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第2章汽车空调系统的布置2008年8月能源与动力工程学院交通运输系汽车空调第2章汽车空调系统的布置对于不同的车辆类型和不同的空调类型，因其结构、性能和使用环境的不同，从而导致空调系统的布置型式也不尽相同。随着人们生活水平的不断提高和科学技术的迅速发展，汽车空调已不止在轿车、微型客车上使用，大客车、特种车辆以及工程车辆等也正在迅速普及。第2章汽车空调系统的布置2.1轿车空调布置轿车要求结构紧凑、质量小、舒适和节能，因此轿车空调系统设计原则是在可靠运行的前提下尽可能简单紧凑，图为LS400车系空调布置图。图4-4LS400车系空调布置图第2章汽车空调系统的布置2.1轿车空调布置轿车常常采用非独立式制冷装置，由主发动机驱动制冷压缩机。冷凝器通常放置在发动机水箱前部，靠水箱的风扇强迫冷凝器对流换热，当汽车行驶时还可借助迎面风强化换热。但是，这样安装冷凝器对发动机散热效果有不良影响，会使发动机冷却系统的散热器风量减少，其减少量不应超过25％。为此，冷凝器与水箱之间的距离必须慎重确定。有的汽车在冷凝器前增设风扇，这样可以增大风量，而且冷凝器的冷却还不受汽车行驶速度的影响，风扇的驱动电源由蓄电池供电，只要安装位置方便，也可将冷凝器装在其它部位。第2章汽车空调系统的布置冷气装置各部件之间的连接管道都采用软管，这样既可抵抗汽车的振动和颠簸，又便于安装。蒸发器大多放在仪表板中间或者是下方，也有分置于前后部的，以利送风均匀；膨胀阀安装在蒸发器进口处；检视镜、干燥过滤器和贮液器设计成一整体。2.1轿车空调布置第2章汽车空调系统的布置LS400车系空调系统前蒸发器及暖风装置布置图2.1轿车空调布置第2章汽车空调系统的布置能源与动力工程学院交通运输系2.1轿车空调布置LS400车系空调系统后蒸发器及暖风装置布置图第2章汽车空调系统的布置现代轿车多采用全空调方式，采暖盘管与冷气盘管置入一个壳体内，组成冷气、暖气、除湿为一体的空调系统，安装在仪表板内。2.1轿车空调布置全空调系统布置图第2章汽车空调系统的布置2.2轻型客车空调布置轻型客车一般指19座以下的面包车、小巴、救护车等。其空调系统多数是非独立式的，也有少量是独立式的。轻型客车空调器的压缩机、蒸发器、冷凝器的结构与轿车相似，蒸发器可集中成一个，也可分散装在车内；冷凝器可置于车身裙部两侧，也有装在水箱前或车底部的。轻型客车空调系统的布置一般有双空凋器式、风道式和中央顶置式三种形式。第2章汽车空调系统的布置2.2轻型客车空调布置轻型客车空调的结构形式比较多，双空调器式是用得最多的一种，多用于7~13座的客车。双空凋器式的送风形式属于直吹式。将蒸发器处理过的空气直接吹入车室内，不用设风道，有两个蒸发器总成，按其布置方法分为三类：隐蔽式加车顶中置式、隐蔽式加独立箱式和车顶分散侧置式。2.2.1双空调器式第2章汽车空调系统的布置隐蔽式加车顶中置式适用于7~13座的客车，送风形式属于直吹式，是一种典型的轻型客车空调器布置形式，有前、后两个蒸发器总成，前面的是隐蔽式蒸发器，布置在汽车仪表板下面，对前排乘员提供空调，与轿车空调器相似；后一个布置在前排座后面的车顶下，是一种特制扁型蒸发器，冷风直接从蒸发箱送出，对后排乘员提供空调。冷凝器一般有两个，一个安置在车头水箱前面，靠发动机风扇及迎面风冷却；另一个安放在车前部车底，由冷凝风扇冷却。压缩机由汽车发动机驱动。2.2.1双空调器式⑴隐蔽式加车顶中置式第2章汽车空调系统的布置隐蔽式加车顶中置式布置图2.2.1双空调器式第2章汽车空调系统的布置隐蔽式加车顶中置式送风方式2.2.1双空调器式第2章汽车空调系统的布置2.2.1双空调器式隐蔽式加立箱式适用于7~9座的客车。两个蒸发器，一个隐蔽在仪表板下，一个放在副驾驶员座靠背后，是特制的直立式结构。两个蒸发器的送风都属于直吹式，这种送风方式不均匀，舒适性较差，但占用空间较少，适用于车身高度较矮，而乘客位置略为靠后的车辆采用。⑵隐蔽式加立箱式隐蔽式加立箱式蒸发器第2章汽车空调系统的布置车顶分散侧置式适用于10座以上的客车。这种形式是将两个通用型的仪表板式蒸发器布置在车顶侧面，冷风从蒸发器直接送出（属直吹式）。蒸发器可并列布置，也可对角布置，具体布置根据车厢内座椅位置而定。冷凝器一般有两个，可以布置在车身两侧，分别由冷凝风扇冷却；也可将一个安置在发动机前，另一个安置在其他部位。压缩机由汽车发动机驱动。这种结构两个蒸发器均采用可大批量生产、通用化程度高的仪表板式蒸发器，价格较便宜，便于作为后加装式空调器采用。但因蒸发器厚度较大，使乘客室的高度降低，车内布置也不美观，因而近年来较少采用。2.2.1双空调器式⑶车顶分散侧置式第2章汽车空调系统的布置2.2.1双空调器式1-压缩机2-储液干燥器3、8-冷凝器4、7-出风口5、6-蒸发器9-主发动机车顶分散侧置式空调布置图第2章汽车空调系统的布置2.2轻型客车空调布置2.2.2风道式风道式轻型客车空调系统是目前15座以上的轻型客车常见的空调器形式，集中式扁长型蒸发器布置在汽车后上方车顶下，通过两侧管道向车内送风。也有少量轻型客车将蒸发器布置在前部车顶下向后送风。一般送风较均匀，能根据需要调节风口方向，以提高乘客的舒适性，鼓风机可以是3个或4个单轴离心式风机，也可是两个双轴风机。蒸发器一般为全铝管片式或铜管铝片式，可根据车身宽度改变长度。第2章汽车空调系统的布置风道式轻型客车空调系统布置图2.2轻型客车空调布置第2章汽车空调系统的布置中央顶置式轻型客车空调系统适用于7~14座的轻型客车。在这种布置形式中，一个特制的超薄型蒸发器安放在车内车顶中央处，冷风从中央管道向车前、后及两侧送风，与直吹式相比送风更均匀。同时，送风管道可做成与车顶吻合的形状，比较美观。这种结构形式由于只有一个蒸发器，制冷管路也比较简单，接头少，泄漏也会减少。但风管需要预先模压成型，只有大批量生产才能降低风道成本，实现超薄型的要求。2.2轻型客车空调布置2.2.3中央顶置式第2章汽车空调系统的布置2.2轻型客车空调布置中央顶置式轻型客车空调系统布置图第2章汽车空调系统的布置为解决车用发动机（主机）后备功率不足等问题，有的轻型客车也会采用独立式空调机组。独立式系统的压缩机由一台单独的副发动机驱动，副发动机、压缩机、冷凝器、蒸发器及其他一些部件组装在机架上，布置在汽车的后部或中部（车架需要适当下沉以降低后排座位的高度），再用竖风管与车厢顶部两侧的风道相连向车内送冷风，控制板装在驾驶室，由驾驶员控制，如图所示。2.2轻型客车空调布置2.2.4独立式轻型客车空调机组第2章汽车空调系统的布置2.2.4独立式轻型客车空调机组轻型客车独立式空调系统布置图第2章汽车空调系统的布置这种结构的优点是制冷量与汽车行驶工况关系不大，停车或怠速时，空调系统也可正常运行，主要用于主机后备功率不足的场合。其缺点主要有两点：一是需要专用的副发动机，占用空间并增加整车质量；二是轻型客车车厢高度低，如果安装独立式空调机组，后排座位将要抬高很多，有可能使乘员头部碰到车顶，为此需要后部车架作局部下弯，使车架制造增加工作量，而且车架受力恶化。2.2.4独立式轻型客车空调机组第2章汽车空调系统的布置2.3大中型客车的空调布置随着交通运输客运量的增加，尤其是旅游业的发展及长途卧铺客车需求量的增加，对大、中型客车的空调器要求猛增。由于大、中型客车车室内部空间较大、乘员密度高、车内热负荷大，所以要求制冷量大、空调机组大，造成车上主机的后备功率常显不足。因此大、中型客车空调器多采用独立式空调系统，即制冷压缩机由独立的副发动机驱动。客车空调系统布置，首先要考虑客车的总体设计，在总体设计的前提下，合理布置空调设备及管道。第2章汽车空调系统的布置2.3大中型客车的空调布置2.3.1大中型客车制冷装置的布置大、中型客车制冷装置的布置按驱动方式分为独立式和非独立式两种，前者应用的较多，后者应用的较少。独立式大中型客车制冷装置由专用辅助发动机驱动制冷压缩机，制冷强度与车速及负荷无关，即使汽车停驶，仍能进行车厢里的制冷，冷气系统运行工况稳定。独立式大中型客车制冷装置按各部分设备组成可分为整体式和分体式两种。⑴独立式大中型客车制冷装置的布置第2章汽车空调系统的布置1）独立整体式独立整体式是把副发动机、制冷压缩机、冷凝器、蒸发器及其他部件组装在一机架上，冷风通过风道吹入车厢。它的特点是:①总成少，结构紧凑，制冷量大，质量大；②安装于客车地板下面，不占车厢空间，车厢乘客室完整，对车身要求不高，但机组高度受到限制，客车底架需相应加强；③制冷机组安装必须满足轴荷分配要求，否则会加速轮胎磨损，产生附加振动和噪声；④制冷系统可以做到管路短、制冷剂充注量少，泄漏容易控制。⑴独立式大中型客车制冷装置的布置第2章汽车空调系统的布置2008年8月能源与动力工程学院交通运输系⑴独立式大中型客车制冷装置的布置汽车空调独立整体式制冷装置第2章汽车空调系统的布置2）独立分体式独立分体式仅是把辅助发动机与制冷压缩机组成一体，安装在客车的中部或后部，而把冷凝器和蒸发器都置于车顶棚外中部，或者把冷凝器置于车体裙部而把蒸发器（多个）对称布置在车顶棚内的两侧风道里。其特点是：①冷凝器、蒸发器有最大的组合性能以及派生的组合，安装灵活方便，可以按用户需要在车顶、车后、车内以及裙部布置，形成多品种、多规格的产品，但对车身要求较高。②有利于轴荷分配，可获得最佳的车辆重心位置，为轮胎等零部件的耐久使用提供了有利的条件。③可使车厢里风速、温度均匀，可提高舒适性；但由于安装布置的随意性，管道加长，阻力损失增加。⑴独立式大中型客车制冷装置的布置第2章汽车空调系统的布置非独立式大中型客车制冷装置是由主发动机直接驱动制冷压缩机。其特点是冷气系统结构简单，不需辅助发动机，不必另占空间，质量小，造价低。但是制冷的强度随汽车的运行工况变化而变化，汽车车速和负荷变化时，制冷系统工况就不稳定，特别是怠速时，不能保证制冷系统有足够的能量。同时，当车辆行驶在较差路面或爬坡时，由于制冷系统需占主发动机10％～15％的动力，会影响汽车的加速和爬坡的能力。非独立式大中型客车制冷装置多数将冷凝器与蒸发器组成一体，可布置于车顶外面，也可布置于车后；前者将冷凝器与蒸发器水平布置组成一体，平置于车顶外面，称顶置式；后者则将冷凝器与蒸发器上下垂直布置组成一体，放于车辆后部，称后置式。⑵非独立式大中型客车制冷装置的布置第2章汽车空调系统的布置2008年8月能源与动力工程学院交通运输系⑵非独立式大中型客车制冷装置的布置第2章汽车空调系统的布置⑵非独立式大中型客车制冷装置的布置1-压缩机2-加热器3-电机4-蒸发器5-车外空气6-冷风出口7-冷凝器8-冷风进口9-空调空气10-车内循环空气11-蒸发器风扇12-散热器13-主发动机后置非独立式大中型客车制冷装置第2章汽车空调系统的布置冷风管道的布置与制冷装置在客车上的位置有直接的关系，虽然冷风管路的布置方式多种多样，但不管采用何种形式都应满足如下要求：①尽可能缩短冷风管道的长度，以降低能耗；②冷风管道设计应使车内具有较好的气流组织。根据空气冷重热轻的原理，应把冷风出风管道布置在客车的上部，使气流能自然循环；③冷风出风口与乘客头部之间的距离以及出风口的空气流速等应满足车内乘客舒适性要求；⑶大中型客车冷风管道的布置第2章汽车空调系统的布置④管道布置应与车内其它相邻部位协调统一，充分满足车内整体美观的要求；⑤位于车内部分的管道应进行相应的防结霜和隔噪声处理，而与车外有接触的部位则应重点考虑隔热保温措施；⑥管道的布置和设计，应充分考虑使用过程中安装、检查、维修等操作方便性；⑦管道各部分的接头部位应加强密封，以使整个系统具有良好的密封性。冷风管道可以布置在侧窗下缘，也可布置在顶盖两侧或是顶盖中央。⑶大中型客车冷风管道的布置第2章汽车空调系统的布置⑶大中型客车冷风管道的布置（a）侧窗下缘（b）车顶两侧（c）车顶中央第2章汽车空调系统的布置2008年8月能源与动力工程学院交通运输系⑷几种典型的大中型客车空调系统的布置独立