汽車空調耗能環保現場實驗技術分析與研究

聶兆峰

摘 要：汽車空調系統能否正常運行不僅關系到車主的舒適性、經濟性、安全性，還關系到能源成本節約問題與環境生態保護建設問題。隨著新能源行業的不斷發展，新能源汽車的研發也在不斷推進，并且為汽車的未來發展指引了新方向，為了使新能源汽車的使用和實用功能得到滿足，就需要對新能源汽車空調系統耗能技術進行科學地分析與研究。

關鍵詞：汽車空調；壓縮機；耗能；環保；技術革新

汽車空調系統是汽車重要的電器組成部分，亦是汽車容易出現故障的部位。尤其在夏天，汽車空調使用頻率高，故障頻發，消耗油料大，對其以及季節性能耗分析研究顯得極其重要。

一、汽車空調系統結構及其原理

1、汽車空調系統結構

汽車中的空調制冷系統，一般都是以壓縮機驅動型的形式，可以將其分成非獨立式以及獨立式兩種汽車空調系統。獨立式的汽車空調系統，它的壓縮機是通過專門副發動機進行驅動而產生的，該系統不會受主發動機產生的影響。非獨立式的汽車空調系統，它的壓縮機就是通過汽車主發動機的傳動帶進行驅動而產生的，在工作的過程中對主發動機動力會造成一定程度的消耗，并且制冷過程中產生的量與汽車速度上的變化存在關系，是一種變化型的制冷系統。不管是獨立式結構還是非獨立式結構，所有汽車的空調系統當中都包括了膨脹閥、壓縮機、蒸發器、電器控制、貯液器以及冷凝器等幾個部分。

2、汽車空調系統工作原理

汽車中的空調系統在正常的工作中有四個方面：

第一是進行壓縮。壓縮機需要將蒸發器出口位置的低壓和低溫制冷劑氣體進行吸入，將那些氣體壓縮成高壓、高溫的氣體之后再從壓縮機中排出。

第二是冷凝之后的放熱過程。將高壓高溫的那些過熱制冷劑氣體痛經冷凝器當中，讓氣體的溫度和壓力都降低。當冷凝器中氣體的溫度到了45攝氏度左右時，制冷劑的原本氣體狀態就會轉變成液體狀態，同時釋放出來大量的熱量。

第三是節流的膨脹過程。壓力以及溫度相對比較高的制冷液體在通入到膨脹閥的裝置之后，體積會逐漸變大，而溫度和壓力則會快速的下降，然后以霧狀的形態從膨脹裝置中排除出去。

第四，蒸發時的吸熱過程。霧狀的氣體會從膨脹裝置中直接通入到蒸發器中，此時，制冷劑沸點比蒸發器中的溫度低了很多，因此，制冷液體就會蒸發成為氣體。然后在進行蒸發時，將周邊大量的熱量進行吸收，溫度和壓力都再一次降低之后，將其通入壓縮機內。

二、汽車耗能試驗分析

1、試驗車輛

試驗車輛為三款1.4～1.6L排量的經濟型轎車，其參數分別為：

（1）樣車一，排量1.5L，氣壓（前/后）220/220kpa，輪胎型號185/65R1486H三角；

（2）樣車二，排量1.L，氣壓（前/后）220/220kpa，輪胎型號175/70R1484T錦湖；

（3）樣車三，排量1.6L，氣壓（前/后）220/230kpa，輪胎型號185/60R14 82H MAXXIS。

2、試驗設備

環境艙、底盤測功機、整車排放測試分析系統。

3、試驗結果及分析

①開關空調（外循環）在28EUDC工況循環下對整車油耗的影響

按GBT19233-2008燃料消耗量實驗方法里的EUDC工況循環進行熱車油耗測試，分于進行不加空調，在20度環境下外循環開空調風量最大和在35度環境下外循環開空調風量最大進行油耗測試（模擬汽車內回風口溫度為20度和35度兩種環境），由于其環境溫度的不一致導致負荷的不同其對油耗的影響也不同，且對各發動機負荷下的影響也不同“4。

在20度開空調下外循環與35度，加空調，外循環條件下，樣車一其油耗升高1.2L/100km和2.3L/100km升高幅度17.2%和32.5%；樣車三其油耗升高2.0L/100km，

2.8L/100km升高幅度32.5%和42.7%；其油耗升高1.3L/100km，2.6L/100km 升高幅度19.8%和39.6%

以上測試數據可以看出，在兩種環境條件下，開關空調對整車油耗的影響都很明顯，且市區工況影響較市郊工況更高。整車空調系統效率對整車油耗影響較大。

②開關空調（外循環）在等速工況點下對整車油耗的影響

在上面三種環境工況，按3檔，30km/h；3檔，40km/h，4檔50；4檔，60km/h；5檔，90km/h；5檔，120km/h6個速度用碳平衡法在排放測試系統上進行等速油耗測試。

隨著速度的增加，空調對油耗的影響幅度減小，發動機轉化效率在高速時更高。樣車1、2、3在20度加空調比不加空調升高幅度分別由在低速時的32.9%、

57.1%、37.0下降到高速時的12.5%、10.6%、6.7%；35度加空調比不加空調升高幅度分別由在低速時的41.7%、72.0%、67.6%下降到高速時的12.1%、20.1%、

16.6%。

三、汽車用空調系統的節能技術革新改進

汽車用空調系統的節能技術革新主要是改進空調系統各組成部件的匹配，隨著新型制冷劑的出現和應用，零部件需要改進才能與之匹配，特別是密封件與制冷劑的相溶性，直接影響著空調系統的密封性能。自動控制技術改進逐步實現空調智能節能化。

四、結語

汽車空調節能技術蓬勃發展，應當完善各種多功能型空調裝置的應用，提高駕駛員的舒適性與服務客戶的滿意度，對于汽車空調技術管理人員來說將面臨新的挑戰，要了解汽車空調系統各部件的功用及維護事項，做到正確的使用和日常維護，延長汽車空調系統的使用壽命，提高汽車空調系統節能與環保效果。

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