浅析汽车空调技术发展

沈徐辉

【摘 要】随着国际汽车市场竞争激烈程度的提高，汽车企业也越来越注重汽车驾驶的舒适性，而汽车空调的使用性能是汽车驾驶的舒适性的重要表现。随着科学技术的进步，人们对汽车空调技术也提出了更高的要求，汽车空调技术也在向着更智能、电子控制与显示更精密的方向发展。本研究分析探讨了当今汽车技术以及汽车技术的未来。

【关键词】汽车空调；技术；发展

0 前言

汽车行业的快速发展推动了汽车空调技术的发展，汽车空调技术可以说是影响汽车舒适性的一个重要因素。在汽车市场占据的市场份额逐渐提升的局势下，汽车制造商根据日益提高的消费者需求，努力去开发更智能的、电子控制更精确、显示更精密、更舒适的汽车，汽车空调技术的智能化也逐渐成为其关注的一个重点。汽车空调系统包括制冷、取暖、除霜、空气过滤功能并集成温度、湿度、模式、风量、操作控制等功能于电子控制系统，汽车空调系统的技术的好坏逐渐成为汽车制造商提高竞争力的一个重要因素。本研究针对汽车空调系统的工作原理、汽车空调技术的创新等方面进行分析，探讨汽车空调技术的发展。

1 汽车空调系统以及其工作原理

1.1 汽车空调系统的功能组成

汽车空调系统包括制冷系统、通风系统、空气净化系统、抑制系统，下面介绍一下汽车空调各个系统的功能。首先，所谓汽车空调的制冷系统，即是将汽车内部的空气温度降低，汽车空调制冷系统是通过对车外部进入车内的空气以及车内原有的空气进行冷却而实现的。然后，汽车空调的通风系统，即是将车内空气与外界进行交换，一般来说，汽车空调通风系统包括强制通风和自然通风两种方式。所谓自然通风，就是通过汽车行驶时与外界产生的风压差，在汽车合适的位置开设合理的出风口和进风口，从而实现汽车内部与外部进行空气的交换。而强制通风是在特殊情况下利用汽车的鼓风机强制将外界的空气与汽车内部空气进行交换。再有，汽车空调的净化系统包括空气过滤器净化系统以及出风口净化系统等净化装置。最后，汽车空调控制系统包括电气元件、操纵系统以及真空管路三个控制部分。

1.2 汽车空调系统的工作原理

汽车空调系统工作的原理与其他制冷系统的基本工作原理相似，都是在外界输入功的作用下，通过水的蒸发、冷凝过程来达到降低空气温度的目的。一般来说，汽车空调系统包括空气净化、暖气以及冷气这三个部分，而本研究主要针对汽车空调系统的制冷工作环节进行研究。首先，压缩机将蒸发器里的低压制冷剂气体吸入到压缩机气缸里，然后通过压缩机将低压制冷气体压缩形成相对来说高温高压的气体，再经过冷凝器进行冷凝环节，形成高压常温的气体，再通过膨胀阈降温降压，将高压常温的气体形成低温低压的液体，将形成的低温低压的液体在蒸发器装置中进行蒸发吸热，最终汽化成气体，以此种方式进行吸取空气中的温度，从而降低空气温度。汽车空调系统就是以这种循环的方式将冷风送入汽车内部空间，达到制冷的效果。

2 汽车空调技术的探究

2.1 空调电气控制系统技术创新

随着科学技术的发展，空调制冷系统由早期的继电器控制系统到直接数字控制器DDC，在过渡到现在的PLC控制系统，PLC控制系统的运行更加可靠，抗外界干扰能力更强，更加适合智能化的汽车空调制冷系统应用。下面介绍一下PLC控制系统地功能，当空气处理机开始运行时，PLC发出控制的信号，回风门和新风门到设定位置，然后启动送风机，经过控制变频器的方式调节风机转速。然后将露点温度与系统设定值进行比较，通过PID方式来调节电动冷水阀，从而来控制冷水的流量，使汽车空调送风温度达到温度设定的值。最后当空气处理机停止工作后，回风门以及冷水电动阀自动关闭，冷水环泵也停止运行。再有，温度感应器在汽车空调系统的应用更加促进了汽车空调控制系系统向智能化方向发展，下面来介绍一下温度传感器在蒸发器出风口的应用，温度传感器可以感应到蒸发器出风口风的温度，当传感器感知到风温度没有达到预定低温时，传感器器就会通过电路将压缩机磁性离合器闭合，然后压缩机将随着发动机工作而运转，从而实现空气制冷；然而当温度传感器感应到蒸发器出风口风的温度低于原定设定值，传感器会通过电路使得压缩机磁性离合器分离，从而使压缩机不工作，使空气温度回复到原定值。另外，汽车仪表控制采用声控也可以在很大程度上提高汽车空调系统的智能化程度，具有声控功能的汽车节能空调可以通过识别人的语言来调整空调的温度，从而达到人们最需要的温度，使得汽车空调的设计更加人性化、智能化。

2.2 压缩机、冷凝器、蒸发器组件技术创新

汽车空调制冷技术的核心可以说是压缩机的应用，它是空气在经过制冷过程中的动力源泉，压缩机的带动源力主要来自汽车的发动机，或者是辅助发动机。随着科技的发展，压缩机的创新技术向着轻便压缩机、增加压缩机运行的稳固性的技术方向发展。而目前斜板式、旋涡式以及旋叶式的压缩机可以在很大程度上降低压缩机的重量，缩减压缩机运转的噪音，这种发动机应当是将来主导的方向。冷凝器也是汽车空调系统中必不可少的一个环节，目前冷凝器较为先进的技术是集流管与储液干燥器开口代替连接管，这样可以在很大程度上避免过冷度在不同的行驶态势下变化过大以及制冷剂有所损失时过冷度即刻消失的情况，还可以提高空气在冷凝器中的冷凝效果。蒸发器是空气汽化吸热，降低汽车内部空气温度的重要环节，蒸发器的发展主要考虑蒸发器的重量大小、体积大小以及热交换的效率，蒸发器从全铜材料时期到管带式，再到现在较为先进的板翅式、平型流式，这大大提高了热交换效率，并且在一定程度上对蒸发器轻便了很多。

2.3 制冷剂技术创新

随着科技的发展，汽车空调制冷剂技术也在飞速发展，从CFC到HFC-134a，再到现在的CO2，制冷机也在向着高效能、低成本的方向发展。现在的CO2制冷剂技术大大降低了温室效应系数，它是HFC-134a系统造成的温室效应系数的1/1300，另外它制作工序较为简单，可以直接从化工厂排放物中提取，其无毒、不可燃烧的天然性质也成为人们关注的重点。目前很多发达国家进行将CO2作为汽车空调制冷剂，并进行试运行，效果显著，我国也应当引进国外先进技术，应用到汽车空调系统的运行中。

2.4 双层式送风系统的技术创新

汽车空调在使用时，冬季车内空气比外界空气湿润，汽车空调的使用为了避免风窗结雾，空调的回风采用外循环方式，就是将外界的新鲜空气导入车内，将车内湿润的空气排到车外，但是这种方式的热量损失较大，为了较少的热量损失，双层式送风系统逐渐应用到汽车空调系统中。回风系统分为上、下两层，在冬季汽车空调使用时，上层将热的新鲜空气吹向风窗来进行除雾工作，随后导出车外，而吹向足部的暖风则采用内循环方式在下层流动，这样便很大程度上减少了热量损失。

2.5 汽车空调采暖技术的创新

汽车的采暖系统的热力来源主要是发动机冷却水的废热，但随着技术的发展，发动机运行效率提高，造成汽车采暖成为问题。空调采暖技术的创新从以下几方面入手，首先，增加辅助水泵系统，利用电动水泵将发动机的热水送到暖风系统。另外，采用摩擦热取暖方式，发动机效率高，其废热较少，采暖热源不够，增加取暖效率其中的一个方法就是增加一个Viscous加热器，加热器是利用一个与发动机转轴相连的圆盘在旋转时与高黏度的发动机机油摩擦而产生热，然后将热送到采暖系统中以供使用。

3 结语

（上接第93页）随着人们生活水平的提高以及汽车制造业的发展，人们对汽车驾驶的舒适性有了更高的要求，作为汽车舒适性衡量的一个标准，汽车空调技术成为消费者和制造商关注的重点。本研究从汽车系统的原理及组成、汽车空调系统的创新技术分析，探讨汽车空调技术的发展。

【参考文献】

[1]陈观生，史保新，马国远，电动汽车空调压缩机的试验研究[J].广东工业大学学报，2000（17）：11-14.

[2]陈江平.二氧化碳汽车空调系统研究进展[J].制冷与特气，2000（2）：25.

[责任编辑：薛俊歌]