雷海东

（长安大学汽车学院，陕西 西安 710000）

汽车空调的发展现状

雷海东

（长安大学汽车学院，陕西 西安 710000）

随着汽车工业蓬勃发展，人们对汽车的舒适性越来越看重，作为评价汽车舒适性的重要指标，汽车空调技术成为各大企业、高校的一个研究热点。文章将对汽车空调的原理、特点和发展趋势进行研究。

汽车；空调系统；研究现状

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.09.052

CLC NO.: U463.9 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2015)09-156-02

1、汽车空调的工作原理

1.1制冷的原理

如今汽车空调制冷的主流方式任然是蒸汽压缩制冷，从蒸发器出来的低温低压蒸汽进入压缩机，被压缩为高温高压（约70℃，1.47MP）蒸汽，然后这些蒸汽进入冷凝器，强制冷凝为液态，之后液态制冷剂经膨胀阀节流膨胀为低温低压雾状制冷剂，最后雾状制冷剂进入蒸发器蒸发吸热变为气态，同时使蒸发器表面的温度降低，空气流经蒸发器表面变为冷空气进入车内产生降温作用。

1.2制热的原理

由于传统汽车发动机工作会产生大量热量，所以汽车冬天的制热来源于发动机冷却水，但由于汽车刚启动时发动机的余热很少，部分车型也会安装电热丝来加强汽车启动时的制热效果。如今的电动汽车上，由于余热有限会采用热泵空调制热。

2、汽车空调的特点

2.1抗冲击能力强

制冷系统安装在运动的车辆上，承受剧烈频繁的振动和冲击，因此，要求各个零部件应有较强的抗震能力，接头牢固，并防漏，而且，压缩机与冷凝器、蒸发器与压缩机都用软管连接。

2.2动力源多样

汽车空调系统不能用电力作动源，原因是设计上比较困难，轿车、轻型汽车及中型客车其制冷所需的动力来自同一发动机，这种空调系统叫非独立空调系统。对于大型客车，冷藏车，由于所需制冷量比较大，采用专用发动机驱动，故称为独立式空调系统。

2.3电力控制源多样

汽车空调系统电气控制所需的电力有所不同，一般车辆采用12V（单线制）作电源，大型车辆则采用24V（单线制）作电源，而高级豪华轿车采用5V（双线制）作电力源。

2.4制冷效果强

汽车在野外工作直接受太阳的辐射，热量较强，要使汽车空调能迅速地降温，在最短时间内达到舒适的环境，要求制冷系统的制冷量特别大。这就导致压缩机输送的制冷剂流量变化大，但不能无限制的大，如果过大，会导致汽车空调设计困难，制冷效果不佳，而且会引起压力过高或压缩机产生液击现象，使得故障频繁。

2.5控制方式不一样

由于车辆的性能要求不同，汽车空调的控制方式也就多样。一般车辆采用手动控制，高级豪华型轿车则采用自动控制或气动控制。

2.6结构紧凑、质量小

由于汽车车身的特点，要求汽车空调结构紧凑，能在有限的空间进行安装，而且安装了空调后不至于使汽车增重太多影响其他性能。

2.7车内风量分配不均匀

这是由汽车车身的结构所造成的。汽车空调风道的设计是研制汽车空调最大的难点。

3、汽车空调的研究方向

当前的汽车空调技术

（1）由于蒙特利尔协定，现在空调系统的制冷剂使用HFC-134a 来代替CFC-12 。

（2）汽车空调系统利用发动机燃烧所产生的多余的热量对车厢加热和除霜。

（3）如今高效率的汽油和柴油汽车所产生的多余热量逐渐减少，而电动、混合燃料汽车等节能汽车都以牺牲驾驶里程和性能作为代价进行空调运行。一般的电动空调系统以牺牲50%的运行能力进行工作，使其无法达到从前的运输要求。

目前汽车空调技术的发展主要是围绕着保护环境、提高效率、节能节材、减轻重量缩、小体积、降低震动与噪声、操作维修简便、安全可靠等几个方面展开，并且总是与汽车开发同步进行。

（1）压缩机

主要朝着节能、小型化、提高转速、降低噪声和振动、提高自动化控制程度、实现能量控制等方面发展，变排量压缩机的电动控制，可使控制点根据系统的不同运行工况相应调节压缩机的排量，适应各部件的匹配运行。

（2）换热器（蒸发器、冷凝器）

主要朝着强化传热、降低热阻、提高热效率、缩小体积、减轻质量、提高单位体积的传热面积的方向发展，蒸发器主要朝着层叠结构发展，冷凝器主要朝着平行流动式结构方向发展。

（3）节流膨胀结构

目前节流膨胀结构主要有热力膨胀阀和膨胀管，其只要朝着结构简单、工作可靠、控制灵敏等方向发展。随着传感器技术、微电子技术的发展，车用空调系统节流膨胀和流量控制，将由电子膨胀阀等电子控制器控制。

（4）新型环保制冷工质的应用

普遍认为HFC134a是CFCL12比较理想的替代物，但其排放仍会导致地球的温室效应，所以美、日、欧等都已经成功研制了CO2汽车空调系统，目前正在装车时运行中，CO2制冷剂是一种很有应用前景的环保工质，碳氢化合物作制冷剂也在试运行，正在进行工程试验和测试。

（5）车用空调系统的改进

主要改进空调系统各组成部分的匹配，随着新型制冷剂的出现和应用，零部件需要改进才能匹配，特别是密封件和制冷剂的相容性，直接影响着空调系统的密封性能，自动控制技术改进逐步实现智能化。

4、结论

未来汽车空调的设计原则：一切以环境保护为前提，其次再考虑提高能源使用效率。

现阶段的任务：现阶段主要以改进现有的HFC-134a制冷系统为主，提高其运行性能，降低能耗，回收反复利用HFC-134a。进一步致力于替代制冷剂的研究和开发，提高CO2等产品生产的制造工艺，降低重量和尺寸，为汽车今后向轻量化发展提供有力的保障。

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The Development Status of Vehicle Air Conditioning

Lei Haidong
( Car school of chang’an university, Shaanxi Xi’an 710000 )

With the development of vehicle, people pay more and more attention on the comfort of the vehicle, as one of the important indices for evaluating the comfort of vehicles, air conditioning technology become a research focus in the colleges and universities.In this paper, the principle of air conditioning, characteristics and development trend were studied.

vehicle; air conditioning; research status

U463.9

B

1671-7988（2015）09-156-02

雷海东，硕士研究生，就读于长安大学汽车学院，研究方向是汽车空调技术。