汽车空调系统布置及风道设计

Page1Version:1.0Rev’d5/8/02汽车空调系统布置及风道设计内饰科王慧2008-12-12Page2Version:1.0Rev’d5/8/02汽车空调的作用是通过对车内温度、湿度等的调节，提高车室内的舒适性和安全性。今天，我给大家介绍的是燃油车通常使用的冷暖一体化汽车空调系统的布置和风道设计：1-空调系统的组成2-汽车空调系统的组成3-HVAC的布置及间隙4-压缩机的布置及间隙5-冷凝器的布置及间隙6-制冷管路的布置及间隙7-空调控制面板的布置8-风道设计的一般原则9-风道设计要求Page3Version:1.0Rev’d5/8/02空调系统的组成压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀（膨胀阀）就是我们通常所称的制冷系统四大件，是制冷系统不可缺少的部分。Page4Version:1.0Rev’d5/8/02汽车空调系统的组成左图是一个完整的汽车空调制冷循环，除了四大件以外，另外有：发动机散热器风扇，用于的冷凝器和水箱散热（尤其是怠速时）；鼓风机，用于将冷却后的空气送入车内；压力开关，用于向ECU传输系统压力信号，用于管理压缩机的开/关和冷却风扇的转速。Page5Version:1.0Rev’d5/8/02汽车空调系统的组成一般的民用空调系统采用的都是热泵空调系统，燃油汽车由于有发动机这个热源，通常都采用发动机冷却液循环制热，这种采暖方式成本低，效率高，但要冷却液达到一定温度才能够启动制热，在寒冷的气候时，不能够立刻满足乘员取暖的需求。1241-HVAC（其中包括蒸发器、暖风芯、膨胀阀）2-冷凝器3-压缩机4-储液干燥器5-制冷管路35发动机冷却液进出口Page6Version:1.0Rev’d5/8/02HVAC的布置及间隙以JC22为例，HVAC布置在整车Y=0平面里，IP下方，周边有前围钣、地板、CCB、IP、油门踏板等件。Page7Version:1.0Rev’d5/8/02HVAC的布置及间隙HVAC大面与前围板间隙根据隔热垫厚度和材料确定；与CCB的距离≥15mm与IP下表面的Z向距离≥150mm，便于除霜风道的布置HVAC与周围其他件的间隙≥5mm副驾驶足部空间（Z向）≥280mm与油门踏板Y向间隙≥50mmPage8Version:1.0Rev’d5/8/02HVAC的布置及间隙粉尘过滤器因为需要经常清理、更换，应当布置在方便拆卸的地方，比如手套箱后面。冷凝水排水管应当避开排气管等热源，如果是吸风式的蒸发器，还应当增加防回流设计。Page9Version:1.0Rev’d5/8/02压缩机布置及间隙压缩机是制冷系统的心脏，汽车空调压缩机由发动机驱动，用压缩机支架或者直接装配于发动机右下方，周边有水箱进出水管、压缩机吸排气管、水箱风扇、发动机等。如果排气管布置在压缩机附近，必须采取一定的隔热措施，避免压缩机受高温辐射，距离压缩机必须≥60mm。压缩机皮带轮与发动机主动轮在同一平面内。Page10Version:1.0Rev’d5/8/02压缩机布置及间隙压缩机与周边件的间隙一般要求≥20mm压缩机的布置还应当考虑其可拆卸性，如下图：Page11Version:1.0Rev’d5/8/02冷凝器布置及间隙冷凝器位于前舱散热器前面。周边有散热器、前纵梁、保险杠、水箱上横梁等件。Page12Version:1.0Rev’d5/8/02冷凝器布置及间隙冷凝器与左右部件（刚性物体）的间隙≥10mm冷凝器与水箱装配一体的一般在8mm左右分开装配的前后间隙10～20mm冷凝器上下的抖动量较大，与水箱上横梁的间隙要适当增大，上下要有减震措施冷凝器与前保险杠的距离≥60mm前格栅的迎面风面积≥冷凝器迎风面积的30%；冷凝器制冷剂进出口与侧纵梁的间距≥70mm；方便管路的布置Page13Version:1.0Rev’d5/8/02冷凝器布置及间隙为增强和优化在城市行驶和低速运转时冷凝器的冷却效率，必须保证散热器/冷凝器/前围的密封性（通过护风罩、导流板和密封圈）这样可以优化冷却风进口的效率，避免低速运转时交换器上的热气再循环Page14Version:1.0Rev’d5/8/02储液干燥器的布置及间隙冷凝器出口应装配储液干燥器，其作用为过滤系统中的水分和杂质，分离气、液态的制冷剂，储存多余的制冷剂。目前常用的是将储液干燥器与冷凝器集成的过冷式冷凝器，如图一图二红色的部分为独立式的储液干燥器，要求装配在与环境温度接近的通风区域，与周边件的间隙≥5mmPage15Version:1.0Rev’d5/8/02制冷管路布置及间隙制冷管路均位于前舱。布置时应当遵守以下的一个原则：1、与周边固定件（尖角、高温物体除外）的间隙≥5mm；2、在前围前方的空调管路与发动机的间隙≥（发动机摆动量＋10）mm3、制冷管路软管段与水箱或冷却风扇的间隙≥（发动机摆动量＋10）mm4、软管与排气管的距离≥40mm；如果小于40mm，应该在管路上加隔热层5、铝管的弯管半径≥管内径的2倍Page16Version:1.0Rev’d5/8/02制冷管路布置及间隙6、硬管每400mm左右加一个管夹7、低压管从膨胀阀-压缩机段要逐渐下降，尽量避免回升，回升的高度尽量的小。8、低压管的行程应该在发动机舱的冷区域，也就是：它不能直接放在排气歧管或排气管的对面，或者散热器的后面受热气的影响9、充注阀的布置要方便维修时仪器接头的操作，周围及上部预留≥ø80mm的空间10、压力开关上方预留空间≥ø30×5011、视液镜上方预留观察用圆柱形空间≥ø10mmPage17Version:1.0Rev’d5/8/02空调控制面板的布置空调的控制，分手动、电动和自动三种模式空调控制面板上的各功能按键或者旋钮，应当便于操作。比如，按键的长宽要大于普通成年人手指的宽度手动空调控制器的传动结构与周围部件的间隙≥10mmPage18Version:1.0Rev’d5/8/02空调附件的布置1、水阀2、室内温度传感器3、室外温度传感器4、阳光传感器6、水温传感器Page19Version:1.0Rev’d5/8/02风道的设计风道的设计，最基本的原则就是要保证风道入口至出口端的压力损失最小，也就是要保证流速的最大化，均匀化，同时也能够保证噪音的最小化。JC22吹面、除霜风道Page20Version:1.0Rev’d5/8/02风道设计一般原则由于受仪表板空间的严格限制，风道的设计不可避免的需要让步，需特别注意。一般风道和周边零件的最小间隙为5mm：1、风道截面尽可能圆整；2、风道入口截面面积应约等于空调出风口的面积；3、出风口截面面积越大，压力损失越小，空气流速越低。空气流速越低，产生的噪音就越小；4、整个风道的通道要求：长度最短，锐度最小，弯曲的数量及截面积的变化也要尽可能的小；Page21Version:1.0Rev’d5/8/02风道设计一般原则5、在风道的弯曲处应该避免不合理的截面。所有的弯曲处应该有较大的内圆角半径使风道的压力损失最小化。（通常大于风道的宽度）6、尽量使转弯处的过渡光顺Page22Version:1.0Rev’d5/8/02风道设计一般原则7、避免出现突变的膨胀和收缩，整个收缩的角度必须小于40°，整个膨胀的角度必须小于14°Page23Version:1.0Rev’d5/8/02ToleranceCalculation1、每个风道的缝接处要有密封措施，连接处要有海绵密封条密封；2、设计结果最终要经过CFD分析进行校核：吹面风道的分配基本上是4个出风口各25%，或两侧各20%，中间60%，同时可适当增加驾驶员侧的出风比例；除霜风道目前按照奇瑞的要求是侧除霜9%左右，中间除霜82%左右，同时应适当增加主驾驶侧的出风比例。风道设计要求Page24Version:1.0Rev’d5/8/02ToleranceCalculation除霜风道的设计，必须满足法规要求，比如国标GB11556-1994风道设计要求Page25Version:1.0Rev’d5/8/02谢谢大家！