某車型空調制冷性能改進研究

葛磊華，曹皇親，楊菲菲

（安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心，安徽 合肥 230601）

某車型空調制冷性能改進研究

葛磊華，曹皇親，楊菲菲

（安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心，安徽 合肥 230601）

文章針對2016年夏天反饋的某車型空調制冷效果差問題組織市場調查和研究分析，該車型在某環境艙進行設計狀態空調制冷性能驗證，同輛車冷卻模塊方案改進后再次測試驗證，試驗結果表明電子風扇相比硅油風扇確實可以提高空調制冷性能。

空調制冷；冷卻模塊；電子風扇；硅油風扇

CLC NO.: U467.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)19-11-03

前言

隨著客戶對汽車舒適性要求的提高，汽車空調制冷性能越來越成為汽車品質的重要因數，汽車空調主要通過駕駛室空調主機冷暖空氣混合程度影響儀表臺出風口的溫度，目前無論乘用車還是商用車的客戶對空調舒適性要求越來越高，炎炎夏季客戶希望駕駛室能夠快速降溫。

本文針對去年市場上客戶反饋的某車型制冷效果不理想問題，對冷卻模塊結構優化，同一個車輛通過整改前后方案在環境艙進行制冷性能對比驗證，整改后方案可有效提升空調制冷性能，為后期車型的設計指明了方向。

1 空調系統結構和原理控制

1.1 空調系統

該車型空調系統由壓縮機、冷凝器、制冷管、暖風管、空調主機和控制器組成，具體構成如圖一所示，其中壓縮機位于發動機的左下側，考慮冷凝器左進右出的結構，制冷管路分布在車身兩側，暖風管路走向由發動機暖風進出水口和暖風芯體水口位置決定，空調主機先預裝在管梁上，通過管梁安裝在車身上，控制器裝在儀表板本體上。

1.2 空調控制器

本空調為冷暖一體式電動空調，通過操作控制面板上的按鈕或旋鈕，可使不同溫度、濕度的風從空調出風口吹到駕駛室內，以提供舒適的乘車環境。冷暖一體空調主機主要由空調送風單元和出風箱殼體組成，空調工作模式分為除霜、吹面、吹面吹腳、吹腳和吹腳除霜，其中工作模式通過按鈕結構控制，當某種模式點亮時，該模式開始工作，內外循環也采用按鈕結構，默認狀態為外循環，按鈕被點亮時，內循環開始工作。鼓風機風量和溫度選擇采用旋鈕結構，具體控制器造型如圖2所示，由圖2可知，該控制面板由兩邊旋鈕結構和中間按鍵結構組合構成，中間按鍵結構預留一個空白按鍵為高配后風窗除霜預留。

圖2 控制器結構圖

1.3 原理控制

電動空調系統控制如圖3所示，其中溫度風門執行器、模式風門執行器、內外氣風門執行器和鼓風機控制與空調AC是否開啟無關，溫度風門由溫度旋鈕控制，風門開度與檔位相對應，風門0%開度對應最冷位置，風門100%開度對應最熱位置，出風工作模式由控制器上的模式按鍵控制，反復選擇“REC”鍵，內外氣風門做相應的切換，空調工作首先發出AC請求信號，在蒸發器溫度和壓力開關都滿足的條件下輸出信號給發動機控制模塊，控制壓縮機工作、冷凝風扇工作。

圖3 控制原理圖

2 冷卻模塊結構

整改前冷卻模塊采用散熱器、水箱、冷凝器三合一結構，其中冷凝器前面放置兩臺冷凝風扇，散熱器采用硅油風扇結構，結構如圖4所示，硅油風扇通過發動機機械帶動風扇工作；整改后冷卻模塊也采取散熱器、水箱、冷凝器三合一結構，冷凝器前面放置一臺冷凝風扇，散熱器采用雙電子風扇結構，結構如圖5所示，散熱器雙電子風扇結構通過ECU進行控制工作。

圖4 冷卻模塊結構（整改前）

圖5 冷卻模塊結構（整改后）

3 試驗過程

3.1 試驗條件

環境艙升溫滿足測試條件，即環境溫度43℃，日照量1000w/㎡.h，濕度40%RH。

試驗條件滿足后啟動發動機，溫度旋鈕撥至最冷位置，鼓風機打到最大檔位4，內循環和吹面模式按鍵點亮，啟動A/C按鍵開關，空調壓縮機開始工作，按照以下工況測試乘客頭部平均溫度和出風口平均溫度，40km/h保持45min，60km/h保持30min，100km/h保持30min，怠速工況保持30min。

3.2 試驗數據

整改前試驗測量數據如表1所示，整改后試驗測量數據如表2所示，由表一可知不同工況都不滿足設計要求，由表2可知部分工況可以滿足設計要求。

表1 試驗結果與標準對比

表2 試驗結果與標準對比

3.3 試驗結論

（1）整改后40km/h工況45分鐘頭部平均溫度降低4℃，出風口平均溫度降低5.4℃，60km/h工況30分鐘頭部平均溫度降低5.7℃，出風口平均溫度降低6.3℃，100km/h工況30分鐘頭部平均溫度降低5.7℃，出風口平均溫度降低5.3℃，怠速工況30分鐘頭部平均溫度降低4.9℃，出風口平均溫度降低4.9℃。

（2）整改前40km/h、60km/h、100km/h和怠速四種工況頭部平均溫度和出風口平均溫度都不滿足設計要求，整改后100km/h工況頭部平均溫度和出風口平均溫度滿足設計要求，其余三種工況頭部平均溫度和出風口平均溫度不滿足設計要求，但是測量值已經接近標準值，整改后效果明顯，可有效提升空調制冷性能。

4 結束語

本文針對目前某車型的市場空調問題提出一種改進方案，首先介紹了該空調系統結構以及工作原理，同時比較整改前后冷卻模塊結構的差異，最后通過試驗對比驗證冷卻模塊整改后方案的改進效果，由于整改后試驗測量數據仍未達到設計要求，有待后續進一步研究。

[1] 葛磊華,曹皇親.冷凝風扇在汽車空調怠速性能中的應用.[J]汽車實用技術2016年第02期.

[2] 凌永成.汽車空調技術[M]機械工業出版社.

[3] 劉占峰,宋力,趙丹平.汽車空調[M].北京大學出版社.

[4] 朱健,金衛星.汽車空調制冷裝置不制冷故障的原因及排除[J]汽車運用No.7,2014.

Improvement of Air conditioning Performance from a Certain Vehicle

Ge Leihua, Cao Huangqin, Yang Feifei
（The Center of Technology of Jianghuai Automobile Co. Ltd, Anhui Hefei 230601）

Because the air conditioning performance from a certain vehicle is not ideal in this summer of 2016, we organize market research and analysis in this paper. To verify the performance of air conditioning we do the test in a certain environment, and the same vehicle after the cooling module rectification is tested again. The test results show that the electric fan can improve the cooling performance compared with the silicon oil fan.

Air Conditioning; Cooling Module; Electric Fan; Silicon Oil Fan

U467.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7988 (2017)19-11-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.19.005

葛磊華，就職于安徽江淮汽車股份有限公司技術中心。