淺析汽車空調技術發展

沈徐輝

【摘 要】隨著國際汽車市場競爭激烈程度的提高，汽車企業也越來越注重汽車駕駛的舒適性，而汽車空調的使用性能是汽車駕駛的舒適性的重要表現。隨著科學技術的進步，人們對汽車空調技術也提出了更高的要求，汽車空調技術也在向著更智能、電子控制與顯示更精密的方向發展。本研究分析探討了當今汽車技術以及汽車技術的未來。

【關鍵詞】汽車空調；技術；發展

0 前言

汽車行業的快速發展推動了汽車空調技術的發展，汽車空調技術可以說是影響汽車舒適性的一個重要因素。在汽車市場占據的市場份額逐漸提升的局勢下，汽車制造商根據日益提高的消費者需求，努力去開發更智能的、電子控制更精確、顯示更精密、更舒適的汽車，汽車空調技術的智能化也逐漸成為其關注的一個重點。汽車空調系統包括制冷、取暖、除霜、空氣過濾功能并集成溫度、濕度、模式、風量、操作控制等功能于電子控制系統，汽車空調系統的技術的好壞逐漸成為汽車制造商提高競爭力的一個重要因素。本研究針對汽車空調系統的工作原理、汽車空調技術的創新等方面進行分析，探討汽車空調技術的發展。

1 汽車空調系統以及其工作原理

1.1 汽車空調系統的功能組成

汽車空調系統包括制冷系統、通風系統、空氣凈化系統、抑制系統，下面介紹一下汽車空調各個系統的功能。首先，所謂汽車空調的制冷系統，即是將汽車內部的空氣溫度降低，汽車空調制冷系統是通過對車外部進入車內的空氣以及車內原有的空氣進行冷卻而實現的。然后，汽車空調的通風系統，即是將車內空氣與外界進行交換，一般來說，汽車空調通風系統包括強制通風和自然通風兩種方式。所謂自然通風，就是通過汽車行駛時與外界產生的風壓差，在汽車合適的位置開設合理的出風口和進風口，從而實現汽車內部與外部進行空氣的交換。而強制通風是在特殊情況下利用汽車的鼓風機強制將外界的空氣與汽車內部空氣進行交換。再有，汽車空調的凈化系統包括空氣過濾器凈化系統以及出風口凈化系統等凈化裝置。最后，汽車空調控制系統包括電氣元件、操縱系統以及真空管路三個控制部分。

1.2 汽車空調系統的工作原理

汽車空調系統工作的原理與其他制冷系統的基本工作原理相似，都是在外界輸入功的作用下，通過水的蒸發、冷凝過程來達到降低空氣溫度的目的。一般來說，汽車空調系統包括空氣凈化、暖氣以及冷氣這三個部分，而本研究主要針對汽車空調系統的制冷工作環節進行研究。首先，壓縮機將蒸發器里的低壓制冷劑氣體吸入到壓縮機氣缸里，然后通過壓縮機將低壓制冷氣體壓縮形成相對來說高溫高壓的氣體，再經過冷凝器進行冷凝環節，形成高壓常溫的氣體，再通過膨脹閾降溫降壓，將高壓常溫的氣體形成低溫低壓的液體，將形成的低溫低壓的液體在蒸發器裝置中進行蒸發吸熱，最終汽化成氣體，以此種方式進行吸取空氣中的溫度，從而降低空氣溫度。汽車空調系統就是以這種循環的方式將冷風送入汽車內部空間，達到制冷的效果。

2 汽車空調技術的探究

2.1 空調電氣控制系統技術創新

隨著科學技術的發展，空調制冷系統由早期的繼電器控制系統到直接數字控制器DDC，在過渡到現在的PLC控制系統，PLC控制系統的運行更加可靠，抗外界干擾能力更強，更加適合智能化的汽車空調制冷系統應用。下面介紹一下PLC控制系統地功能，當空氣處理機開始運行時，PLC發出控制的信號，回風門和新風門到設定位置，然后啟動送風機，經過控制變頻器的方式調節風機轉速。然后將露點溫度與系統設定值進行比較，通過PID方式來調節電動冷水閥，從而來控制冷水的流量，使汽車空調送風溫度達到溫度設定的值。最后當空氣處理機停止工作后，回風門以及冷水電動閥自動關閉，冷水環泵也停止運行。再有，溫度感應器在汽車空調系統的應用更加促進了汽車空調控制系系統向智能化方向發展，下面來介紹一下溫度傳感器在蒸發器出風口的應用，溫度傳感器可以感應到蒸發器出風口風的溫度，當傳感器感知到風溫度沒有達到預定低溫時，傳感器器就會通過電路將壓縮機磁性離合器閉合，然后壓縮機將隨著發動機工作而運轉，從而實現空氣制冷；然而當溫度傳感器感應到蒸發器出風口風的溫度低于原定設定值，傳感器會通過電路使得壓縮機磁性離合器分離，從而使壓縮機不工作，使空氣溫度回復到原定值。另外，汽車儀表控制采用聲控也可以在很大程度上提高汽車空調系統的智能化程度，具有聲控功能的汽車節能空調可以通過識別人的語言來調整空調的溫度，從而達到人們最需要的溫度，使得汽車空調的設計更加人性化、智能化。

2.2 壓縮機、冷凝器、蒸發器組件技術創新

汽車空調制冷技術的核心可以說是壓縮機的應用，它是空氣在經過制冷過程中的動力源泉，壓縮機的帶動源力主要來自汽車的發動機，或者是輔助發動機。隨著科技的發展，壓縮機的創新技術向著輕便壓縮機、增加壓縮機運行的穩固性的技術方向發展。而目前斜板式、旋渦式以及旋葉式的壓縮機可以在很大程度上降低壓縮機的重量，縮減壓縮機運轉的噪音，這種發動機應當是將來主導的方向。冷凝器也是汽車空調系統中必不可少的一個環節，目前冷凝器較為先進的技術是集流管與儲液干燥器開口代替連接管，這樣可以在很大程度上避免過冷度在不同的行駛態勢下變化過大以及制冷劑有所損失時過冷度即刻消失的情況，還可以提高空氣在冷凝器中的冷凝效果。蒸發器是空氣汽化吸熱，降低汽車內部空氣溫度的重要環節，蒸發器的發展主要考慮蒸發器的重量大小、體積大小以及熱交換的效率，蒸發器從全銅材料時期到管帶式，再到現在較為先進的板翅式、平型流式，這大大提高了熱交換效率，并且在一定程度上對蒸發器輕便了很多。

2.3 制冷劑技術創新

隨著科技的發展，汽車空調制冷劑技術也在飛速發展，從CFC到HFC-134a，再到現在的CO2，制冷機也在向著高效能、低成本的方向發展。現在的CO2制冷劑技術大大降低了溫室效應系數，它是HFC-134a系統造成的溫室效應系數的1/1300，另外它制作工序較為簡單，可以直接從化工廠排放物中提取，其無毒、不可燃燒的天然性質也成為人們關注的重點。目前很多發達國家進行將CO2作為汽車空調制冷劑，并進行試運行，效果顯著，我國也應當引進國外先進技術，應用到汽車空調系統的運行中。

2.4 雙層式送風系統的技術創新

汽車空調在使用時，冬季車內空氣比外界空氣濕潤，汽車空調的使用為了避免風窗結霧，空調的回風采用外循環方式，就是將外界的新鮮空氣導入車內，將車內濕潤的空氣排到車外，但是這種方式的熱量損失較大，為了較少的熱量損失，雙層式送風系統逐漸應用到汽車空調系統中。回風系統分為上、下兩層，在冬季汽車空調使用時，上層將熱的新鮮空氣吹向風窗來進行除霧工作，隨后導出車外，而吹向足部的暖風則采用內循環方式在下層流動，這樣便很大程度上減少了熱量損失。

2.5 汽車空調采暖技術的創新

汽車的采暖系統的熱力來源主要是發動機冷卻水的廢熱，但隨著技術的發展，發動機運行效率提高，造成汽車采暖成為問題。空調采暖技術的創新從以下幾方面入手，首先，增加輔助水泵系統，利用電動水泵將發動機的熱水送到暖風系統。另外，采用摩擦熱取暖方式，發動機效率高，其廢熱較少，采暖熱源不夠，增加取暖效率其中的一個方法就是增加一個Viscous加熱器，加熱器是利用一個與發動機轉軸相連的圓盤在旋轉時與高黏度的發動機機油摩擦而產生熱，然后將熱送到采暖系統中以供使用。

3 結語

（上接第93頁）隨著人們生活水平的提高以及汽車制造業的發展，人們對汽車駕駛的舒適性有了更高的要求，作為汽車舒適性衡量的一個標準，汽車空調技術成為消費者和制造商關注的重點。本研究從汽車系統的原理及組成、汽車空調系統的創新技術分析，探討汽車空調技術的發展。

【參考文獻】

[1]陳觀生，史保新，馬國遠，電動汽車空調壓縮機的試驗研究[J].廣東工業大學學報，2000（17）：11-14.

[2]陳江平.二氧化碳汽車空調系統研究進展[J].制冷與特氣，2000（2）：25.

[責任編輯：薛俊歌]