影响整车降温的宏观因素分析

蔡亲文

【摘要】：汽车空调开发前期，确定空调降温目标时，主管特别强调冷凝器芯体和蒸发器芯体制冷能力。开发验证过程则关注空调系统台架性能，总之只是关心提高空调系统降温能力，而忽视了周边环境对空调降温的影响。汽车空调系统是装在整车上的，汽车空调系统周边环境对系统降温能力影响非常大。本文主要描述整车隔热保温、冷凝器散热、压缩机润滑油对汽车空调降温的影响。希望能给汽车空调开发主管有所帮助。

【关键词】隔热保温；制冷系统含油率；通風量；

1 整车隔热对整车降温的影响

汽车车厢和驾驶室与外界环境的热传递方式有三种：导热、对流和辐射。由于外界条件千变万化，汽车的运动状态也不断变化，它们之间的热传递处于不稳定状态。

这里仅讨论稳定传热这种近似计算发。传入车厢内的各种热量之总和构成了汽车车厢的热负荷。由热平衡关系可得 Qe= QV+ QG+QBi+ QB+QE+QC+QM+QP

公式中 Qe——汽车空调总热负荷；

QV——由于通风和密封性差而泄漏进入车厢的热负荷；

QG——通过各玻璃表面以对流方式进入车厢的热负荷

QBi——通过各玻璃表面以辐射方式进入车厢的热负荷：

QB——通过车体维护结构传入车厢的热负荷；

QE——以发动机室一侧传入车厢的热负荷；

QC——从行李箱及车厢地板处传入车型的热负荷；

QM——空调风机造成的热负荷；

QP——乘员散发的热负荷；

经查阅相关资料，由于整车缝隙带入热量约占总得热量的30%。随着缝隙加大和车速的变化，热量散失或得热量将发生变化。提高车辆的密封性，较小缝隙是极为重要的。由玻璃传入或传出热量约占总值的20%，目前汽车玻璃经过改进，比如改变玻璃材料、加夹层膜、钢化玻璃等，这些热反射、热吸收玻璃具有良好的隔热和隔阳效果。通过车体维护结构传入车厢的热负荷方面，车体通过涂隔热胶可减少全部热负荷的7%-10%。对于发动机前置的车型，为了减少发动机热量大量传人车厢，发动机罩采用隔热性能较好的玻璃钢。试验表明：钢板发动机罩传人车厢内的热量是玻璃钢发动机罩的3～4倍。

汽车空调整车降温性能通常在环境模拟实验室依据《QCT 658汽车空调整车降温性能试验方法》进行，实验前期需先进行2个小时整车预热、升温。

公司某车型和一款合资标杆车型实验对比发现，公司某车型预热、升温2小时后，车内平均温度有78℃，而某款合资标杆车只有65℃。可见两个车型个隔热保温性能相差非常大，那么公司某车型先天就属于高温体，整车降温性能也远不如某合资标杆车也不足为怪了。

建议一：空调开发前期先对标杆车进行隔热保温性能和整车密封性能测试，做好开发的目标性能确定工作；

建议二：自主品牌车型在努力提升NVH性能时也应该注重提高整车的隔热保温性能；

2 压缩机润滑油对整车降温的影响

在汽车空调制冷系统中，压缩机润滑油与制冷剂是混合在一起的。当制冷剂在系统管路中流动时，润滑油随之流动，即随制冷剂从压缩机出来后，还流到其他制冷部件去，要求随制冷剂流出去的油也能返回到压缩机。压缩机润滑油对压缩机起到润滑保护的作用，同时压缩机润滑油也有稀释制冷剂，降低降温性能的副作用。

在汽车空调制冷系统中，压缩机润滑油与制冷剂混合在一起，制冷系统单位质量内压缩机润滑油所占的比例称为系统含油率。相关企业整理出了系统含油率对整车降温性能的影响如下表：

建议：在空调开发前期，需进行系统含油率标定实验，确定压缩机润滑油的加注量。 确保压缩机润滑油满足压缩机工作润滑的要求后，尽量降低润滑油加注量，其中系统含油率需控制在7%之内为佳。

3 冷凝器进风量对整车降温的影响

冷凝器通过前格栅进风和散热风扇进行散热冷却，其中前格栅进风量对整车降温性能影响较大。某车型原格栅与加大进风量前格栅的整改件对比制冷量如下图。

更换格栅实验降温曲线对比

加大格栅通风量后，降温曲线都在原格栅降温曲线下方，温度降低约1℃。可见加

大格栅进风量后，空调降温能力得到提升。

建议：汽车开发数据设计阶段，要求整车状态下冷凝器平均散热风速不小于2m/s，

冷凝器通风面积不小于30%。

4 结束语

汽车空调系统开发前期，需充分考虑空调系统的周边环境，对整车隔热保温、通风散热提出具体参数要求，确保整车开发相关数据满足空调系统的要求。压缩机润滑油加注量需进行相应的前期标定，控制压缩机润滑油在合理的范围内。以便确保整车降温性能达到最佳。

参考文献：

[1]李祥峰.《汽车空调》，刊名：ISBN 7-5606-1722-0/U·0004，2006年