汽车空调系统匹配分析

汽车空调系统匹配分析目录1范围......................................................................12规范性引用文件............................................................13术语和定义................................................................13.1汽车空调系统..........................................................................................................................13.2环境温度..................................................................................................................................13.3制冷剂......................................................................................................................................13.4送风量......................................................................................................................................13.5冷却装置..................................................................................................................................13.6带风机的冷凝器......................................................................................................................13.7制冷系统..................................................................................................................................13.8制冷装置..................................................................................................................................13.9干燥剂......................................................................................................................................23.10贮液干燥器............................................................................................................................23.11额定制冷量............................................................................................................................23.12风机........................................................................................................................................24技术要求..................................................................24.1计算思路..................................................................................................................................24.2发动机与压缩机匹配计算......................................................................................................24.3发动机与压缩机匹配计算......................................................................................................54.4发动机与压缩机匹配计算......................................................................................................8第1页共11页空调系统匹配分析规范1范围本标准规定了空调系统匹配分析的基本要求。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范。鼓励使用者研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。QC/T720-2004汽车空调术语QC/T806—2008汽车空调压缩机用电磁离合器技术条件GB/T21360—2008汽车空调用制冷剂压缩机QC/T656-2000汽车空调制冷装置性能要求QC/T833—2010汽车空调用压力安全阀技术条件QC/T834—2010汽车空调斜板式变排量压缩机总成技术条件GB/T22068—2008汽车空调用电动压缩机总成JB4330-1986制冷与空调设备噪声声功率级的测定工程法3术语和定义3.1汽车空调系统由暖气装置、制冷装置、通风装置、空气净化装置和加湿装置中的一个或多个部件以及必要的控制部件等构成，用于调节乘员舱内空气的温度、湿度、洁净度，并使其以一定速度在乘员舱内定向流动和分配，从而给驾驶员和乘客提供舒适的环境及新鲜的空气的系统。额定制冷量。3.2环境温度除本标准有特殊规定外，试验的环境温度一般为10℃～35℃。3.3制冷剂制冷剂选用HFC-134a，根据设计要求选用相应的润滑油。3.4送风量测量制冷量时通过蒸发器的送风量。3.5冷却装置由蒸发器和风机组成，或由风机、蒸发器及加热器组成的装置。3.6带风机的冷凝器由冷凝器和风机（包括护风圈）组成的装置。3.7制冷系统用于降低车厢内温度的制冷装置及其配套设备的总称。3.8制冷装置第2页共11页由压缩机、冷凝器、贮液干燥器或液气分离器、节流元件、蒸发器、制冷剂管路等构成，将车室内的热量传递给室外环境的装置。3.9干燥剂用于收集和容纳水分的固体吸附剂，在制冷循环中，干燥剂应与制冷剂、冷冻润滑油相容。3.10贮液干燥器贮液干燥器是一种装有干燥剂、过滤器等，用于收集循环于系统中的制冷剂中所含过量的水分并贮存高压液态制冷剂的容器。3.11额定制冷量空调装置在规定的试验条件和试验设备下运行.达到稳定状态时，单位时间内蒸发器从空气中吸收的热量。3.12风机由电机、风叶和外壳组成的空气驱动组件。4技术要求4.1计算思路通过热力计算，了解所选的压缩机制冷能力是否与系统匹配、压缩机传动比是否合适，所需消耗功率是否与发动机功率相配、系统需配备多大换热量的冷凝器。先算出与压缩机制冷能力相匹配的冷凝器换热量，再分析要达到设计要求的制冷量应配备多大的冷凝器。4.2KL-F119发动机与KF-JD10压缩机匹配计算4.2.1计算条件1)D52是4门9座乘用车，车厢容积约为V≈6.23m3。确定采用建设KF-JD10压缩机，其皮带轮直径为110mm。从建设KF-JD10压缩机特性参数上查得：p排=1.5MpaGP吸=0.3MpaG蒸发器过热度10℃冷凝器过冷度5℃2)计算将符合国家标准QC/T656-2000,QC/T657-2000,QC/T658-2000的规定。综合分析，确定匹配计算的工况条件为：汽车行驶车速为40km/h（汽车变速排档为第四档或第三档）。3)根据车身热平衡计算，需配置的系统制冷能力应不小于6.45kw。其设计工况是：气温38℃太阳辐射强度1000w/m2车速40km/h第3页共11页车内降温到28℃4)不考虑制冷管路压力损失。4.2.2压缩机选型计算1)匹配参数计算2)根据建设KF-JD10压缩机的性能曲线，查得：压缩机转速n=3000rpm时，压缩机功耗Ne=3.4kw，制冷能力Q０=6.788kw4.2.3压缩机选用结论压缩机功耗占发动机输出功率≤3.4/24.4≈14％，此功耗比例是允许的，可以匹配。4.2.4热力计算1)确定基本制冷循环压焓图中各状态点参数A.由建设KF-JD10压缩机特性参数上可得：蒸发温度0.67℃蒸发压力0.3MpaG冷凝温度55.2℃冷凝压力1.45MpaG蒸发器过热度10℃冷凝器过冷度5℃通过参数可得制冷循环压焓图项目单位数值压缩机皮带轮直径mm110发动机皮带轮直径mm130发动机/压缩机传动比1.17汽车行驶速度Km/h40主减速比3.91车轮滚动半径m0.312三档变速器速比1.792发动机转速（三档）rpm2383压缩机转速rpm2786四档变速器速比1.226发动机转速（四档）rpm1630压缩机转速rpm1906压缩机平均转速rpm2346KL-F119发动机3档时40km/h的输出功率Kw24.4第4页共11页制冷循环压焓图B.基本制冷循环压焓图中各状态点参数表2)单位制冷量q0q0＝h1′－h5＝403-271=132kj/kg3)压缩机实际排气质量流量GG＝Q０/q0＝(6.788/132)×3600＝185kg/h4)冷凝器换热能力QkQk=G×(h2-h4)=185×(428-271)状态点温度t（℃）压力p(MpaA)焓h(kj/kg)10.670.33971′10.670.3403270.851.45428355.21.45424450.21.4527150.670.32711321′45第5页共11页=29045kj/h=29045×2.78×10-4kw=8.1kw5)制冷系数εε=Q０/Ne=6.788/3.4=2.06)换热器负荷比Q０:Qk=6.788:8.1=1:1.24.2.5匹配分析1)发动机与空调压缩机传动比为1.17，发动机转速为2600转左右时，压缩机转速为3000rpm，建设KF-JD10压缩机最大可匹配6.788kw制冷量的系统，根据车身热平衡计算结果，本车制冷系统的制冷能力在6.45kw左右，因此建设KF-JD10压缩机在转速为3000转时制冷能力理论上能够满足本车需要。2)计算所得换热器负荷比为1:1.2，由于计算时对于工质流动阻力、外表面污垢热阻等因素是忽略不计的，考虑到这些因素，汽车空调上一般换热器负荷比选1:1.8～1:2左右，即冷凝器换热能力应在12.2kw～13.6kw左右。4.3C191-WY发动机与KF-JD10压缩机匹配计算4.3