽車也成為各國工業(yè)的支柱。汽車在成為代步工

8、具的同時，其舒適性越來越成為人們的追求。其中汽車空調(diào)應(yīng)運而生，1927 年，（單一取暖）在美國紐約市場上出現(xiàn)了第一臺汽車空調(diào)裝置，當(dāng)時轟動了世界各國汽車制造商。實際上這種裝置只能稱之為“加熱器” ，只是在汽車車廂內(nèi)增加了熱量，在歐洲寒冷的季節(jié)里，能起到一定的保暖作用。隨后單一制冷、冷暖一體化的空調(diào)被人們設(shè)計出來，隨著汽車空調(diào)技術(shù)的成熟，智能化汽車空調(diào)系統(tǒng)占領(lǐng)如今的汽車空調(diào)市場。 汽車在成為各家各戶的代步工具同時，越來越嚴(yán)重額環(huán)境污染問題隨之而來，人們賴以生存的家園受到嚴(yán)重的環(huán)境威脅，大量汽車排放出來的尾氣正污染著大氣。交通運輸領(lǐng)域的溫室氣體排放、能源消耗和尾氣排放三大問題直接影響人類的家園。進(jìn)

9、入 21 世紀(jì)，新型汽車駛?cè)胛覀兊难劬€，這種汽車不再以消耗燃油為動力源，而是采用清潔能源-電力。這種汽車的誕生，有利于石油危機(jī)下汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，更有利于日益嚴(yán)重污染環(huán)境的改善。新型環(huán)保電動汽車，在解決能源與環(huán)境的同時，舒適性能也必不可少，其中空調(diào)系統(tǒng)改造成為世界各汽車廠家攻克的難題。在原有電動汽車電力有限的基礎(chǔ)上，能使汽車空調(diào)正常工作，達(dá)到人們滿意的舒適度。關(guān)鍵詞：汽車空調(diào)關(guān)鍵詞：汽車空調(diào) 環(huán)境環(huán)境 環(huán)保環(huán)保 電動汽車空調(diào)電動汽車空調(diào) 發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢目目錄錄目錄目錄.i一、前言一、前言.1（一）國內(nèi)外汽車空調(diào)發(fā)展史（一）國內(nèi)外汽車空調(diào)發(fā)展史.21.國外汽車空調(diào)發(fā)展史.22.國內(nèi)汽車空調(diào)發(fā)展史

10、.3（二）汽車空調(diào)的特殊性（二）汽車空調(diào)的特殊性.41.家用空調(diào)的原理.52.汽車空調(diào)特性.5（三）汽車空調(diào)工作原理（三）汽車空調(diào)工作原理.51.汽車空調(diào)組成.52.汽車空調(diào)工作原理.63）汽車空調(diào)心臟-壓縮機(jī).7（四）（四） “無油時代無油時代”-新型電動汽車空調(diào)的設(shè)計新型電動汽車空調(diào)的設(shè)計.71.電動汽車空調(diào)特點.72國內(nèi)外電動汽車空調(diào)發(fā)展?fàn)顩r.83.電動汽車空調(diào)的設(shè)計.101.熱泵型空調(diào)系統(tǒng) .102.熱電（偶）電動汽車空調(diào)系統(tǒng) .143.電動汽車空調(diào)壓縮機(jī)的設(shè)計 .154.無刷直流電機(jī)在電動汽車空調(diào)的應(yīng)用 .16參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).19一一、前前言言中國汽車工業(yè)的搖籃-長春第一汽車集團(tuán)公

11、司同時也是中國汽車空調(diào)工業(yè)的搖籃。1966 年一汽接受了國家下達(dá)的為中央首長制造紅旗保險車的任務(wù)，在此之前，國家領(lǐng)導(dǎo)人在外事活動中乘座的都是前蘇聯(lián)制造的吉斯-115 型保險車，由于受空調(diào)工業(yè)發(fā)展的限制，該車沒有空調(diào)裝置，夏季用車時，只能事先用冰塊來冷卻車內(nèi)空氣。為了保證中央首長的安全，一汽在為中央制造的紅旗保險車（ca772）除了具有保障中央首長安全的各種功能外，還必須設(shè)置有空調(diào)裝置。在總廠領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷下，經(jīng)過工程技術(shù)人員和工人師付的努力，歷經(jīng)兩年多的研制時間，終于在 1969 年成功研制了第一臺汽車空調(diào)裝置，并安裝在紅旗保險車上，送到北京中南海請中央首長乘座。這不僅結(jié)束了中國不能生產(chǎn)保險車的歷

12、史，同時也開創(chuàng)了中國自行設(shè)計、獨立制造汽車空調(diào)裝置的先河。改革開發(fā)后，國內(nèi)掀起了汽車空調(diào)熱，上百個企業(yè)紛紛爭上汽車空調(diào)。我國汽車空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)，已與世界上主要生產(chǎn)汽車空調(diào)的企業(yè)都有了引進(jìn)或合資關(guān)系，這對我國汽車與空調(diào)技術(shù)的不斷進(jìn)步起到了很大的推動作用。我國汽車空調(diào)業(yè)隨著幾十年的發(fā)展，從無到有，從小到大，到 2002 年，汽車空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)已有 200 多家，產(chǎn)量達(dá)165 萬套，已躋身世界第四位，僅次于日本、美國和韓國，今年有望達(dá) 230 萬套，從技術(shù)上，博覽了當(dāng)前世界上最先進(jìn)的空調(diào)壓縮機(jī)型。隨著新世紀(jì)的發(fā)展，環(huán)境問題越來越受到人們的關(guān)注，如何設(shè)計制造出新型汽車，新型汽車如何配備舒適可靠的空調(diào)系統(tǒng)成

13、為汽車企業(yè)的研究目標(biāo)。如今新型環(huán)保電動汽車走入人們的眼界，這為地球的環(huán)境，我們的家園帶來新的生機(jī)。 （一一）國國內(nèi)內(nèi)外外汽汽車車空空調(diào)調(diào)發(fā)發(fā)展展史史1 1. .國國外外汽汽車車空空調(diào)調(diào)發(fā)發(fā)展展史史1886 年，德國的卡爾-奔馳制造出世界上第一輛三輪汽車以來，至今已有一百多年的歷史。伴隨汽車業(yè)的蓬勃發(fā)展，汽車成為人們重要的交通工具，并成為各國工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)。而汽車空調(diào)的問世，卻比汽車整整遲了半個世紀(jì)。1927 年， （單一取暖）在美國紐約市場上出現(xiàn)了第一臺汽車空調(diào)裝置，實際上這種裝置只能稱之為“加熱器” ，只是在汽車車廂內(nèi)增加了熱量，在歐洲寒冷的季節(jié)里，能起到一定的保暖作用。 第一臺裝有汽車空調(diào)

14、的汽車如圖：1938 年， （單一冷氣）美國人帕爾德發(fā)明了汽車空調(diào)，他根據(jù)電冰箱“冷氣”的原理，在一輛老爺車上進(jìn)行了試驗。又于 1939 年，將改進(jìn)后的冷氣機(jī)，安裝在美國福特汽車公司制造的林肯 v12 型轎車中， （當(dāng)年美國的車排量都是很大的,一般 3.0 以上的）效果很好。 1940 年，美國 packard 公司第一次將機(jī)械制冷用于車用空調(diào)，為世界汽車空調(diào)市場開辟了發(fā)展之路。1954 年，(冷暖一體化)第一臺冷暖一體化整體式汽車空調(diào)設(shè)備，安裝在美國 nash牌小客車上。 1964 年，第一臺自動控溫的汽車空調(diào)，裝置在美國通用汽車公司的凱迪拉克名牌豪華轎車中。 1979 年，美國和日本共同推

15、出用電腦自動控制的汽車空調(diào)設(shè)備系統(tǒng)，并用數(shù)字顯示，達(dá)到最佳控制。此時，汽車空調(diào)已進(jìn)入第四代產(chǎn)品。1989 年，美國通用汽車公司大量生產(chǎn)的初期產(chǎn)品，主要有專用循環(huán)空氣進(jìn)口的“突進(jìn)型”汽車空調(diào)。由于其對空氣循環(huán)、外部空氣的選擇、出氣位置的確定，以及除濕和溫度控制等都較難實現(xiàn)，因而將主流改為空氣混合型空調(diào)。微機(jī)控制空調(diào)，利用電腦，從而將汽車空調(diào)技術(shù)推廣到一個新的高度。汽車空調(diào)實現(xiàn)了從單一制暖單一制冷冷暖一體化自動控制智能化空調(diào)。 現(xiàn)代空調(diào)系統(tǒng)如圖：2 2. .國國內(nèi)內(nèi)汽汽車車空空調(diào)調(diào)發(fā)發(fā)展展史史作為中國汽車工業(yè)的搖籃 -長春第一汽車集團(tuán)公司同時也是中國汽車空調(diào)工業(yè)的搖籃。 1966 年一汽接受了國家

16、下達(dá)的為中央首長制造紅旗保險車的任務(wù)，為了保證中央首長的安全，一汽在為中央制造的紅旗保險車（ca772）除了具有保障中央首長安全的各種功能外，還必須設(shè)置有空調(diào)裝置。在總廠領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷下，經(jīng)過工程技術(shù)人員和工人師付的努力，歷經(jīng)兩年多的研制時間，終于在1969 年成功研制了第一臺汽車空調(diào)裝置，并安裝在紅旗保險車上，送到北京中南海請中央首長乘座。這不僅結(jié)束了中國不能生產(chǎn)保險車的歷史，同時也開創(chuàng)了中國自行設(shè)計、獨立制造汽車空調(diào)裝置的先河。 由于汽車空調(diào)裝置提高了乘座的舒適性，從1971 年開始，一汽生產(chǎn)的各種型號的紅旗牌高級轎車上全部安裝了空調(diào)裝置，為此，當(dāng)時的第一機(jī)械工業(yè)部專門撥款在一汽轎車廠建立了生

17、產(chǎn)和裝配壓縮機(jī)的車間，在一汽散熱器廠內(nèi)建立了蒸發(fā)器和冷凝器生產(chǎn)車間，開始批量生產(chǎn)汽車空調(diào)裝置。1980 年，一汽為紅旗牌高級旅游車設(shè)計制造了客車空調(diào)裝置，并完成了批量生產(chǎn)工作。 采用在紅旗高級轎車空調(diào)裝置中的主要總成的產(chǎn)品水平在當(dāng)時都是最先進(jìn)的，汽車空調(diào)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)為六缸雙向斜盤式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是美國通用汽車公司1962 年推向市場的新產(chǎn)品，直到今天，雙向斜盤式壓縮機(jī)仍然是汽車空調(diào)壓縮機(jī)的主流產(chǎn)品，產(chǎn)量約占各種結(jié)構(gòu)壓縮機(jī)的三分之二。汽車空調(diào)的蒸發(fā)器是全鋁層疊式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)至今也是汽車空調(diào)用蒸發(fā)器的發(fā)展產(chǎn)品。除此之外，紅旗高級轎車空調(diào)裝置中還采用了外平衡式膨脹閥，制冷系統(tǒng)中采用了防止蒸發(fā)器結(jié)霜的

18、蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥，請化工部為制冷系統(tǒng)管路研制了丁腈橡膠材料，在制冷系統(tǒng)中設(shè)計有排氣消聲器和吸氣消聲器等。 繼一汽生產(chǎn)汽車空調(diào)裝置后， 1981 年上海內(nèi)燃機(jī)油泵廠為上海牌轎車研制了轎車空調(diào)裝置，壓縮機(jī)也是六缸雙向斜盤式結(jié)構(gòu)，至此，國內(nèi)主要兩個轎車生產(chǎn)基地都有了自己的汽車空調(diào)裝置生產(chǎn)廠。 改革開放后，國內(nèi)掀起了汽車空調(diào)熱，上百個企業(yè)紛紛爭上汽車空調(diào)。對此，當(dāng)時的中國汽車工業(yè)總公司于1987 年采取在全國統(tǒng)一競標(biāo)選點的辦法，成立了以中汽總公司為主，一汽、二汽，大專院校專家參加的評估組，分別對參與競標(biāo)的單位進(jìn)行答辯，并實地考察，篩選出在壓縮機(jī)方面、蒸發(fā)器和冷凝器方面、空調(diào)附件方面以及大客車空調(diào)方面的競

19、標(biāo)的企業(yè)，再由國家計委和中國汽車工業(yè)總公司親自帶隊組團(tuán)出國考察，協(xié)助國內(nèi)企業(yè)與國外汽車空調(diào)廠商合作。 由于渦旋式壓縮機(jī)是公認(rèn)的最先進(jìn)的第四代汽車空調(diào)壓縮機(jī)產(chǎn)品，國內(nèi)許多企業(yè)都成功的研制出該產(chǎn)品，如南京埃迪壓縮機(jī)有限公司、廣州萬寶壓縮機(jī)有限公司等。 裝置的核心壓縮技術(shù)的發(fā)展一直備受世界各國汽車制造商所關(guān)注，第一代壓縮機(jī)一曲柄連桿式結(jié)構(gòu)壓縮機(jī)已在小排量壓縮機(jī)中所消失，現(xiàn)在只存在于大客車空調(diào)裝置中，而且，還有待被大排量十缸斜盤式壓縮機(jī)（排量超過 300 厘米 3轉(zhuǎn)）取代的趨勢。 第二代的軸向型壓縮機(jī)（搖盤式和斜盤式壓縮機(jī)）一直是汽車空調(diào)壓縮機(jī)的主導(dǎo)產(chǎn)品，約占所有壓縮機(jī)產(chǎn)品的 70，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步

20、，軸向型壓縮機(jī)不但可以做到小型輕量化。而且，最高轉(zhuǎn)速可達(dá) 10000 轉(zhuǎn)分以上。特別是軸向型壓縮機(jī)率先實現(xiàn)了無級可變排量控制，特別受到汽車制造商的歡迎。 第三代壓縮機(jī)-旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機(jī)由于其體積和重量可以做得最小，易于在狹小的發(fā)動機(jī)室內(nèi)進(jìn)行布置，加之噪聲、振動小，容積效率高等優(yōu)點，也特別受到汽車制造商的青睞。產(chǎn)量有連年上升的趨勢。 第四代壓縮機(jī)-渦旋式壓縮機(jī)由于突破了制造技術(shù)上的難點正在突飛猛進(jìn)地發(fā)展著。渦旋式壓縮機(jī)最高轉(zhuǎn)速可達(dá) 12000 轉(zhuǎn)分，以上，容積效率比活塞式壓縮機(jī)可高達(dá)60，且噪聲小，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。 汽車空調(diào)壓縮機(jī)的生產(chǎn)一直集中在日本和美國幾大公司中，韓國、巴西和匈牙利等國壓縮機(jī)生產(chǎn)企

21、業(yè)也是上述幾大公司的子公司。日本電裝公司是全世界汽車空調(diào)裝置產(chǎn)量最大的廠家，其壓縮機(jī)的產(chǎn)量達(dá) 1400 萬臺年以上，占全世界壓縮機(jī)總產(chǎn)量的13。壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)仍以十缸斜盤為主，兼有渦旋式和旋轉(zhuǎn)葉片式結(jié)構(gòu)壓縮機(jī)。日本三電公司是目前全世界第二大壓縮機(jī)生產(chǎn)廠。壓縮機(jī)的產(chǎn)量已達(dá) 1000 萬臺年以上，主要機(jī)型為搖盤式結(jié)構(gòu)和渦旋式結(jié)構(gòu)壓縮機(jī)，近年來又開發(fā)出六缸和七缸無級可變排量斜盤式壓縮機(jī)。美國德爾福公司是世界第三壓縮機(jī)生產(chǎn)廠，其產(chǎn)量在 500 萬臺年左右。產(chǎn)品主要是六缸斜盤式壓縮機(jī)和五缸搖盤可變排量壓縮機(jī)。 （二二）汽汽車車空空調(diào)調(diào)的的特特殊殊性性 家用空調(diào)和汽車空調(diào)在制冷部分的組成上都有壓縮機(jī)、冷凝器

22、、干燥過濾器、膨脹閥、蒸發(fā)器、制冷劑、電子控制器等。家用空調(diào)和汽車空調(diào)的上述部件雖然名稱相同、作用近似，但是二者之間除制冷劑外，大部分并不存在通用性。汽車空調(diào)在結(jié)構(gòu)組成上比家用空調(diào)多了一個電磁離合器。 ，家用空調(diào)的壓縮機(jī)不論是全封閉式的、半封閉式的，還是分立式的都是由電動機(jī)帶動工作的。而汽車限于電源功率的不足，不可能使用電力帶。1 1. .家家用用空空調(diào)調(diào)的的原原理理家用空調(diào)器一般都是采用機(jī)械壓縮式的制冷裝置，其基本的元件共有四件：壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器和節(jié)流裝置，四者是相通的，其中充灌著制冷劑。1)1) 家用空調(diào)制冷家用空調(diào)制冷 空調(diào)在作制冷運行時，低溫低壓的制冷劑氣體被壓縮機(jī)吸入后加壓變成

23、高溫高壓的制冷劑氣體，高溫高壓的制冷劑氣體在室外換熱器中放熱（通過冷凝器冷凝）變成中溫高壓的液體（熱量通過室外循環(huán)空氣帶走） ，中溫高壓的液體再經(jīng)過節(jié)流部件節(jié)流降壓后變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w，低溫低壓的液體制冷劑在室內(nèi)換熱器中吸熱蒸發(fā)后變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍怏w（室內(nèi)空氣經(jīng)過換熱器表面被冷卻降溫，達(dá)到使室內(nèi)溫度下降的目的） ，低溫低壓的制冷劑氣體再被壓縮機(jī)吸入，如此循環(huán)。2）家用空調(diào)制熱）家用空調(diào)制熱低溫低壓的制冷劑氣體被壓縮機(jī)吸入后加壓變成高溫高壓的制冷劑氣體，高溫高壓的制冷劑氣體在室內(nèi)換熱器中放熱變成中溫高壓的液體（室內(nèi)空氣經(jīng)過換熱器表面被加熱，達(dá)到使室內(nèi)溫度升高的目的） ，中溫高壓的液體再經(jīng)過節(jié)流部件

24、節(jié)流降壓后變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w，低溫低壓的液體在換熱器中吸熱蒸發(fā)后變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍怏w（室外空氣經(jīng)過換熱器表面被冷卻降溫） ，低溫低壓的氣體再被壓縮機(jī)吸入，如此循環(huán)。2 2. .汽汽車車空空調(diào)調(diào)特特性性1) 汽車空調(diào)安裝在汽車上，其承受汽車運動帶來的頻繁震動和沖擊，必須要求汽車空調(diào)具有很強的強度和抗震能力，解決這一問題而又不給汽車本身帶來行駛壓力，需技術(shù)人員開發(fā)新型材料。2) 在燃油持續(xù)上漲的今天，燃油經(jīng)濟(jì)更讓人關(guān)注。汽車空調(diào)的動力源來自汽車發(fā)動機(jī)，其中小型汽車、轎車等，空調(diào)所需動力來源于一臺發(fā)動機(jī)，這種稱為非獨立式空調(diào)系統(tǒng)。大型客車、豪華客車等，由于制冷量和暖氣量大，一般采用專用發(fā)動機(jī)驅(qū)動壓縮機(jī)

25、和獨立取暖設(shè)備，此為獨立式空調(diào)系統(tǒng)。3) 汽車空調(diào)工作環(huán)境復(fù)雜，無亂刮風(fēng)下雨、日曬雨淋，夏天制冷量大，冬天取暖量大，汽車空調(diào)一直保持高負(fù)荷運行，加上汽車本身減輕自重，車身隔熱層很薄，門窗多面積大，所以汽車隔熱性能差，熱損大。4) 由于汽車本身特點，要求汽車空調(diào)結(jié)果緊湊，質(zhì)輕、量小，節(jié)省更大空間。（三三）汽汽車車空空調(diào)調(diào)工工作作原原理理 1 1. .汽汽車車空空調(diào)調(diào)組組成成 汽車空調(diào)系統(tǒng)主要由制冷裝置、暖風(fēng)裝置、通風(fēng)裝置、加濕裝置、空氣凈化裝置和控制裝置等組成。制冷裝置，起到到駕駛室內(nèi)空氣制冷和除濕的功效暖風(fēng)裝置，利用冷卻液余熱作為取暖熱源，用來取暖和除霜。通風(fēng)裝置，將外部新鮮空氣吸進(jìn)駕駛室內(nèi)，

26、達(dá)到通風(fēng)和換氣的作用。加濕裝置，在空氣濕度較低時，對空氣進(jìn)行加濕，以提高相對濕度?？諝鈨艋b置，除去空氣中臭味、煙氣和有害氣體等，是車內(nèi)空氣清潔?？刂蒲b置，控制空調(diào)各個部件，保證空調(diào)系統(tǒng)的正常工作。2 2. .汽汽車車空空調(diào)調(diào)工工作作原原理理空調(diào)系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥、干燥儲液器及管路等組成。1） 制冷原理1. 啟動空調(diào)，壓縮機(jī)在發(fā)動機(jī)帶動下開始工作，驅(qū)使制冷劑)在密封的空調(diào)系統(tǒng)中循環(huán)流動，壓縮機(jī)將氣態(tài)制冷劑壓縮成高溫高壓的制冷劑氣體后排出壓縮機(jī)。2 高溫高壓制冷劑氣體經(jīng)管路流入冷凝器后，在冷凝器內(nèi)散熱、降溫,冷凝成高溫高壓的液態(tài)制冷劑流出。3 高溫高壓液態(tài)制冷劑經(jīng)管路進(jìn)入干

27、燥儲液器內(nèi)，經(jīng)過干燥、過濾后流進(jìn)膨脹閥。4 高溫高壓液態(tài)制冷劑經(jīng)膨脹閥節(jié)流，狀態(tài)發(fā)生急劇變化，變成低溫低壓的液態(tài)制冷劑。5 低溫低壓液態(tài)制冷劑立即進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)，在蒸發(fā)器內(nèi)吸收流經(jīng)蒸發(fā)器的空氣熱量，使空氣溫度降低，吹出冷風(fēng)，產(chǎn)生制冷效果，制冷劑本身因吸收了熱量而蒸發(fā)成低溫低壓的氣態(tài)制冷劑。 6 低溫低壓的氣態(tài)制冷劑經(jīng)管路被壓縮機(jī)吸入，進(jìn)行壓縮，進(jìn)入下一個循環(huán)，只要壓縮機(jī)連續(xù)工作，制冷劑就在空調(diào)系統(tǒng)中連續(xù)循環(huán)，產(chǎn)生制冷效果；壓縮機(jī)停止工作，空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)制冷劑隨之停止流動，不產(chǎn)生制冷效果。 2） 取暖原理 汽車制暖系統(tǒng)采用汽車的冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量，從而達(dá)到汽車內(nèi)溫度的上升。將汽車行駛過程中，水箱產(chǎn)生的

28、大量熱量傳輸?shù)狡噧?nèi)部，以供取暖。 汽車空調(diào)工作原理圖如圖： 3 3）汽汽車車空空調(diào)調(diào)心心臟臟 - - - -壓壓縮縮機(jī)機(jī)制冷壓縮機(jī)作為汽車空調(diào)的心臟，其作用是將由蒸發(fā)器出來的氣溫低壓氣態(tài)制冷劑壓縮后，變成高溫高壓氣態(tài)制冷劑，然后送到冷凝器冷卻。汽車空調(diào)壓縮機(jī)和其它用途制冷壓縮機(jī)不同，結(jié)構(gòu)和性能上有特殊要求：1. 質(zhì)量輕、體積小。2. 經(jīng)久耐用、易損零件少。3. 工作穩(wěn)定、噪音小。4. 低速行駛具有較強制冷能力；高速行駛要求低耗能。 雖然 2000 年， ，上海奉天空調(diào)壓縮機(jī)有限公司在合肥工業(yè)大學(xué)的技術(shù)支持下，自行研發(fā)了渦旋式 ap 系列壓縮機(jī)。作為第四代壓縮機(jī)-渦旋式，標(biāo)志著我國壓縮機(jī)水平進(jìn)

29、入世界前列。但是我國至今缺乏這方面開發(fā)研究人才。 （四四）“無無油油時時代代”- - - -新新型型電電動動汽汽車車 空空調(diào)調(diào)的的設(shè)設(shè)計計 全球氣候變暖、大氣污染以及能源成本高漲等問題日趨嚴(yán)峻，汽車作為環(huán)境污染和能源消耗的主要來源之一，其節(jié)能減排問題受到了越來越廣泛的重視，各國政府和汽車企業(yè)均將節(jié)能環(huán)保當(dāng)作未來汽車技術(shù)發(fā)展的指導(dǎo)方向，這樣節(jié)能環(huán)保的電動也就應(yīng)運而生。1 1. .電電動動汽汽車車空空調(diào)調(diào)特特點點1) 汽車空調(diào)系統(tǒng)安裝在運動的車輛上，要承受劇烈而頻繁的振動與沖擊，要求電動汽車空調(diào)裝置結(jié)構(gòu)中的各個零部件都應(yīng)具有足夠抗振動沖擊的強度和良好的系統(tǒng)氣密性能；2) 電動汽車大部分屬于短距離代

30、步，乘坐時間較短，加上電動汽車內(nèi)乘員所占空間比大，產(chǎn)生的熱量相對較多，相對熱負(fù)荷大，要求空調(diào)具有快速制冷、制熱和低速運行能力；3) 電動汽車空調(diào)使用的是車上蓄電池提供的直流電源，壓縮機(jī)工作效率高，控制可靠性高；4) 汽車車身隔熱層薄，而且門窗多，玻璃面積大，隔熱性能差，致使車內(nèi)漏熱嚴(yán)重；5) 車內(nèi)設(shè)施高低不平且有座椅，氣流分配組織困難，難以做到氣流分布均勻；6) 對于傳統(tǒng)燃油汽車空調(diào)系統(tǒng)，制冷主要采用發(fā)動機(jī)驅(qū)動的蒸汽壓縮式制冷系進(jìn)行降溫，而制熱主要采用燃油發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的余熱。而對于電動汽車中的純電動汽車以及燃料電池汽車來說，沒有發(fā)動機(jī)作為空調(diào)壓縮機(jī)的動力源，也不能提供作為汽車空調(diào)冬天制熱用的熱源

31、，因此無法直接采用傳統(tǒng)汽車空調(diào)系統(tǒng)的解決方案；對于混合動力車型來說，發(fā)動機(jī)的控制方式多樣，故空調(diào)壓縮機(jī)也不能采用發(fā)動機(jī)直接驅(qū)動的方案。 電動汽車空調(diào)系統(tǒng)如圖：2 2國國內(nèi)內(nèi)外外電電動動汽汽車車空空調(diào)調(diào)發(fā)發(fā)展展?fàn)顮顩r況電動汽車的出現(xiàn)也為電動汽車空調(diào)的研究開發(fā)提出了新的課題與挑戰(zhàn)。汽車空調(diào)的功能就是把車廂內(nèi)的溫度、濕度、空氣清潔度及空氣流動性保持在使人感覺舒適的狀態(tài)。在各種氣候環(huán)境條件下，電動汽車車廂內(nèi)應(yīng)保持舒適狀態(tài)，以提供舒適的駕駛和乘坐環(huán)境。另外，擁有一套節(jié)能高效的空調(diào)系統(tǒng)對電動汽車開拓市場也起到至關(guān)重要的作用。因此，電動汽車發(fā)展的同時，適合電動汽車的空調(diào)系統(tǒng)也成為攻克的難題。1）.國外電動汽

32、車空調(diào)發(fā)展?fàn)顩r 早在 1873 年，英國人羅伯特-戴維森制作了世界上最初的可供實用的電動汽車隨后電動汽車也逐步發(fā)展起來，直到 20 世紀(jì)以后，由于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，加上電動汽車本身的缺陷，電動汽車被無情的打壓，逐步呈萎縮狀。 21世紀(jì)新紀(jì)元，石油危機(jī)下的世界各國，重啟電動汽車的浪潮。 電動汽車的出現(xiàn)也為電動汽車空調(diào)的研究開發(fā)提出了新的課題與挑戰(zhàn)。汽車空調(diào)的功能就是把車廂內(nèi)的溫度、濕度、空氣清潔度及空氣流動性保持在使人感覺舒適的狀態(tài)。在各種氣候環(huán)境條件下，電動汽車車廂內(nèi)應(yīng)保持舒適狀態(tài)，以提供舒適的駕駛和乘坐環(huán)境。另外，擁有一套節(jié)能高效的空調(diào)系統(tǒng)對電動汽車開拓市場也起到至關(guān)重要的作用。因此，在

33、開發(fā)研制電動汽車同時,必然也要對其配套的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)與研制。國外電動汽車空調(diào)發(fā)展相對國內(nèi)來說較成熟，國外電動汽車空調(diào)不乏有跟國內(nèi)相似的模式，但在熱泵電動汽車空調(diào)上已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ)，日本本田純電動車就采用了電驅(qū)動熱泵式空調(diào)系統(tǒng)，系統(tǒng)中內(nèi)置了一個反換流器控制壓縮泵。此外，在特別寒冷的地區(qū)使用時，部分車型顧客可以選裝一個燃油加熱器采暖系統(tǒng)。日本電裝（denso）公司早在幾年前就開發(fā)了采用r 134a制冷劑的電動汽車熱泵型空調(diào)系統(tǒng)，其在熱泵系統(tǒng)的風(fēng)道中采用了車內(nèi)冷凝器和蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)。電裝（denso）公司在2003年還開發(fā)了由于自然工質(zhì)co2良好的熱物理性能，日本電裝公司也為電動車開發(fā)了一套co

34、2熱泵空調(diào)系統(tǒng) ，系統(tǒng)也采用了在風(fēng)道內(nèi)設(shè)置2個換熱器的方案，與r134a系統(tǒng)不同的是當(dāng)系統(tǒng)為制冷模式時，制冷劑同時流經(jīng)內(nèi)部冷凝器和外部冷凝器。為了減少空調(diào)對蓄電池的電能消耗，美國amerigon公司開發(fā)了空調(diào)座椅，這種空調(diào)座椅上裝有熱電熱泵，熱電熱泵的作用就是通過需要調(diào)溫的空間之外的水箱轉(zhuǎn)移熱量，從而實現(xiàn)需要調(diào)溫的空間制冷或制熱。這種空調(diào)座椅除了節(jié)能還可以改善駕駛、乘坐的舒適性，在電動汽車上配套使用比較適合。 國內(nèi)電動汽車發(fā)展模式圖；因此，國外電動汽車空調(diào)從節(jié)能高效和實用性上有所突破，國內(nèi)電動汽車空調(diào)行業(yè)應(yīng)積極向國外先進(jìn)技術(shù)學(xué)習(xí)、借鑒，并在此基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新突破。2).國內(nèi)電動汽車空調(diào)的發(fā)展現(xiàn)狀

35、 伴隨著國內(nèi)汽車業(yè)的蓬勃發(fā)展,汽車成為人們重要的代步工具,然而作為汽油機(jī)來說,如今的石油危機(jī)正威脅著汽車的發(fā)展，加上日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，導(dǎo)致現(xiàn)在汽車業(yè)面臨重要的挑戰(zhàn)，怎么樣使用更清潔的能源代替燃油，成為研究的重點。在眾多的研究成果中，電動汽車脫穎而出，電動汽車環(huán)境污染小，行駛過程中不會產(chǎn)生廢氣；無噪音，噪音低；結(jié)構(gòu)簡單，維修方便；不受環(huán)境影響。電動汽車的這些優(yōu)勢，也讓電動汽車成為熱點，作為汽車舒適性的汽車空調(diào)，電動汽車空調(diào)的開發(fā)與研究隨著展開。 早期的國產(chǎn)電動汽車由于受到蓄電池能力的限制，為了不影響電動汽車的續(xù)行里程，大多數(shù)電動汽車都沒有配備空調(diào)系統(tǒng)。隨著國內(nèi)電動汽車逐步產(chǎn)業(yè)化、市場化，電

36、動汽車必然要配備空調(diào)系統(tǒng)。由于受到電動汽車獨特性影響，對于電動汽車中的純電動汽車以及燃料電池汽車來說，沒有發(fā)動機(jī)作為空調(diào)壓縮機(jī)的動力源，也不能提供作為汽車空調(diào)冬天制熱用的熱源，國內(nèi)汽車廠家就從傳統(tǒng)燃油汽車空調(diào)的基礎(chǔ)上進(jìn)行部分替換設(shè)計，將燃油發(fā)動機(jī)帶動的壓縮機(jī)替換成直流電機(jī)直接驅(qū)動的壓縮機(jī)，控制上相應(yīng)改變，來完成空調(diào)制冷的功能，目前替換設(shè)計效果基本能解決電動汽車空調(diào)的制冷問題，但制冷效率有待提高。由于沒有燃油發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的余熱，制熱功能國內(nèi)廠家目前主要采用 ptc 加熱和電熱管加熱，這些加熱模式雖能滿足制熱效果，但這些加熱模式都是硬消耗電動汽車上的蓄電池電能，制熱效率相對較低，影響電動汽車的續(xù)行里

37、程。在空調(diào)的主要零部件選用上，目前國內(nèi)的電動汽車除了壓縮機(jī)和控制模式，其他主要零部件還是沿用燃油汽車空調(diào)的零部件，冷凝設(shè)備主要用的是平行流冷凝器，蒸發(fā)設(shè)備主要用的是層疊式蒸發(fā)器，節(jié)流裝置仍然是熱力膨脹閥，制冷劑仍然是 r 134a。據(jù)不完全了解，國內(nèi)在大力開發(fā)電動汽車的廠家如奇瑞、比亞迪、一汽、上汽、江淮等 目前電動汽車空調(diào)配套情況基本差不多，都處于發(fā)展現(xiàn)狀。3 3. .電電動動汽汽車車空空調(diào)調(diào) 的的設(shè)設(shè)計計電動汽車用空調(diào)系統(tǒng)與普通的汽車（內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動）空調(diào)相比，由于原動機(jī)不同而引發(fā)一系列新變化。主要體現(xiàn)在：1）普通的汽車空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機(jī)依靠發(fā)動機(jī)通過一個電磁離合器驅(qū)動，而電動汽車空調(diào)壓縮機(jī)自帶

38、電動機(jī)獨立驅(qū)動；2）電動汽車沒有用來采暖的發(fā)動機(jī)余熱，不能提供作為汽車空調(diào)冬天采暖用的熱源，必須自身具有供暖的功能，即要求制冷、制熱雙向運行的熱泵型空調(diào)系統(tǒng)。純電動汽車空調(diào)系統(tǒng)制冷、供暖和除霜所需能量均來自于整車動力電池。作為電動汽車功耗最大的輔助子系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)的使用將極大的降低其續(xù)駛里程。 電動汽車驅(qū)動能量來源于蓄電池，有別于傳統(tǒng)燃油汽車，使得它的空調(diào)系統(tǒng)也不同于燃油汽車空調(diào)，由于作為驅(qū)動能量來源的蓄電池容量有限，空調(diào)系統(tǒng)的能耗對電動汽車的續(xù)行里程有較大的影響。同燃油汽車相比，對電動汽車空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能高效提出了更高的要求。同時，電動汽車空調(diào)必須要解決制冷、制熱兩大問題。根據(jù)電動汽車特有性質(zhì)

39、，目前電動汽車空調(diào)可采用電動熱泵型空調(diào)系統(tǒng)與熱電（偶）空調(diào)系統(tǒng)。1.熱熱泵泵型型空空調(diào)調(diào)系系統(tǒng)統(tǒng)熱泵型空調(diào)系統(tǒng)是在原有燃油汽車上進(jìn)行改進(jìn)的，壓縮機(jī)是由永磁直流無刷電機(jī)直接驅(qū)動，系統(tǒng)的工作原理圖如圖所示。該系統(tǒng)與普通的熱泵空調(diào)系統(tǒng)并無本質(zhì)區(qū)別，由于在電動車上使用，壓縮機(jī)等主要部件有其特殊性。而且國外熱泵技術(shù)具備了一定的基礎(chǔ)，該技術(shù)最大的優(yōu)點就是制冷、制熱效率高，相關(guān)企業(yè)開發(fā)的全封閉電動渦旋壓縮機(jī)，是由一個直流無刷電動機(jī)驅(qū)動，通過制冷劑回氣冷卻，具有噪聲低，振動小，結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕等優(yōu)點。在測試條件為環(huán)境溫度40，車內(nèi)溫度27，相對濕度50的工況下，系統(tǒng)穩(wěn)定時它能以1kw 的能耗獲得2.9kw 的

40、制冷量；當(dāng)環(huán)境溫度為-l0 ，車內(nèi)溫度25，以1kw的能耗可以獲得2.3kw 的制熱量。在-l040的環(huán)境溫度下，均能以較高的效率為電動汽車提供舒適的駕乘環(huán)境。若能在零部件技術(shù)上得到改進(jìn)，相應(yīng)效率還可以得到提高。 熱泵系統(tǒng)工作原理圖 對于汽車空調(diào)系統(tǒng)，目前采用的技術(shù)路線主要包括 r134a 熱泵空調(diào)系統(tǒng)、co2熱泵空調(diào)系統(tǒng)、太陽能輔助熱泵空調(diào)系統(tǒng)和電加熱器混合調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)。1) r134a 熱泵空調(diào)系統(tǒng) r134a 是目前汽車空調(diào)系統(tǒng)中廣泛使用的一種制冷劑，日本電裝公司開發(fā)出的一套r134a 熱泵空調(diào)系統(tǒng)是具有代表性的電動汽車空調(diào)系統(tǒng)之一，其在風(fēng)道中采用了車內(nèi)冷凝器和蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)，如圖 1-3

41、 所示。制冷工況循環(huán)為：由壓縮機(jī)經(jīng)四通閥至車外換熱器（此時用作冷凝器） ，再經(jīng)電子膨脹閥 1、蒸發(fā)器回到壓縮機(jī)。制熱及除霜工況循環(huán)為：由壓縮機(jī)經(jīng)四通閥至車內(nèi)冷凝器，再經(jīng)電子膨脹閥 2、車外換熱器（此時用作蒸發(fā)器）和電磁閥回到壓縮機(jī)。當(dāng)系統(tǒng)以除霜/除濕模式運行時，制冷劑將經(jīng)過所有 3 個換熱器。空氣通過內(nèi)部蒸發(fā)器來除濕，將空氣冷卻到除霜所需要的溫度，再通過車內(nèi)冷凝器加熱，然后將它送到車室，解決了汽車安全駕駛的問題。該系統(tǒng)在制冷和制熱運行工況下具有較好的性能：當(dāng)環(huán)境溫度為 40，車室溫度為 27，相對濕度為 50%時，系統(tǒng)的 eer 達(dá) 2.9；環(huán)境溫度為-10，車室溫度為 25時，系統(tǒng)制熱性能系

42、數(shù)達(dá)2.3。文獻(xiàn)26-27也對汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)的性能進(jìn)行了實驗研究。antonijevic 和 heckt 將開發(fā)出熱泵空調(diào)安裝在一輛燃油汽車上，測試其在低溫工作環(huán)境下的性能，將實驗結(jié)果與現(xiàn)有燃油汽車的其它供暖形式進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，采用熱泵空調(diào)供暖時汽車性能更優(yōu)，耗油量更少。hosoz 和 direk 對一臺 r134a 熱泵型汽車空調(diào)在改變室外溫度和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的條件下進(jìn)行了性能測試，該臺汽車空調(diào)的特點是使用四通閥來實現(xiàn)制冷和制熱模式的切換，且在制冷和制熱運行時，r134a 制冷劑分別經(jīng)過兩個熱力膨脹閥降壓。測試結(jié)果表明：系統(tǒng)制冷運行時，各個部件的總的 損失隨著壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的增大而增大，切換至制熱模

43、式運行時，系統(tǒng) 損失率則隨壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速提高而減?。籸134a 系統(tǒng)制熱運行時 cop 較制冷系統(tǒng)更高，單位質(zhì)量 損失更小，但系統(tǒng)在室外溫度較低的情況下制熱量是不夠的。2） co2熱泵空調(diào)系統(tǒng) 目前國內(nèi)外研究者對二氧化碳在汽車熱泵空調(diào)上的應(yīng)用已進(jìn)行了大量的研究，并取得了一定的成果。相對而言，國外的研究起步早，研究更深入。在實驗研究方面，mcenaney 等人于 1999 年通過實驗比較了兩套分別采用 co2 和 r134a 作為制冷劑的相似的汽車空調(diào)系統(tǒng)的性能，其中 co2 汽車空調(diào)系統(tǒng)采用了微通道蒸發(fā)器和氣冷器，而 r134a 系統(tǒng)則采用采用傳統(tǒng)的管翅式換熱器。與管翅式換熱器相比，微通道蒸發(fā)器

44、的迎風(fēng)面積增大了 20%，微通道氣冷器的外形體積和空氣側(cè)迎風(fēng)面積則分別減少 23%和 28%。實驗結(jié)果表明在相同的運行工況下，二氧化碳和 r134a 系統(tǒng)的性能相當(dāng)。2005 年，日本的 tamura 等人在改造已有的 r134a 系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一套 co2 熱泵型汽車空調(diào)系統(tǒng)，該熱泵系統(tǒng)能夠利用車內(nèi)的輔助換熱器收集系統(tǒng)除霜時放出的熱量來預(yù)熱空氣。他們還通過對比實驗研究發(fā)現(xiàn)，在熱泵/除霜工況下，co2 系統(tǒng)性能更優(yōu)。2009 年，韓國的 kim 等人則為燃料電池汽車設(shè)計了一套 co2 熱泵空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由一臺半封閉壓縮機(jī)、兩個微通道冷凝器（制冷用的氣冷器和制熱用的小型換熱器） 、一個微

45、通道蒸發(fā)器、一個內(nèi)部熱交換器、一個膨脹閥和一個集氣罐組成。他們將散熱片（散發(fā)燃料電池余熱）分別放置在室外側(cè)微通道換熱器的迎風(fēng)側(cè)和背風(fēng)側(cè)，在不同工況下對該系統(tǒng)進(jìn)行測試，測試結(jié)果表明：制熱時，將散熱片置于迎風(fēng)側(cè)以加熱室外空氣可使系統(tǒng)的制熱量和 cop 分別提高 54%和 22%，但在系統(tǒng)制冷時，制冷量將減少 40%60%，cop 則相應(yīng)的減少 43%-65%。同時他們還發(fā)現(xiàn)，壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速對系統(tǒng)的性能影響較大，壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速從 1460rpm（轉(zhuǎn)每分）增大到 2330rpm 時，系統(tǒng)的cop 減少 28%，因為壓縮機(jī)消耗的功率的增幅遠(yuǎn)大于系統(tǒng)制冷量的增大幅度；制冷時系統(tǒng)降溫時間隨車內(nèi)負(fù)荷的增大而增大，

46、車內(nèi)負(fù)荷分別為 0kw、1kw 和 2kw 時，從35降到 20的時間分別為 8min，26min 和 30min。在 co2 汽車空調(diào)系統(tǒng)的開發(fā)方面，國外許多著名的企業(yè)如日本的 denso（電裝） ，美國的 visteon（偉世通） ，法國的valeo（法雷奧）等公司均已研制出二氧化碳汽車空調(diào)樣機(jī)。日本電裝公司還專門為電動汽車開發(fā)了一套 co2 熱泵空調(diào)系統(tǒng)，系統(tǒng)也采用了在風(fēng)道內(nèi)設(shè)置 2 個換熱器的方案，與 r134a 系統(tǒng)（如圖 1-3 所示）不同的是 co2 系統(tǒng)各部件的承壓均超過 10mpa，且制冷模式運行時，制冷劑同時流經(jīng)內(nèi)部冷凝器和外部冷凝器。上海交通大學(xué)的陳江平教授為代表的團(tuán)隊一

47、直致力于二氧化碳汽車空調(diào)壓縮機(jī)、膨脹閥以及系統(tǒng)的設(shè)計和優(yōu)化等的研究工作。2003年，上海交通大學(xué)聯(lián)合santana（桑塔納）公司研制出我國第一套co2汽車空調(diào)系統(tǒng)，通過實驗發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)與國外同期研制的樣機(jī)性能差不多。隨后，他們又對系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，將壓縮機(jī)、氣冷器和蒸發(fā)器的尺寸分別減少49%、28%和10%，在系統(tǒng)性能不變的前提下，大大提高了系統(tǒng)緊湊性，但到目前為止，國內(nèi)還未見熱泵型co2汽車空調(diào)系統(tǒng)。co2跨臨界循環(huán)用于汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)中不僅具有環(huán)保的優(yōu)勢，而且在系統(tǒng)效率方面也有提高的潛力。但相比傳統(tǒng)的r134a系統(tǒng)而言，co2系統(tǒng)排氣壓力高、成本高且壓縮機(jī)較為笨重，因而目前對co2應(yīng)用于汽車

48、空調(diào)系統(tǒng)的研究有所降溫。3）太陽能輔助空調(diào)系統(tǒng) 2000 年，廣東工業(yè)大學(xué)的陳觀生等人設(shè)計出一臺電動汽車用熱泵空調(diào)，并探討了太陽電池在熱泵空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用的可能性。電動汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)的工作原理如圖 1-5所示，它與普通的熱泵空調(diào)系統(tǒng)并無區(qū)別，由于在電動車上使用，壓縮機(jī)具有特殊性，采用了結(jié)構(gòu)簡單，性能優(yōu)良的雙工作腔滑片式壓縮機(jī)。制冷/制熱模式運行時，該系統(tǒng)的制冷量/制熱量隨壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速增加呈線性增長。制冷運行條件下，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速較低(2000r/min)后，cop 隨轉(zhuǎn)速增加而趨于恒定，將太陽能電池布滿車頂后，空調(diào)系統(tǒng)制冷量的增幅為 6%27%。熱電制冷雖然效率太低，難以滿足汽車空調(diào)的需要，但采用太

49、陽能輔助的方法來實現(xiàn)其在汽車上的應(yīng)用也是一個較好的選擇。mei 等人首次將太陽能輔助熱電制冷技術(shù)應(yīng)用于汽車空調(diào)系統(tǒng)中，他們發(fā)現(xiàn)將太陽能光伏電池板覆蓋汽車車頂能夠產(chǎn)生 225w 的電量，并大大降低車內(nèi)的峰值負(fù)荷。4）電加熱輔助空調(diào)系統(tǒng)電動汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)在室外環(huán)境溫度極低的情況下，制熱性能會大大降低，往往無法滿足車內(nèi)的熱負(fù)荷需求，而采用電加熱輔助的空調(diào)系統(tǒng)則克服了熱泵系統(tǒng)的以上缺點。富士重工在“2005 年人與車科技展（pacifico 橫浜、2005 年 5 月 1820 日） ”上展出的電動汽車“subaru r1e”中，采用了電加熱輔助空調(diào)系統(tǒng)。此外，三菱汽車2009 年 7 月上市的電動

50、汽車“i-miev”也采用了電加熱器（如圖 1-6a 所示）作為空調(diào)的制暖熱源。加熱器由可用電發(fā)熱的 ptc（positive temperature coefficient）加熱器元件、將加熱器元件的熱量傳送至散熱劑（冷卻水）的散熱扇、散熱劑流路和控制底板等組成。該電加熱器配置在駕駛席和副駕駛席之間的地板下方，通過在其內(nèi)部的加熱原件兩側(cè)通入冷卻水，提高了制暖性能。2.熱熱電電（偶偶）電電動動汽汽車車空空調(diào)調(diào)系系統(tǒng)統(tǒng)該項技術(shù)具有很多適合電動汽車使用的特點，并且與傳統(tǒng)機(jī)械壓縮式空調(diào)系統(tǒng)相比，熱電空氣調(diào)節(jié)具有以下特點: 熱電元件工作需要直流電源; 改變電流方向即可產(chǎn)生制冷、制熱的逆效果; 熱電制冷

51、片熱慣性非常小，制冷時間很短，在熱端散熱良好冷端空載的情況下，通電不到一分鐘，制冷片就能達(dá)到最大溫差; 調(diào)節(jié)組件工作電流的大小即可調(diào)節(jié)制冷速度和溫度，溫度控制精度可達(dá)0.001，并且容易實現(xiàn)能量的連續(xù)調(diào)節(jié); 在正確設(shè)計和應(yīng)用條件下，其制冷效率可達(dá) 90%以上，而制熱效率遠(yuǎn)大于 1; 體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，有利于減小電動汽車的整備質(zhì)量;可靠性高、壽命長并且維護(hù)方便;沒有轉(zhuǎn)動部件，因此無振動、無摩擦、無噪聲且耐沖擊。熱電（偶）制冷、制熱工作原理如圖：從空調(diào)技術(shù)成熟性和能源利用效率比較來看，對于熱電（偶）電動汽車空調(diào)系統(tǒng)，目前存在著熱電材料的優(yōu)值系數(shù)較低，制冷性能不夠理想，并且熱電堆產(chǎn)量受到構(gòu)成

52、熱電元件的蹄元素產(chǎn)量的限制。不具備電動汽車空調(diào)節(jié)能高效的要求。這使得電動汽車空調(diào)更傾向于選用節(jié)能高效的熱泵型空調(diào)，該技術(shù)方案對于不同類型電動汽車通用性較好，并且對整車結(jié)構(gòu)改變較小，是將來電動汽車空調(diào)發(fā)展趨勢。目前熱泵型電動汽車空調(diào)最大的軟肋是低溫制熱問題，尤其是在寒冷，這也是將來該行業(yè)研究難題之一。為了使熱泵型電動汽車空調(diào)更節(jié)能高效，可以從以下幾個角度去著重解決：開發(fā)更高效的直流渦旋壓縮機(jī)；開發(fā)控制更精準(zhǔn)、更節(jié)能的硅電子膨脹閥；采用高效的過冷式平行流冷凝器；改善微通道蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)，使制冷劑蒸發(fā)更均勻。此外，電動汽車開門的次數(shù)以及在行車中受車速、光照、怠速等因素的影響，空調(diào)濕熱負(fù)荷大。壓縮機(jī)乃至整

53、個空調(diào)系統(tǒng)都要適應(yīng)這種多因素變化的工況，壓縮機(jī)的研究至關(guān)重要。 3.電電動動汽汽車車空空調(diào)調(diào)壓壓縮縮機(jī)機(jī)的的設(shè)設(shè)計計（1）型號匹配 電動汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的本質(zhì)區(qū)別是驅(qū)動能源的不同，這對空調(diào)壓縮機(jī)的匹配將帶來兩個方面 的影響： 空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動方式的改變；應(yīng)選用高效節(jié)能的壓縮機(jī)。這就要求在進(jìn)行空調(diào)壓縮機(jī)的匹配時，必須對電動汽車的動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析 ，并綜合考慮上述兩方面的影響，選擇合適類型的壓縮機(jī)及驅(qū)動方案。（2）驅(qū)動方案 車用空調(diào)壓 縮機(jī)可以分為機(jī)械壓縮機(jī)和電動壓縮機(jī)兩種；按驅(qū)動方式的不同，機(jī)械壓縮機(jī)又可以有內(nèi)燃機(jī)直接驅(qū)動和通過壓縮機(jī)電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動兩種方式。目前壓縮機(jī)的驅(qū)動方式有三種； 2.

54、1 內(nèi)燃機(jī) + 機(jī)械壓縮機(jī)壓縮機(jī) 由內(nèi)燃機(jī)通過膠帶帶動，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速與內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速成一定的比例，因此制冷量難以控制，通常的做法是 使壓縮機(jī)的容量可調(diào)，但這將使壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 體積、質(zhì)量都大幅度增加。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車采用的就是這種方案。2.2 蓄電池 + 壓縮機(jī) 電機(jī) 系統(tǒng) + 機(jī)械壓縮機(jī) 通過壓縮機(jī)電機(jī)系統(tǒng)先將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，然后再驅(qū)動機(jī)械壓縮機(jī)工作。它通過變頻器調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而可以調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的制冷量 。2.3 ) 蓄電池 +電動壓縮機(jī)由蓄電池直接驅(qū)動電動壓縮機(jī)，可以通過脈寬調(diào)制對壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，從而調(diào) 節(jié)制冷量。另外，電動空調(diào)壓縮機(jī)還具有以下優(yōu)點：電動機(jī)內(nèi)置式結(jié)構(gòu)使得制冷劑的泄露大

55、大減少；元需電磁離合器控制壓縮機(jī)運轉(zhuǎn)，使噪音降低，可靠性提高，安裝靈活方便，體積小、重量輕 。4 4. .無無刷刷直直流流電電機(jī)機(jī) 在在電電動動汽汽車車空空調(diào)調(diào)的的應(yīng)應(yīng)用用 一無刷直流電機(jī)目前傳統(tǒng)汽車空調(diào)壓縮機(jī)由汽車發(fā)動機(jī)直接帶動，存在消耗發(fā)動機(jī)功率、轉(zhuǎn)速變化范圍過大、工作環(huán)境惡劣、整體效率低等諸多問題。同時，隨著公眾節(jié)能和環(huán)保意識的提高，一些符合節(jié)能、環(huán)保要求的新能源汽車(電動汽車、混合動力)的發(fā)展前景被人們看好，而一種節(jié)能、高效、性能可靠的電動空調(diào)產(chǎn)品，對占領(lǐng)新一代汽車的空調(diào)市場顯得至關(guān)重要。電動空調(diào)壓縮機(jī)由電機(jī)、電子控制單元 ecu(electronic contr0i unit)和壓縮

56、機(jī)組成。電機(jī)驅(qū)動壓縮機(jī)，而 ecu 控制電機(jī)出力和運行。永磁無刷直流電機(jī)以其小體積、高性能、結(jié)構(gòu)簡單、出力大等特點受到了許多行業(yè)的青睞，在一些要求高性能和高精度的控制領(lǐng)域更是得到了廣泛的重視。今天，在汽車行業(yè)，電機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，一部汽車上使用的電機(jī)數(shù)量會有上百臺，這其中大部分以直流電機(jī)為主。但是，直流電機(jī)的一個最大問題就是電刷的使用，這使電機(jī)的體積變大，而電刷又需要頻繁的更換。無刷直流電機(jī)通過 ecu 來控制電機(jī)的電子換相，從而取消了電刷，消除了更換電刷的顧慮，延長了電機(jī)的使用壽命。而電子換相過程中的另一個問題，即需要得到轉(zhuǎn)子位置，也得到了廣泛的研究。采用霍爾傳感器或光電編碼器等獲得轉(zhuǎn)子位

57、置是一種可靠的方法，但是這一方面增加了成本，另一方面由于霍爾傳感器等的使用溫度范圍也限制了在惡劣環(huán)境中的應(yīng)用。應(yīng)運而生的是各種無位置傳感器技術(shù)的研究，諸如反電勢法、三次諧波法等，已經(jīng)得到了深入的研究，并且一些方法也已經(jīng)得到了實際應(yīng)用。由于電子換向器的引入，傳統(tǒng)直流電機(jī)中存在已久的電刷造成的諸多問題，在無刷直流電機(jī)中得到了很好解決。并且隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)，以及微處理器技術(shù)的迅猛發(fā)展，無刷直流電機(jī)的功率等級、可靠性等都得到了極大的提高和改善。無刷直流電機(jī)技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到的實際應(yīng)用，并表現(xiàn)出了良好的性能。與傳統(tǒng)直流電機(jī)相比，無刷直流電機(jī)不能直接加電工作，電機(jī)的運轉(zhuǎn)必須通過一個電力電子器件構(gòu)成

58、的逆變橋來控制電機(jī)的電壓、電流和各相繞組的導(dǎo)通相序。因而，使用無刷技術(shù)的電動空調(diào)系統(tǒng)豐要由壓縮機(jī)、電機(jī)和電子控制單元(ecu)三個部件組成。永磁無刷直流電機(jī)一般采用稀土永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，我國作為一個稀土儲量和生產(chǎn)大國，在制造永磁電機(jī)方面有著得天獨厚的優(yōu)勢。永磁電機(jī)技術(shù)的研究和應(yīng)用，有利于將我國的資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為技術(shù)優(yōu)勢，對于我國在新一輪全球技術(shù)競爭中取得相對技術(shù)優(yōu)勢有著重要的意義。在國外，目前的汽車用電動空調(diào)最主要的開發(fā)和供應(yīng)商是日本電裝公司(denso)。日本電裝生產(chǎn)的電動空調(diào)已經(jīng)在豐田混合動力轎車上得到應(yīng)用，但是目前產(chǎn)量有限。另一家日本企業(yè)三菱重工也已經(jīng)開發(fā)出電動汽車空調(diào)，目前已成功獲得二家美國

59、著名汽車廠商的訂單。但是由于目前的混合動力和其它電動汽車的市場容量有限，這一家企業(yè)的產(chǎn)量有限。 在國內(nèi)，由華東理工大學(xué)和上海三電貝洱汽車空調(diào)有限公司聯(lián)合開發(fā)的電動空調(diào)壓縮機(jī)系統(tǒng)在國內(nèi)的一些電動汽車和混合動力汽車上試用。其他一些研究多停留在實驗室開發(fā)階段，沒有得到實際運行。二電動空調(diào)壓縮機(jī)的優(yōu)勢 傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機(jī)是由曲軸通過皮帶驅(qū)動的，而電動空調(diào)壓縮機(jī)由電機(jī)、ecu 和壓縮機(jī)組成，電機(jī)驅(qū)動壓縮機(jī)，而 ecu 控制電機(jī)出力和運行，因此空調(diào)系統(tǒng)不依賴發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)而工作。相比較而言，電動空調(diào)壓縮機(jī)系統(tǒng)具有許多明顯的優(yōu)勢。 (1)普通空調(diào)由于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的不穩(wěn)定，必須使用大排量壓縮機(jī)來滿足低轉(zhuǎn)速時的制

60、冷要求（例如國內(nèi)卡車普遍使用 508 壓縮機(jī)排量 136cc 左右），排量加大，壓縮機(jī)體積大，大大消耗了發(fā)動機(jī)的輸出功率，效率低。而電動空調(diào)的轉(zhuǎn)速恒定，在同等制冷要求條件下，電動壓縮機(jī)的排量可由普通汽車的 136cc 排量下降到 36cc 排量，使得電動壓縮機(jī)的效率明顯提高。 2)普通空調(diào)的壓縮機(jī)安裝在高溫的發(fā)動機(jī)附近，工作環(huán)境差，蒸發(fā)器及出風(fēng)口又安裝在駕駛室內(nèi)或駕駛室頂部，所以冷媒的管路長，容易泄露，并且冷氣消耗非常大。而電動空調(diào)由于擁有獨立的動力源，無需依賴發(fā)動機(jī)，可以安裝在靠近蒸發(fā)器的任何位置。圖 1 給出了一種電動空調(diào)壓縮機(jī)的安裝位置，可以看到這種安裝的工作環(huán)境更好，冷媒的管路更短，冷