第7章 汽车空调系统的布置

汽车空调技术泸职校汽修组游玲第7章汽车空调系统的布置7.1乘用车空调系统的布置7.1.1单蒸发器乘用车空调系统的布置1.总体布置目前，绝大多数乘用车都属于单蒸发器空调系统，即空调系统只有一个蒸发器，车室内的冷风均由一个蒸发器提供。但也有一些高档乘用车，为了进一步改善后排乘客的舒适性，装备了两个蒸发器，形成双蒸发器空调系统。乘用车由于其自身空间限制，一般采用非独立式空调系统，压缩机由汽车发动机驱动。典型单蒸发器乘用车空调系统的总体布置如图7-1和图7-2所示。图7-1单蒸发器乘用车空调系统的典型布置方案（整车背景）1—压缩机出口制冷剂管路（D管路）；2—制冷剂消声器；3—压缩机入口制冷剂管路（S管路）；4—暖风加热器总成；5—蒸发器入口制冷剂管路（L管路）；6—空调控制面板；7—暖风入口空气滤清器；8—真空控制阀；9—鼓风机；10—暖风加热器（暖风热交换器）；11—暖风加热器连接发动机散热器的冷却液管路（水管）；12—连接蒸发器的制冷剂管路；13—膨胀阀；14—蒸发器；15—温控器；16—储液干燥器；17—冷凝器出口制冷剂管路（C管路）；18—冷凝器；19—压缩机图7-2单蒸发器乘用车空调系统的典型布置方案（散件）1—储液干燥器；2—发动机散热器（水箱）；3—制冷剂管路；4—蒸发器总成；5—暖风加热器总成；6—空调控制面板；7—风门驱动机构（风门伺服机构）；8—空调器总成；9—连接暖风加热器的冷却液管路（水管）；10—冷凝器；11—发动机散热器盖（水箱盖）2.主要部件的布置图7-3典型单蒸发器乘用车空调系统的气流分布1、2—蒸发器总成；3—暖风加热器总成；4—鼓风机图3-14美国通用汽车公司的POA制冷系统1—压缩机；2—电磁离合器；3—冷凝器；4—储液干燥器；5—高压液体管路；6—高压气体管路；7—低压气体管路；8—加热软管；9—鼓风机电机；10—POA阀；11—蒸发器；12—膨胀阀；13—消音器7.1.2双蒸发器乘用车空调系统的布置1.总体布置图7-4双蒸发器空调系统的布置（发动机舱）图7-5双蒸发器空调系统的布置（后空调）图7-6双蒸发器空调系统的布置（后空调ECU）2.前部空调装置的布置图7-7丰田皇冠乘用车双蒸发器空调系统前部空调装置的布置图7-8丰田皇冠乘用车双蒸发器空调系统前部鼓风机及蒸发器的结构7.2客车空调系统的布置7.2.1客车空调采暖系统的布置1.汽车发动机冷却液余热采暖系统的布置对于长期在温带地区行驶的客车，由于其冷负荷较小，为简化结构，多采用与乘用车类似的汽车发动机冷却液余热采暖系统（图7-9），其布置方式也与乘用车采暖系统的布置相似，只不过送风风道要长，出风口的数量较多。图7-9发动机冷却液余热采暖系统原理图2.燃料燃烧加热冷却液采暖系统的布置在大客车中常采用燃气采暖系统。燃气采暖系统的示意图如图7-10所示，燃油和空气在燃烧室中混合燃烧，加热发动机的冷却液，加热后的冷却液（热水）进入加热器芯向外散热，降温后返回发动机再进行循环。图7-10燃气水暖式采暖系统图7-11燃气水暖式采暖系统的总体布置1、3—电动天窗；2—空调器总成；4—燃油泵；5、7—风道；6—独立式燃烧器7.2.2客车空调系统常见布置形式压缩机单独安装后置裙置前置冷凝器机组压缩机压缩机车身后围下部后置车身侧围下部裙置发动机前前置冷凝器后中前蒸发器顶置前、中、后冷凝器机组顶置蒸发器分体式空调后置裙置前置整体式空调客车空调)()()()(图7-12常见的客车空调系统的布置形式1.裙置式图7-13裙置分体式空调系统的布置1—风道；2—蒸发器单元（置于车顶后部）；3—压缩机（置于车辆后部）；4—冷凝器单元（置于裙部地板下）；5—空调系统控制面板（置于驾驶人座椅附近）裙置式布置形式在整体式空调中应用较多，机组安装之处通风良好，便于独立式发动机及各轴承部位散热，且整车载荷分布均匀。2.后置式图7-14后置分体式空调系统的布置1—外部环境空气质量传感器；2—排风电动机；3—空调器总成；4—顶部风道；5—空调系统控制面板；6—冷凝器单元；7—压力保护开关；8—预热器；9—热水阀（电磁控制阀）；10—地板风道；11—热水泵滤清器；12—外部空气风道；13—1号压缩机；14—2号压缩机对于后置整体式汽车空调系统，为解决机组散热何灰尘问题，常在冷凝器和车身之间增设导流板，以加强冷凝器水箱的散热效果。图7-15后置整体式汽车空调系统的布置1—压缩机；2—加热器热风管；3—空调器总成；4—空调系统控制线束；5—驾驶人附近的空调控制面板后置整体式汽车空调系统组件相对集中，车内空间布置灵活，在双层客车（图7-16）以及双层卧铺客车上应用较多。图7-16双层客车空调系统的布置1—冷凝器排风口；2—蒸发器单元；3—为顶层送风的风道；4—空调系统控制面板；5—为底层送风的风道；6—冷凝器进风口；7—为底层制冷的压缩机；8—为顶层制冷的压缩机；9—主发动机（即汽车后置式发动机）；10—观察窗口3.顶置式图7-17顶置式客车空调系统的布置1—外部环境温度传感器；2—空调系统控制面板；3—车内温度传感器；4—顶置空调器总成；5—继电器盒；6—风道；7—压缩机；8—冷却液循环泵（水泵）；9—电磁控制阀；10—过滤器（滤网）图7-18空调器总成1、4—蒸发器；2—伺服电动机；3—鼓风机；5—继电器盒；6—风道（冷却后吹向车内的冷风风道）；7、18—复热器（reheatcore，对冷却后的空气进行再次加热）；8、15—膨胀阀；9—储液罐；10—干燥器；11—冷凝器（和/或过冷器）；12—冷凝器风扇及其驱动电机；13—冷凝器单元；14、17—观察窗口；16—蒸发器单元图7-19顶置式客车空调的布置及风道1—干燥过滤器；2—节流膨胀阀；3—冷凝器；4—蒸发器；5—空气滤清器；6—继电器盒；7—液态制冷剂管路；8—风道；9—压缩机电磁离合器；10—压缩机；11—压力保护开关；12—空气净化器；13—蒸发器鼓风机；14—温度传感器；15—冷凝器风扇；16—排水管（将蒸发器在降温除湿过程中产生的水排出车外）；17—空调系统控制器如图7-20所示，对于采用辅助发动机的独立式制冷系统，为了降低整车重心并平衡轴荷，一般将辅助发动机布置在地板之下、前后车桥之间。图7-20辅助发动机的布置1—空调系统控制面板；2—顶置空调器总成；3—辅助发动机（用于单独驱动制冷压缩机的发动机）前顶置式（图7-21）可以减轻后轮负荷，车辆后部座位的舒适性得到改善。缺点是噪声大、管路较长。后顶置式适用于后置发动机客车的非独立式空调制冷系统的布置。缺点是后轮负荷加大，车厢后部由于有气流涡流，舒适性得不到保证。但在一些轻型客车上，后顶置式却得到了较为广泛的应用（图7-22和图7-23）。图7-22后顶置式客车空调系统的布置（一）图7-21前顶置式客车空调系统的布置图7-23后顶置式空调系统的布置（二）1—压缩机；2—空调系统控制面板；3—顶置空调器总成如图7-24所示，有一些中型高档客车，为了更好地平衡轴荷，将蒸发器单总成和冷凝器总成分开布置，蒸发器总成布置在车顶前部，冷凝器总成布置在车顶后部。图7-24蒸发器单总成和冷凝器总成分开布置1—压缩机；2—蒸发器总成；3—冷凝器总成4.内置式内置式是将蒸发器置于车厢内的布置形式。内置整体式（图7-25）虽然占据了车底行李舱的空间，但能显著降低车身重心，有利于车辆行驶稳定性的改善。图7-25内置整体式客车空调系统的布置1—空调系统控制面板；2—辅助发动机（用于单独驱动制冷压缩机的发动机）；3—风道；4—空调器总成7.2.3典型顶置式客车空调系统的布置韩国现代客车采用顶置非独立式空调系统，其总体布置如图7-26所示。在顶置式空调系统（roofonairconditioningsystem）中，汽车发动机通过传动带驱动压缩机工作，蒸发器单元和冷凝器单元均布置在汽车顶部，蒸发器鼓风机和冷凝器风扇均由电动机直接驱动。由于采用非独立式驱动，没有辅助发动机，因而，其维修费用、大大降低，其噪声、振动也较小，乘坐舒适性也好。1.压缩机压缩机安装在发动机舱内、发动机的侧面，由汽车发动机通过传动带及电磁离合器驱动（图7-27）。如图7-28所示，在压缩机机体的侧面，装有一个观察窗口，用于观察冷冻机油的品质和颜色，以确保润滑可靠。图7-27压缩机由汽车发动机驱动1—压缩机带轮；2—传动带；3—发动机曲轴带轮图7-28观察窗口1—压缩机机体；2—观察窗口低压压力开关安装在压缩机吸气管路上，高压压力开关安装在压缩机排气管路上。当系统运行压力出现异常时，会自动停止压缩机的工作。与此同时，控制面板上的故障警告灯会自动点亮，向驾驶人发出警告信息。图7-29低压压力开关的安装位置1—低压压力开关远景；2—低压压力开关近景图7-30高压压力开关的安装位置1—高压压力开关远景；2—高压压力开关近景2.冷凝器单元如图7-31所示，冷凝器单元（亦称冷凝器总成）布置在车顶的前部。5个电动冷凝器风扇（轴流风机）布置在冷凝器上方，以增强冷却效果。在冷凝器单元内，还装有干燥器和储液罐。图7-32干燥器图7-33储液罐总成1—维修阀（servicevalve）；2—储液罐；3—易熔合金；4—易熔塞3.蒸发器单元蒸发器单元（亦称蒸发器总成）布置在车顶的中部、冷凝器单元后部。为增强蒸发效果，蒸发器分为左、右两部分，每部分各有一个膨胀阀，并配备4个电动鼓风机进行强制通风。图7-34蒸发器单元膨胀阀安装在蒸发器的入口处，而4个电动鼓风机（离心式风机）则安装在左、右蒸发器的侧面。图7-35膨胀阀图7-36离心式鼓风机图7-37左右蒸发器及鼓风机1—鼓风机；2—左右蒸发器；3—鼓风机电动机图7-38观察窗口图7-39继电器盒1—熔断器；2—继电器；3—温控器图7-40车内顶部的继电器盒盖板图7-41控制面板7.2.4高档客车智能电控空调系统的布置图7-42美国冷王（THERMOKING）第3代智能电控空调系统总体布置1—空调控制中心；2—基于J1939网络的无线广播；3—热水阀；4—位于车顶部的空调器加热单元；5—第3代智能电控空调系统主控模块；6—驾驶人侧显示屏控制模块；7—驾驶人侧空调器的加热/除霜器；8—内部输入/输出接口模块；9—热水对流循环加热器；10—热导管；11—入口段加热器；12—以柴油为燃料的燃烧式加热器（辅助）；13—热水循环泵；14—制冷系统压缩机；15—压力显示屏控制模块；16—车载计算机7.3其他商用车空调系统的布置7.3.1载货汽车空调系统的布置1.载货汽车空调系统的特点1）热负荷大。4）舒适性要求不同。2）平均行驶车速低。3）耐久性好。载货汽车驾驶室内的推荐参数为：在相对湿度50％～60％条件下，车内温度应保持24～28℃，车内换气量30～45m3／h·人，噪声应控制在60dB以下；中、小型载货汽车的制冷能力一般在2.1～2.9kW之间，大型载货汽车在3.2～4.2kW之间，制热能力一般在4.3～5.8kW之间。2.内置混合式载货汽车空调系统的布置图7-43载货汽车内置混合式空调系统的布置1—制冷剂液体管路；2—发动机冷却液流量控制阀（热水阀）；3—膨胀阀；4—发动机冷却液管路（回水管）；5—发动机冷却液管路（来水管）；6—暖风加热器（热交换器）；7—蒸发器；8—制冷剂吸气管路（气体管路）；9—压缩机；10—制冷剂排气管路（气体管路）；11—发动机冷却液泵（水泵）；12—冷凝器3.顶置式载货汽车空调系统的布置图7-44平头载货汽车顶置式空调系统的布置图7-45长头载货汽车顶置式空调系统的布置1—储液干燥器；2—蒸发器及鼓风机总成；3—压缩机；4—冷凝器7.3.2冷藏汽车空调系统的布置1.冷藏汽车制冷系统的特点冷藏汽车（Refrigeratortruck，Reefertruck）是用来运输需要冷冻或保鲜货物的封闭式厢式运输车，属于装有制冷机组和聚氨酯隔热厢的冷藏