畢業(yè)設(shè)計-汽車自動空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）錯誤！未找到引用源。-1計算得：K車頂=1.942W/(m2.k)I=IG+IS=992+162.82=1154.82W/m2tm=0.4×1154.82/(51.15+1.942)+35=43.7℃QT1=1.942×(43.7-27)×2.35092=76.24W(2)通過車側(cè)面的傳熱量QT2車側(cè)面的面積：F側(cè)面=3.7341m2車側(cè)面的傳熱系數(shù)：K側(cè)面=2.074W/(m2.k)I=(IS+IG)/2=(992+162.82)/2=577.41W/m2tm=0.4×577.41/(51.15+2.074)+35=39.34℃QT2=2.074×(39.34-27)×3.7341=95.57W(3)通過車地板的傳熱量QT3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)動機熱量的影響，使地板的溫度比大氣溫度要高，一般取2～3℃,本計算取t03=35+3=38℃車地板的面積：F地板=5.2552m2地板的傳熱系數(shù)：K地板=2.34W/(m2.k)QT3=KF(t03-ti)=2.34×5.2552×(38-27)=135.27W通過車身壁面的傳熱量QT為：QT=QT1+QT2+QT3=76.24+95.57+135.27=307.08W玻璃窗滲入的熱量QBQB=A.K×(tb-ti)+C.A.qb.μ(W)式中：A—玻璃窗面積，m2。A=4.043431m2K—玻璃的傳熱系數(shù)，K=6.2w/(m2.k)。tb—玻璃的溫度，取車室外溫度。tb=35℃。ti—車廂內(nèi)的溫度，tI=27℃。C—玻璃窗的遮陽系數(shù),C=0.6。μ—非單層玻璃校正系數(shù)，μ=1。qb—通過單層玻璃的太陽輻射強度，qb=τG.IG+τS.ISW/m2式中：τG—透過窗玻璃的太陽直射透射率，τG=0.84。τS—透過窗玻璃的太陽散射透射率，τS=0.08。qb=τG.IG+τS.IS=0.84×992+0.08×162.82=846.31W/m2QB=A.K×(tb-ti)+C.A.qbμ=4.043431×6.2×(35-27)+0.6×4.043431×846.31=2253.75W室外空氣帶入的熱量QA(1)新風(fēng)量負(fù)荷QXQX=l0.n.ρ.(h0-hi)式中：n—乘員人數(shù)，n=7。l0—每人每小時所需要的新鮮空氣量，l0=20m3/h。ρ—空氣的密度，ρ=1.146Kg/m3。h0—室外空氣的焓，h0=95.3KJ/Kg。hi—室內(nèi)空氣的焓，hi=55.5KJ/Kg。QX=7×20/3600×1.146×(95.3-55.5)=1.774Kw(2)從門窗縫隙滲入的熱流量比較小，故計算門窗縫滲入的熱流量歸到新風(fēng)量負(fù)荷中。發(fā)動機室傳入車室內(nèi)的熱量QEQE=KE.FE.(tE-ti)式中:KE—傳熱系數(shù)，KE=2.074w/(m2.k)。FE—發(fā)動機室散熱與車室內(nèi)壁面可傳熱的壁面積，m2。FE=0.983856m2。tE—發(fā)動機室的溫度，一般比室外空氣溫度高20℃取tE=55℃QE=KE.FE.(tE-ti)=2.074×0.983856×(55-27)=57.13W人體散發(fā)的熱量QPQP=Qs+n.n0.q(w)式中：n—乘員人數(shù),n=4。n0—群集系數(shù)，取0.89q—人體所散發(fā)的熱量，司機人體散熱量q=175W，乘員人體散熱量q=116WQP=1×175+6×0.89×116=794.44W車廂內(nèi)其他熱源的熱流量Qq車廂內(nèi)其他熱源主要包括儀器、設(shè)備、照明等，這類設(shè)備可依據(jù)熱源的額定功率、機器設(shè)備的效率、使用周期、負(fù)荷系數(shù)等因素確定。假如白天不需要開燈照明，可不計算照明燈的熱流量。驅(qū)動風(fēng)機的電動機的熱流量QmQm=1000×(1-η)Wm×T2/24式中：η—電動機的效率，直聯(lián)η=1。Wm—電動機的功率。T2-每晝夜風(fēng)機工作的時間。Qm較小,由于無電機功率,故該項沒有計算?？偟睦湄?fù)荷Qg為：Qg=QT+QB+QA+QE+QP+Qm=307.08+2253.75+1774+57.13+794.44+0=5186.4W空調(diào)冷負(fù)荷的確定為了安全起見，取修正系數(shù)K=1.05，從而實際冷負(fù)荷為：Qs=k.Qg=1.05×5186.4=5445.72W故可取機組制冷量為5446W。2.1.9空調(diào)系統(tǒng)其他零部件的設(shè)計選配1)熱力膨脹閥的設(shè)計選型計算該設(shè)計中，空調(diào)系統(tǒng)采用R134a作制冷劑，蒸發(fā)器采用多流程供液，蒸發(fā)溫度te=5℃，蒸發(fā)壓力Pe=349.63kPa，冷凝溫度tc=60.5℃，冷凝壓力Pc=1700kPa，閥前制冷劑液體溫度t1=55.5℃，液體過冷度Δtsc=5℃，蒸發(fā)器負(fù)荷為Qe,s=5.991Kw.根據(jù)t0=te=5℃，查制冷劑的熱力性質(zhì)表，可得在該溫度下制冷劑飽和蒸汽比焓ho=401.5KJ/kg,以及在該溫度下制冷劑飽和液體的比焓h6=206.72KJ/kg,根據(jù)t0=5℃，t1=to+Δtsh=10℃，查制冷劑的熱力性質(zhì)圖和表，可得蒸發(fā)器出口制冷劑過熱蒸汽比焓h1=405.97KJ/kg。根據(jù)t4/=tc-Δtsc=60.5-5=55.5℃,查制冷劑的熱力性質(zhì)圖和表，可得蒸發(fā)器進口制冷劑濕蒸汽的比焓h5/=h4/=280.67KJ/kg。在該額定空調(diào)工況下，系統(tǒng)的單位質(zhì)量制冷量qe,s為 系統(tǒng)中，制冷劑的單位質(zhì)量流量qm,s為在同一工況下，流過熱力膨脹閥的制冷劑質(zhì)量流量，應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨蛏源笥谙到y(tǒng)中中冷機的質(zhì)量流量，即qr,TXV=qm,s=0.04781kg/s。由于閥前制冷劑液體溫度t4/=55.5℃,蒸發(fā)溫度te=5℃，與熱力膨脹閥的標(biāo)準(zhǔn)額定條件相同，則取K=1.0故熱力膨脹閥總的額定容量Qe,TXV為根據(jù)容量Qe,TXV查熱力膨脹閥的技術(shù)手冊，選擇型號為QKF-L的熱力膨脹閥，其主要參數(shù)為容量Qe,TXV=3.0USRT，平衡方式為外平衡式，接管密封形式O型圈，外形尺寸(mm)50×65×392)貯液干燥器的設(shè)計選型計算貯液干燥器的設(shè)計選配原則如下：貯液干燥器容積應(yīng)和整個空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)容積相匹配。空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)容積大，貯液干燥器內(nèi)容積也要大些，而系統(tǒng)內(nèi)容積是由系統(tǒng)制冷量及系統(tǒng)裝配需要確定的。貯液干燥器內(nèi)容積和干燥劑體積協(xié)調(diào)，不允許干燥劑體積占滿貯液干燥器內(nèi)容積，一般所存空間應(yīng)大于干燥劑體積2倍。干燥劑確定也和系統(tǒng)內(nèi)容積及制冷劑加注量有關(guān)。貯液干燥器應(yīng)考慮空調(diào)系統(tǒng)停止時，大部分制冷劑貯存到貯液干燥器內(nèi)。這樣考慮能保證在空調(diào)系統(tǒng)不同工況下，都能將多余制冷劑存貯到貯液干燥器中。貯液干燥器中干燥劑應(yīng)和空調(diào)系統(tǒng)使用的制冷劑相容。貯液干燥器結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮安裝方便，同時應(yīng)考慮其可靠性(如耐振動、耐壓、耐高低溫等)應(yīng)和空調(diào)高壓系統(tǒng)相適應(yīng)。這里我們需要先算出空調(diào)系統(tǒng)制冷劑的充注量，充注量過少，蒸發(fā)器只有部分得到潤濕，蒸發(fā)器面積不能得到充分利用，蒸發(fā)量下降，吸氣壓力降低，蒸發(fā)溫度降低，蒸發(fā)器出口制冷劑過熱度增加，這不僅使循環(huán)的制冷量下降，而且還會使壓縮機的排氣溫度升高，影響壓縮機的使用壽命。充注量過多，不僅蒸發(fā)器內(nèi)積液過多，致使蒸發(fā)器壓力升高，傳熱溫差減小，嚴(yán)重時甚至?xí)a(chǎn)生壓縮機的液擊現(xiàn)象，而且會使冷凝器內(nèi)冷凝后的冷凝液體不能及時排出，使冷凝器的有效面積減小，導(dǎo)致冷凝壓力升高，壓縮機耗功增加。但是由于精確的制冷劑充注量計算較困難，在這里我們選用粗略估算的方法來進行計算，估算公式如下：制冷劑充注量(Kg)=制冷量(Kw)÷3.512×0.8因此該空調(diào)系統(tǒng)制冷劑充注量可有上式估算得：Mr=5.991÷3.512×0.8=1.3647Kg換算成冷凝器出口處過冷制冷劑的體積為：V=Mr/ρ=1.3647÷1077=1.267×10-3m3=1267cm3貯液干燥劑的容量可近視等于(1/2-1/3)V即：Vz=1267÷3=422cm3依據(jù)貯液干燥器所需要的容積選取GYF0.5-DZH型貯液干燥器，其具體參數(shù)為：容積500cm3，接口密封方式為O型圈，材質(zhì)為鋼，工作壓力3.0Mpa,外形尺寸?75×177(mm)。3)空調(diào)系統(tǒng)中各風(fēng)機的選型在這里風(fēng)機的選型主要依據(jù)其所提供的風(fēng)量及靜壓來選擇。有冷凝器的計算可知通過冷凝器的空氣風(fēng)量為2000m3/h，其壓力損失為110.4Pa，故選擇風(fēng)機的型號為VA18－BP1-41MA的意大利SPAL風(fēng)機，其各項參數(shù)為：型號額定電壓/V電流/A直徑/(mm)靜壓/Pa風(fēng)量/(m3/h)VA18-BP1-41MADC2410.716717520004）蒸發(fā)器用風(fēng)機的選型通過蒸發(fā)器空氣的壓力損失為278.263Pa、風(fēng)量為500m3/h，故選擇風(fēng)機的型號為ZFF－6480B，其各項參數(shù)為：型號額定電壓/V電流/A轉(zhuǎn)速/(r/min)靜壓/Pa風(fēng)量/(m3/h)Z－6480BDC24≤122700323≥5005）通風(fēng)用風(fēng)機的選型空調(diào)汽車行駛過程中基本不開窗。因為開窗不僅會帶入大量的塵土，更重要的是引起能量損失，而且不能有效控制車內(nèi)的溫度。所以空調(diào)汽車為了改善空調(diào)效果，節(jié)約能源，除了不開窗行駛外，尤其注意車室的密封性能。這樣一來，車廂空間就小，再加上車廂內(nèi)空氣混濁不流通，特別是人體的新陳代謝，更使得車廂內(nèi)空氣品質(zhì)急劇下降。就是在這樣的情況下，為了車內(nèi)乘員的身體健康，必須在車廂內(nèi)設(shè)置改善車內(nèi)空氣品質(zhì)的通風(fēng)系統(tǒng)，這就是空調(diào)中的新風(fēng)系統(tǒng)。在這里我們應(yīng)用在車廂側(cè)壁上部或車頂裝置換氣風(fēng)機的方式進行強制通風(fēng)來解決，按20m3/(人·h)計算，車內(nèi)能容納7人，則總共需要140m3/h,對于軸流式風(fēng)機其實際風(fēng)量要比風(fēng)機的標(biāo)稱風(fēng)量小的多，故選型時需要考慮，選取型號為QH-300-24V,其參數(shù)為：型號額定電壓/V功率/W風(fēng)機直徑/(mm)循環(huán)風(fēng)量/(m3/min)QH-300-24VDC24＜382700＞62.2空調(diào)系統(tǒng)的布置2.2.1系統(tǒng)布置圖不同類型空調(diào)系統(tǒng)的布置方式有所不同。目前轎車廣泛采用的是冷暖一體式空調(diào)系統(tǒng)。其布置型式是將蒸發(fā)器、暖風(fēng)散熱器、離心式鼓風(fēng)機、操縱機構(gòu)等組裝在一起，稱為空調(diào)器總成。汽車空調(diào)系統(tǒng)的組成現(xiàn)代空調(diào)系統(tǒng)由制冷系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)、通風(fēng)和空氣凈化裝置及控制系統(tǒng)組成。汽車空調(diào)控制器，屬于一種汽車空調(diào)設(shè)備的控制裝置。調(diào)節(jié)汽車空調(diào)系統(tǒng),具有制冷通風(fēng)換氣、除霜功能.所有設(shè)備安裝牢固，控制裝置和操縱機構(gòu)轉(zhuǎn)動靈活，操作自如，性能安全可靠。2.2.2空調(diào)的結(jié)構(gòu)示意圖3.1汽車自動放空調(diào)安裝示意圖2.3.1傳感器的安裝位置2.3.2閥體的示意圖2.3.3空調(diào)導(dǎo)氣管的安裝示意圖4.1自動空調(diào)系統(tǒng)線路圖2.4.1空調(diào)系統(tǒng)電路內(nèi)容簡述空調(diào)控制器：由空調(diào)控制器電路圖可知，空調(diào)控制器一共有18個接腳?？照{(diào)控制器13號腳接12V電源，經(jīng)6號腳搭鐵。1號腳控制前空調(diào)電磁閥，但由于實際需要，已取消了該腳的連線；10號腳為反饋給發(fā)動機ECU的ACT信號，在此也未連接；14號腳為怠速提升真空開關(guān)閥，在電路連接中用二極管代替。在空調(diào)控制器中，一共利用了14個腳，1號、8號、10號、18號沒有使用。電磁離合器繼電器控制電路：由電路圖可知，空調(diào)控制器的15號腳為低電平時，電磁離合器電磁閥工作?？照{(diào)離合器工作需要滿足以下幾個條件：（1）空調(diào)雙壓力開關(guān)接通，只有空調(diào)制冷管路壓力正常（0.21～2.62MPa）時，雙壓力開關(guān)才接通；（2）前后蒸發(fā)器熱敏電阻所處溫度高于4℃；（3）空調(diào)放大器11號腳經(jīng)前空調(diào)開關(guān)和前鼓風(fēng)機開關(guān)接地或空調(diào)控制器2號腳經(jīng)后空調(diào)開關(guān)接地；（4）空調(diào)放大器5號腳輸入點火信號。后電磁閥控制電路：空調(diào)控制器在2、11號腳都接地時，連接空調(diào)控制器9號腳的后電磁閥工作。冷凝器風(fēng)扇電路控制原理：冷凝器風(fēng)扇控制原理電路如圖4中左側(cè)所示。它由冷凝器主繼電器、冷凝器風(fēng)扇1號繼電器、冷凝器風(fēng)扇2號繼電器、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制繼電器、左右風(fēng)扇電動機和高壓開關(guān)（高壓開關(guān)裝于高壓管路中，在壓力上升至高于1.77MPa時，開關(guān)斷開；壓力下降至低于1.37MPa時重新接通。）等組成。電路工作過程如下：點火開關(guān)不接通時，主繼電器、2號繼電器、轉(zhuǎn)速控制繼電器的常閉觸電接通，左右風(fēng)扇電動機兩個端子都搭鐵，電動機處于動力阻尼狀態(tài)，使風(fēng)扇扇葉不會因外力而轉(zhuǎn)動。點火開關(guān)接通，但未接通空調(diào)開關(guān)時，主繼電器工作，常開觸點吸合，高壓開關(guān)接通轉(zhuǎn)速控制繼電器線圈通電，常閉觸點斷開；2號繼電器線圈通電，常開觸點吸合。左右風(fēng)扇電動機經(jīng)1號繼電器常開觸點而串聯(lián)，但由于此常開觸點處于斷開狀態(tài)，電動機都不運轉(zhuǎn)。點火開關(guān)接通，接通前空調(diào)鼓風(fēng)機開關(guān)和前空調(diào)開關(guān)或接通后空調(diào)開關(guān)時，電磁離合器繼電器線圈通電，觸點吸合，1號繼電器線圈通電，常開觸點接通，左、右電動機串聯(lián)通電，電動機低速運轉(zhuǎn)。當(dāng)鼓風(fēng)機開關(guān)放在高速時，制冷量增加，高壓管路壓力由低上升到1.77MPa時，高壓開關(guān)斷開，轉(zhuǎn)速控制繼電器和2號繼電器的線圈斷電，它們的常閉觸點接通，左、右電動機并聯(lián)通電，電動機高速運轉(zhuǎn)。如果制冷量不斷減小，高壓開關(guān)接通，轉(zhuǎn)速控制繼電器和2號繼電器的線圈通電。常閉觸點斷開，常開觸點接通，兩個電動機又串聯(lián)通電，以低速運轉(zhuǎn)。2.4.2空調(diào)系統(tǒng)外電路圖如圖4.2.1圖.3空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)電路圖如圖4.3.1如圖4.3.12.4.4空調(diào)電路連接步驟及注意事項：1）按照電路圖連接冷凝器風(fēng)扇及壓縮機電磁離合器電路2）連接前鼓風(fēng)機控制電路及后鼓風(fēng)機控制電路3）用一個12腳的外接插接頭按上圖圖……連接空調(diào)控制器的各個腳接線4）連接空調(diào)控制器各腳5）連接啟動開關(guān)電路6）將個電源線分別經(jīng)過熔斷絲連接到電源接線柱7）將電路中個處搭鐵連接到電源搭鐵接線柱8）連接好電路后，用萬用表測量電源正負(fù)極連線端是否有短路，然后分別打開電路個開關(guān)查看電路各部分是否正常9）按照壓縮機電磁離合器工作條件，檢查壓縮機電磁離合器是否正常注意：電路連接過程中要注意繼電器的各腳作用，不能接錯；各熔斷絲不同（前鼓風(fēng)機15A、后鼓風(fēng)機分別7.5A、冷凝器風(fēng)扇分別10A、電源15A）；空調(diào)總AC開關(guān)中有一個二極管，不能接反。在連接電路過程中，要根據(jù)電路的電流大小選擇不同的電線（主要看電線鐵心的大?。?，以下為導(dǎo)線允許載流量對照表：橫截積（mm2）4.06.01013允許載流（A）11142022253550602.5自動空調(diào)系統(tǒng)控制電路圖2.5.1空調(diào)控制電路圖如圖5.1.1圖.2空調(diào)電路圖如圖5.2.1圖5.2.1致謝經(jīng)過近過七周時間的努力，終于完成了汽車自動空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計試，完成了對學(xué)業(yè)和今后的學(xué)習(xí)來說都非常有意義的事情，但另一方面我也感到自己盡管已完成?？茖W(xué)業(yè)，但在制作過程中深切地感受到自己知識的缺乏和思想