基于壓焓圖的整車降溫試驗數據分析

閆成亮，王文君

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

基于壓焓圖的整車降溫試驗數據分析

閆成亮，王文君

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章簡要介紹了基于壓焓圖對整車降溫試驗數據的分析，找出影響整車降溫性能的關鍵問題所在，從而有針對性地提高整車空調降溫效果。

空調；壓焓圖；降溫試驗

Abstract:In the base of the chart of pressure-enthalpy(LgP-E) this paper shows the analysis of the testing data of the vehicle falling temperature, and find the key question of effecting the vehile falling temperature, then put forwards the method of advancing the vehile air-condition falling temperature.

Keywords: Air-condition; Chart of pressure-enthalpy; Falling temperature testing

CLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)18-187-02

引言

汽車空調系統是一個比較復雜的系統，使空調試驗數據分析變得很困難。空調系統有4大關鍵零部件，分別為蒸發器、膨脹閥、冷凝器和壓縮機，每一個零部件都會影響整車降溫性能。本文以整車降溫試驗數據繪制的壓焓圖為基礎，分析整車降溫數據，找出影響整車降溫性能問題點。

1 壓焓圖分析

1.1 制冷數據的壓焓圖分析

下面將以某款車整車降溫數據為內容進行分析，此整車降溫壓力數據（本文所有壓力為表壓）如表1所示，繪制壓焓圖（只繪制40Km/h一種工況）如圖1所示。

表1 整車部分試驗數據

圖1 整車在車速為40Km/h時的制冷劑壓焓圖

圖1為根據45分鐘時刻的整車降溫試驗繪制的壓焓圖，如果a點落在液體區，說明制冷劑加注量比較合適，如果a點落在濕蒸氣區，說明制冷劑量加注量不足，需要增加加注。原因如下，a點為進入膨脹閥制冷劑的溫度，如果a落在液態區，說明進入膨脹閥的制冷劑具有一定過冷度，如果a落在濕蒸氣區，則進入膨脹閥的制冷劑為氣液混合狀態，有氣體通過膨脹閥，會影響膨脹閥通過制冷劑的流量，降低進入蒸發器的制冷劑流量，影響整車降溫效果。

如果 ad線段比較靠上（也就是空調系統高壓側壓力偏高），說明冷凝器換熱不足。原因分析如下，ad線段為制冷劑在冷凝器中被冷卻的降溫曲線，由于冷凝器中制冷劑必須冷凝為液體，一旦冷凝器換熱不足，必然造成冷凝器的冷凝溫度的提升，冷凝溫度的提升，需要冷凝壓力的升高來實現的。所以，ad線段比較靠上，說明冷凝器換熱不足。

bc線段為制冷劑在蒸發器中蒸發過程，b、c點縱坐標值為蒸發器內制冷劑的壓力值。蒸發器內的壓力主要受三個因素影響，一個是壓縮機吸氣的能力、二個是膨脹閥的調節作用，三是蒸發器的換熱效率。一般情況下，如果b、c點縱坐標比較靠上，則是壓縮機的能力不足，因為膨脹閥是起調節作用的，也就是進入蒸發器里的制冷劑多少，是受蒸發器出口壓力和溫度控制的，如果壓縮機能力降低， 則蒸發器里的壓力會升高，根據膨脹閥調節曲線，必然減小進入蒸發器里制冷劑的量，進入蒸發器里制冷劑降低了，引起蒸發器出口制冷劑的溫度升高，膨脹閥達到一個新的調節平衡。

1.2 根據整車降溫試驗數據及壓焓圖分析總結

根據大量試驗數據總結，得出空調系統各零部件內制冷劑的溫度與壓力正常狀態值如表 2（商用車）所示。總結出整車降溫試驗數據排查表如表3所示。

表2空調系統內的溫度與壓力正常狀態（商用車，壓力值為表壓）

表2 空調系統內的溫度與壓力正常狀態（商用車，壓力值為表壓）

表3 整車降溫試驗數據排查表

2 壓焓圖應用

2.1 某車型整車降溫試驗數據分析

下表為某款商用車降溫效果，發現在降溫效果比較差如表4所示，根據整車降溫試驗數據繪制壓焓圖如圖2所示。按照整車降溫試驗數據排查表進行排查如表5所示。

表4 某款商用車整車降溫試驗評價

圖2 某款輕卡在3種工況下的壓焓圖

表5 某款輕卡整車降溫試驗數據排查結果

在圖2上可以看出，在40 Km/h工況和80 Km/h工況時，冷凝器出口溫度比正常值50度偏高（分別為68度和66度），結合試驗時冷凝器進風溫度50度，可以看出引起冷凝器溫度過高的原因主要是冷凝器布置問題。結合冷凝器在整車上的布置，此冷凝器布置在后側面，迎風嚴重不足，而且貼著排氣管，造成冷凝器進風溫度偏高。所以影響此空調系統性能比較差的原因主要是冷凝器布置不合理。

2.2 優化方案效果驗證

把冷凝器重新布置，調整在車輛右前方，重新進行試驗，得到數據表6，試驗結果合格，滿足標準要求。

表6 某款輕卡優化后整車降溫試驗結果

3 結論

在整車降溫性能試驗數據分析比較困難，借用壓焓圖，能直觀的反映出制冷劑在空調各零部件中的狀態，結合一般情況下制冷劑在各零部件中正常狀態，比較容易找出影響整車降溫性能的關鍵零部件，大大提高空調降溫數據的分析效率。

[1] 曹建明,李跟寶.高等工程熱力學.[M]北京大學出版社,2010.

[2] 劉占峰,宋力,趙丹平.汽車空調.[M]北京大學出版社,2010.

Data analysis of vehicle cooling test based on the chart of pressure-enthalpy (LgP-E)

Yan Chengliang, Wang Wenjun
( Anhui Jianghuai Automotive group Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

U467 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7988 (2017)18-187-02

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.18.065

閆成亮，男，現就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司，主要從事輕型商用車電氣設計。