自走式越野房车改装设计空调系统设计说明书 毕业设计

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1、广西科技大学普通本科毕业设计（论文）说明书课题名称 自走式越野房车改装设计 空调系统设计 系 别 汽车与交通学院 专 业 车 辆 工 程 班 级 车 辆 111 班 学 号 201001804039 姓 名 曾 超 指导教师 廖 抒 华 2015年 5 月 19 日46摘 要汽车空调能实现对车厢里空气进行制冷、加热、换气和空气净化的电器。它可以为人们提供舒适的坐车环境，降低人们的疲劳，提高行车安全。汽车空调成为衡量汽车功能是不是完善的标志。房车空调的作用不必多说。房车空调已不再是高端大气的象征，不仅房车、轿车上采用空调，货车、工程车上也纷纷安装了空调。大家对空调的需求越来越迫切，对汽车空调品质

2、质量要求也越来越严格。最近几年，我国的公路一直在新建，特别是高速公路快速发展，这些公路发展导致了汽车行业的高速发展。与此同时，随着全球变暖致使气温上升，这种导致城市交通运输车辆也都采用了空调装置，前面两种影响造成人们对空调需求大大增长。因为我们国家客车车型是自主研制开发的，其中空调整个系统都需要我国客车厂和空调器厂自行设计、配套，因为这些原因导致汽车制造厂、空调器制造厂及空调器维修站迫切需要了解汽车空调的相关的知识。 随着汽车空调的普及与发展，汽车空调的发展史可分为五个阶段、：单一取暖阶段、单一冷气阶段、冷暖一体化阶段、自动控制阶段、计算机控制阶段。汽车空调的控制方式也历经了由简单到复杂，在由

3、复杂到简单的过程，而汽车空调装置的电路控制方式也在不断更新换代。关键词: 汽车空调 故障诊断 维修 注意事项AbstractAutomobile air conditioner can realize the compartment air cooling, heating, ventilation and air cleaning appliances. It can provide a comfortable environment by bus, reduce fatigue, improve the driving safety. Automotive air conditioning

4、 as the symbol of the measuring car is complete.The effect of saloon car air conditioning dont need to say more. Saloon car air conditioning is no longer a symbol of high-end atmosphere, not only rv, the air conditioning is used on cars, truck, engineering car have also installed the air conditioner

5、. Everyone has become more and more urgent demand for air conditioning, for car air conditioning is becoming more and more strict quality quality.In recent years, Chinas highway has been newly built, especially the highway fast development, the highway development led to the rapid development of aut

6、omobile industry. At the same time, with the global warming cause temperature rise, this lead to urban transportation vehicles are using the air conditioning unit, the front two influence people greatly increased demand for air conditioning. Because passenger cars is the independent research and dev

7、elopment of our country, including the whole system needs to be our bus air conditioning and air conditioner factory design, form a complete set, for these reasons lead to automobile air conditioner, air conditioner manufacturers and pit is an urgent need to understand the related knowledge of autom

8、otive air conditioning.With the popularization and development of automobile air conditioning, automotive history is divided into five stages, the development of air conditioning: a single heating stage, a single air conditioning stage, integration of changes in temperature, automatic control, compu

9、ter control phase. Automotive air conditioning control mode also experienced from simple to complex, in the process, from complex to simple and car air conditioning unit circuit control method has been replaced by new ones.Keywords: Automotive air conditioning Fault Diagnosis Maintenance Note 目 录摘 要

10、1Abstract21. 绪 论12.方案论证32.1 毕业设计选题的目的和意义32.1.1选题的现实意义32.1.2选题的理论意义32.2毕业设计方案选型32.3 安装汽车空调的提出42.4 汽车空调的特点42.5 汽车空调的组成52.5.1 房车空调压缩机的选取52.5.2 蒸发器的选用72.5.3 冷凝器的选取92.5.4空调系统节流膨胀机构102.5.5 其他部件112.7 初步方案123.汽车空调系统的设计及计算133.1 确定空调制冷量133.1.1 工况条件的确定133.1.2 制冷量的确定133.2 压缩机的选配153.2.1 循环状态参数的确定153.2.2 循环热力计算16

11、3.2.3 压缩机选配173.4 蒸发器的设计计算183.4.1 工况参数确定183.4.2初步规划183.4.3在干爽的情况下和湿工况下潮湿的情况下空气侧表面传热系数的计算203.4.4、计算析湿系数与湿工况下空气侧表面传热系数213.4.5、我们大概得到迎风面积大小还有总共的传热的面积大小213.4.6 制冷剂侧表面传热系数的计算223.4.7 计算总传热系数和传热面积253.5 冷凝器设计263.5.2 结构初步规划273.5.3 空气侧表面传热系283.5.4 制冷剂侧表面传热系数ar283.5.5. 冷凝器长度计算303.5.6、校核空气流量303.5.7、计算空气侧阻力损失313.

12、6 通过电子控制系统来控制房车空调系统313.6.1 房车空调的压力控制系统313.6.2 安全保护系统313.6.3 温度控制系统323.6.4 风机控制系统324. 程序的设计344.1压缩机的选配344.2 蒸发器的计算344.3 冷凝器的计算37结 论40致 谢41参考文献42附录A431. 绪 论空调是空气调节器（Air Conditioner or A/C）的简称。当处我们在冬天还是在夏天时，此时空调就能起到重要的作用因为它能让我们不管处在什么季节都使我们处在舒服的环境中，所以我们可以得出空调在人们生活中地位逐渐提高。汽车-能带我们去很多我们想去但很远的地方，但在这个去目的地的过程

13、中环境可能让我们感到不舒服-最主要就是气温带来的影响有些季节很热有些季节很冷。所以汽车需要一种能改善我们车内环境的空调使环境舒服。如果有种能控制温度高低还有潮湿程度的装置就好了，这种装置就是我们所说的空调了，其实现在我们空调还可以调节空气洁净度 和改变空气流动情况。所以我们就可以看出空调能使人们舒适方面做得非常出色，现在说它是一种必不可少的装置也不为过，每一辆房车都应该安装空调。100多年前最早的汽车与我们问世了，虽然汽车出现了但没有安装空调装置而第一辆安装空调的汽车是在1926年。但是汽车所安装的是很简单的空调，它们能提供的功能仅仅是供应热量还有就是保证汽车车厢内通风流畅。随着科技的逐步发展

14、，空调能提供的功能也越来越多，比如在1940年外国就生产出来了可以降低车厢内温度的空调装置。空调装置快速向前进步的时间是发生第二次世界大战以后的日子里，因为空调在能提供的作用方面做得越来越多，伴随空调功能的日趋完善从而带动了我们汽车空调在提供的功能方面发生了质的飞跃，这些最后都会导致我们生产空调装置的数量越来越多为了满足广大人民的需求。因为社会的发展与进步，所以人民生活上的品质也相对提高了不少。这时我们就会对生活品质追求上严格起来，例如以前没什么人有私家车但现在私家车越来越多，我们每个普通民众通过努力都有可能拥有自己的车。需求带动生产所以汽车业也快速发展起来。大家追求安全稳定的汽车的时候，也不

15、会忘记对汽车舒适度的追求。能提供人们舒适度的装置非空调莫属了，所以我们就可以这么说每辆优质的汽车都必须安装空调，最受顾客欢迎的房车理所当然应该安装空调。现在，我们可以发现大部分的汽车上都安装了空调。它不但能真正使乘客的环境得到大大的改善，提高出行愉悦感也会使驾驶员驾驶更安全，与此同时提高汽车等级，使乘客体验到什么是真正的快乐出行。为了满足我们对舒适度的要求房车应当都安装空调这个装置，因为空调装置在衡量一辆房车怎么样上起到了重要的作用。而目前所有的房车都会安装空调，而且几乎所有的都采用了自动控制。我们知道国产汽车与外国汽车间有很大的差距这是因为中国第一辆自己生产汽车非常晚才出现，在安装汽车空调上

16、也是一样的。不过最近发展是非常快的，因为中国经济的高速发展同时引进了外国的先进技术。因为我们生活环境越来越差导致最近全球的国家非常注意环境保护，汽车排放出的气体属于污染物它会污染我们的大气，所以为了我们身体健康应该生产更环保的汽车。在汽车设计时把爱护环境这块要重点注意。我们可以用环保的能源为汽车提供动力例如太阳能汽车就非常环保。由于种种原因汽车空调系统设计也越来越复杂如果要考虑环境保护的话。当是我们应该欣然接受这个挑战因为我国经济高速向前发展，我们生活品质上也会慢慢提高，这些会带动各个行业的发展比如说汽车行业等等，每个人都会希望自己能拥有一辆自己的汽车，需求带动发展，所以汽车厂会生产出越来越多

17、的汽车来满足人们的需求，但这只是一个方面需求满足了对汽车品质的要求也会严格起来就比如我们希望汽车上的环境应该让我们感到舒适。想让环境舒服我们就应该在每一辆汽车上安装空调，这些我们可以通过观察我们现在的车上是不是安装空调的占多数来得到这个结论。几乎每一辆车上都安装了空调装置，我估计安装空调的汽车最少占99%以上。而且我们可以这么说：安装空调的汽车才能真的叫做现代汽车，我们希望每一辆车上都安装了空调系统。空调越来越普及也会带来很多的问题，例如如果空调坏了怎么修？。设计的里面我们会举一些空调容易出现的问题和当遇到问题时我们应该怎么办？想自己维修空调就必须知道空调的组成和它们的工作原理。2.方案论证2

18、.1 毕业设计选题的目的和意义2.1.1选题的现实意义1、 随着我们国家经济发展的趋势越来越快，从而带动我们的生活水平与质量尤其是我们对生活品质要求越来越高，外出旅游成为一种非常受广大有车一族喜欢的一种生活放松方式，因此房车能非常完美的满足人们对外出旅游的要求这些都会让房车成为提高我们旅游品质的必需品了。2、 为了让我们游客外出旅游的方式有多种可能性和多种选择性的需求。伴随着我们国家经济越来越快的发展趋势，我们国家城市也随着我们国家一起向前发展，城市里的人口也慢慢增多，这些都会导致人们住房压力越来越大，房车相对于我们城市房价并不是昂贵的选择3、 加大对房车空间利用效率，为我们房车提供更好优化空

19、间使用措施；最大化改进房车内部布置设计的方法，为了我们房车总体系统提供很好的布置理论依据。下文主要是对我们房车空调系统做一个设计2.1.2选题的理论意义在国外房车的发展史早在20世纪30年代就已经开始了，大概已经经历了80多年的高速发展，所以国外对房车的设计早就形成了一些体系，有各种各样设计房车的经验与各种房车资料参考设计文献。而我国相对于国外对房车设计方面的经验是非常缺少的特别是房车设计这块尤其空白，与国外在地里文化和生活的方式上有很大的差异性。因此，我们在设计房车上只能借鉴国外设计的一些理念不能完全照搬别人的而是要根据我们国家实际情况进行一些必要的修改，只有这样我们才能设计好符合我们国家使

20、用的房车我们必须在房车。2.2毕业设计方案选型房车空调是汽车现代化一个重要的标志，房车空调系统成为了我们现代房车的最必不可少的系统。为了提高我们房车的受欢迎程度在上面安装空调是一种必不可少的办法。当我们在非常恶劣的环境中行驶时就比如时冷时热，这些会让乘客感到不爽。如果安装空调我们就有办法控制车子里面的环境了。通过空调让我们车内环境一直处在让乘客感到舒适的状态中，空调能改善我们出行旅游乘客的生活环境让我们真正的感受家的感觉。因为汽车技术是向前发展的，看房车发展程度我们可以从人们对房车里面的环境感受来得到我们想要的答案。而是否满足舒适度我们可以通过房车里面空气的多种参数来得到例如：车厢温度与湿度大

21、小，还有含对人体有害的气体的含量等等一些来确定。而现代房车空调就是使车厢内环境调到对我们人体最舒服的状态，从而使我们的工作环境和生活环境大大的得到改善，从而提高旅行乘客和驾驶员对外出旅行的渴望度；房车环境必须保证乘客的健康，而且要使乘客在房车上学习和休息得到最好的环境需求。为了到达以上几个要求，我们可以对空调系统提出几个要求；1.房车空调能改变车厢内的温度大小 2.房车湿度情况也可以通过控制空调来改变 3.我们能通过调节空调来净化我们空气中的一些有害气体 4.最好空调还能控制空气流通情况 5.使外面的新鲜空气与车内空气交换 6.让冷气或者热气到达各个想去方向 。等等这些，如果房车装有空调会让其

22、更受广大消费者的欢迎。2.3 安装汽车空调的提出要判断汽车现代化程度看有没有安装空调是非常重要的环节，我们可以这么讲：每一辆汽车就必须安装空调让人们想到汽车就会联想到汽车空调。因为汽车空调能使我们所处环境感到舒服，通过空调来改变车厢里的生活温度湿度等等一系列的参数。当环境得到改善时，人们的幸福感也会提高让人们爱上出游不管天气情况如何。因为我们安装了空调。2.4 汽车空调的特点我们知道房车是开出去，遇到下雨天与日晒天在所难免。特别情况下还会遇到一些极端天气比如说泥石流 冰雹 台风等等，在这些天气下会造成我们经常出入房车，在这种情况下时我们会要求空调能快速自动调节车内各种参数以满足要求，那么说空调

23、的储备能力就能得到很好的体现了。我们知道房车有车门还具有车窗，如果设计很多的门窗就会造成一些问题比如空调工作时所需的密封环境，还有就是空调降温不会很明显因为隔热不好造成容易室外进行热量交换以上这些问题我们必须认真考虑的。房车在行驶在不同路段的车速会有很大的差别（特别是一些非独立式汽车空调系统，因为车辆的速度会影响到空调压缩机的运转快慢而导致人们不好控制空调）想随心所欲控制好车厢环境是非常困难的。我们知道房车车厢内会安装除空调之外的其他电器，车厢空间可能会出现不够用的情况，所以我们在安装空调时要最大化的利用车内空间，这些会导致空调的零部件紧凑，从而影响散热器的热交换速率。 房车在行驶的过程中运动

24、并不是一直平稳的，当出现一些特殊情况就会造成制冷剂泄漏。比如发生交通事故 山上落石撞击等等一些特别情况。所以我们在颠簸路段时应特别留意空调系统制冷剂是否泄漏。我们在安装房车空调是也应该注意它是否与车身的形状匹配。我们希望空调系统的机构能与整个车完美的结合在一起。为了车厢美观与整洁，考虑这些还是不够的，我们应该把房车的车身与底盘在其行驶时安不安全 震动大不大 纳入考虑的范畴。因为如果是一般的家用空调就不会考虑前面的这些问题。动力源多样结构紧凑、质量小2.5 汽车空调的组成压缩机 蒸发器 冷凝器 节流膨胀机构等等这些机构组成我们所说的空调，房车空调装置的组成和一般空调系统的组成大体上是相同的机构所

25、组成。现在下面我们就一一对空调组成的部件进行选题的分析具体如下。2.5.1 房车空调压缩机的选取如果要从空调上选择一个最重要部件那么就非空调压缩机不可了，它代表着空调的心脏。心脏的作用就是通过为人体循环血液为我们身体各个器官提供能量，而空调压缩机也是为空调系统循环提供所需要的能量与动力的装置，我们希望自动制冷而让其自动制冷的媒介就是所产生热量的大小。为了能满足要求我们应该为空调采用变排量压缩机。通过以上我们得出压缩机是空调非常非常重要的部件我们房车的空调系统是独立式的，所以房车空调的压缩机不能采用房车发动机而必须用其他发动机来带动它的运行，除了房车和一些客车空调系统是独立的，其余车辆空调系统不

26、是独立式的。由此可知，它们的压缩机全部由汽车主发动机为空调压缩机提供动力，这些安装非独立式空调的汽车在行驶时速度会改变，而这些改变会导致它们空调的压缩机的转速发生相应的改变，在汽车上空调的安装固定是通过一些支架再把支架与发动机固定住，这些固定连接我们可称为刚性连接。这些都会造成房车空调制冷系统对它们相配的压缩机会有非常严格的要求：. 因为房车是到处行驶的， 这些都会造成房车所处的环境变化大，具体表现为在不同的地方温度高低 湿度大小都是不一样，温度与湿度在各个地方起伏会很大，所以我们在选择设计压缩机和选用压缩机时应该保证满足以下几个要求；不管在什么极端天气情况时空调仍能具有让我们大家满意的降温

27、升温要求；. 房车不管是在低速行驶还是怠速时，空调系统也要提供我们一个舒适的环境，空调系统对房车处在不同工作状况要做出非常快速反应，总的来讲就是我们要求房车空调制冷能力要非常高与此同时它的工作效率也要提高。. 降温的速度要迅速，最好是当乘客进入车厢内时，具体上就是空调制冷系统应能在最短的时间内是乘客感受到舒适的环境；. 因为房车空调系统蒸发所需要的压力和冷凝所需要的压力在一个很大的范围里变化，怠速时达到很高的冷凝压力，这些原因会导致我们对空调压缩机必须具有比较好的耐压性和耐渗透性，而且为了能安全起见，我们可以考虑装一个泄压阀。表 1 压缩机类型 压缩机类型 特 点 立式压缩机结构与其他压缩机相

28、似，它的加工的工艺非常简单而且组成立式压缩机零件数量相对较少，工作时非常稳定，工作效率低，占用的空间相对较大，想要提高此压缩机的转动速度也是非常困难的 卧式压缩机斜板式压缩机它的活塞运动循环运动的，活塞缸数量也不少、它们的组成全部是采用铝制材料、润滑方式是相对先进的、组成结构非常简洁等措施，此压缩机体积较小质量也非常的低。缺点就是组成这种压缩机的部件很多，零件之间相互交换几乎不可能，加工起来也是困难重重。斜板式压缩机的能量调节忽大忽小，造成车内环境的不稳定和房车发动机无法稳定的运转，种种原因会导致此压缩机容易浪费能源。旋转式压缩机结构上是一环扣一环紧密组成的、效率值非常高、它的转速起来很快、但

29、是加工这种压缩机不容易，涡旋式和三角转子式这两种压缩机在最近才出现在人们视野中，它们的优点有占用空间小、质量小、效率值高、能节省很多的动力、而且非常节能环保成为了空调压缩机的代表之作。在能量调节上是平稳的没有突变，这些造成它能节省很多的能量。三角转子式压缩机这种压缩机是非常难加工出来的，就算做好了它的质量也非常容易出现问，这个缺陷导致现在国外已不再生产此压缩机了。涡旋式压缩机在隔绝外部空气上做的不错、对空间利用上也非常高效、利用空间效率值超过了90%；这种压缩机结构非常简单，相对组成部件也不多；在我们中国批量生产一段时间了，而且已有一些厂家实现流水线来生产此压缩机。开启式与容积式的压缩机是最经

30、常安装在房车空调上的两种压缩机，压缩机运转只有很少一部分是通过辅助发动机直接带动运转的，但是，几乎所有的压缩机运转是通过电磁离合器接着用带轮与发动机匹配连接所带动起来运转的。除了大型汽车外其他汽车空调压缩机绝大部分是用摆动斜盘式、旋转斜盘式、蜗旋式和滑片式。斜盘压缩机还可以分为以下两种分别为旋转斜盘式和摆动斜盘式，这些压缩机是用在空调上最广泛的，因为它的结构非常的紧凑，有利于向变排量压缩机转化。现在我们批量生产的出来的变排量压缩机，这种压缩机是通过改进斜盘压缩机慢慢设计出来的压缩机，蜗旋变排量压缩机真正在市场的份额上仅仅只占了非常小的一部分的。旋转压缩机组成是非常紧密的，它的工作效率也非常了得

31、，就算这种压缩机在高速运转也是可以的。但是想要加工出此种压缩机确实困难重重的，当汽车处在怠速时，这种压缩机的效率就会变得非常低。但是它们结构上满足了很多汽车厂所追求高转速的要求，伴随着我们国家工艺的进步、结构形式的改进，蜗旋压缩机的蜗旋盘在具体加工上会遇到的问题大部分已经得到很好的解决了。我们现在看空调压缩机发展趋势，可以总结出空调压缩机制造技术不断追求的目标就是：. 组成这压缩机的零件间是非常紧密的结合起来的 .压缩机不仅工作效率高而且可以节约很多能量 .运转起来是平稳的且不会产生严重的噪声 .压缩机不会造成环境破坏。如图图 2.1 空调压缩机发展趋势2.5.2 蒸发器的选用 我们现在第一步

32、讨论空调的热交换器。冷凝器还有蒸发器它们组合在一起就是我们最先讨论的空调的热交换器汽车空调的热交换器。随着技术的日新月异在使用铝制材料上的技术也日趋完善，我们现在非常简单就能生产出铝制的冷凝器和蒸发器相对于过去变简单了不少；我们可以使用各种各样的塑形技术而在装配上也是一样的，这些都是因为铝制材料相比其他金属密度较小，加工铝制材料比较简节，之所以使用铝制材料还是因为铝制的热交换器在气温较低时也不会发生材料破坏，铝制的材料还有很好的抗拉伸能力；我们都知道有铝制的餐具，那是因为铝对人说是无毒的。当遇到冲击时也不会火星四射，也不会被其他物体磁化，尤其是使用铝制材料不会危害到人身安全。综合以上几点我们能

33、得到使用铝制的热交换器是最好的选择。管片式 管带式还有层叠式等等这些种类都属于蒸发器芯和加热器芯的结构型式。管片式 管片式换热器内部组成与空调冷凝器有很多一样的地方，但是它们安装时所在的地方不是同一个还有就是对于空间内部大小等限制，造成它们在细小的形状有所不同而且形状大小也会出现一些偏差。如若我们将薄薄铝片分成不同的组排列在一起，接着我们再用高速运作的冲片机上冲压出折边孔，把肋片当做完整的一块，此外如果用几块相互组合也是可以做出来的。接着我们可以把圆孔插入肋片孔中，但是为了保护好铝箔孔边与圆管接触正常，减小它们的接触热阻，所以我们必须将已经安装好了的管片在专门的胀管机上进行胀管，做这些的目的就

34、是为了使管子和肋片相接触的地方产生我们所需大小的接触应力。管带式与管片式之间的差别有：我们通过经验可以总结出管带式的传热能力比管片式要好一些，一般来说强10%左右是非常正常的，但是在质量大小上管片式要比管带式大一些；零件的数量也比较少，这些都会我们管理起来更方便；在管子的相互连接处几乎不用焊接固定，这样就能很好的保证空调的制冷剂不容易发生外泄，管带式与管片式一比较就能发现前者不容易发生震动。想要把管带式的管子与散热带紧紧联系在一起，我就只能选择把它们焊在一起了，但是铝制材料的焊接过程太过繁琐，想要成功是非常困难的，这样的话我们空调的制冷剂传递就只能通过一条很长的管道了。而制冷剂在管道间传递就一

35、定会受到管道给的阻力，会造成我们制冷剂不好快速有效的传递。综上所述我们不应该选用管道。层叠式（板翅式） 层叠式蒸发器是把两块铝板冲压成非常复杂的形状完成的 ，叠加在一起构成的夹板组就是我们所说冷凝剂的通道了，而且在每每夹板之间有我们放置的破浪形状的散热带，接着一层一层堆在一起组成。层叠式蒸发器也必须用双面复合铝质材料，而且对于它们焊接要求非常严格，如果两铝板中间出现没有焊住的小间隙，这些情况出现冷凝剂就会很容易发生泄漏。所以如果选择形式的蒸发器就会造成它们加工要求非常严格，但是换热效率非常好，它们之间结构也比较紧凑。在目前是我们经常容易看到的蒸发器芯体结构形式。综上所述我们选择这种结构作为蒸发

36、器芯体结构层叠式蒸发器芯体的优点有很多比如说在热工作性能方面不错，体积较小和重量不大等一些方面有它的独特的地方。当是，它也并不是十全十美的它也存在一些弊端。比如以下几点：在生产中所使用的模具不好制造，就算能制造出来所花费也会非常高；在模具制造、装配、焊接的工艺非常繁琐；在一些情况下可能会发生制冷剂流动所造成的噪声非常大。所以下面我们就管片式、管带式、层叠式在各个方面进行全面的对比，结果如表2 表 2 各蒸发器比较结果2.5.3 冷凝器的选取冷凝器主要的用途就是让空调压缩机所排出来的高温高压制冷剂气体在空调冷凝器里面让金属管壁和翅片的与冷凝器外面空气进行冷热交换价低里面的温度，就是我们让高温高压

37、气态制冷剂液化为高温高压的液态制冷剂的过程，接着我们就可以让这个过程中所产生的热量排到外面去。空调制冷剂的换热我们可以把它们具体分为三个不同的阶段，分别是过热、两相和过冷这三个阶段。过热阶段与过冷阶段空调制冷剂所处的是单相状态，而在这个阶段进行的是显热交换过程；空调制冷剂会发生两个过程，第一个过程空调的制冷剂所发生的是集态变化，我们可叫冷凝，在这过程中发生热交换。而在我们空调冷凝器里，所产生的主要热量是因为制冷剂凝结阶段释放出来的。房车所使用的冷凝器我们考虑全部采用铝制材料，因为铝制材料的重量与其他比较较轻，我们对空调铝制材料冷凝器所采取的防腐蚀方法有以下几种，比如说阳极氧化、化学处理、阴极防

38、腐等都是可行的好方法。 冷凝器的结构型式有：管片式、管带式、鳍片式、平行流式。因为平行流式冷凝器是当前我们使用最多的一种，所以我们房车空调设计也可以考虑使用平流式冷凝器。房车空调系统中管片式的冷凝器与蒸发器大体上是差不多的，但是管带式冷凝器与管带式蒸发器也有一定的差异为以下几点：第一点就是扁管是采用横向布置的，而第二点就是扁管宽度相对来说要窄一点。当前我就不要再讨论管片式和管带式，现在我们认真讨论一下鳍片式和平流式看哪种才真正合适我们房车空调。冷凝器的鳍片式结构主要是因为在特殊形状型材的散热管表面直接铣削出鳍片状散热片而得到这个称呼的并不是凭空产生的。鳍片式在形式上是由管、片式的一体化，这些可

39、以让我们改善了它的散热的能力还有提高了抗振动的性能同时也节省了型材，最大的好处就是我们让管片之间不再需要焊接了，我们在加工的过程就可以在常温条件下了，这些导致我们可以节约能源所以在当时它被叫做最先进的冷凝器。不过因为它的生产需要专用的铣削设备，弯管也需专用夹具，这些原因导致很难真正推广下去。如果我们要生产非常多的这种冷凝器前面说了不好生产所以我们在房车空调安装中不采用鳍片式的冷凝器是正确的选择。空调平流式冷凝器空调平行流式冷凝器是从管带式冷凝器慢慢发展出来的一种冷凝器，它主要是由扁管和散热翅片合二为一的一种结构。它们之间的差别在于平行流式的扁管不是弯成蛇形的，而是由每根截断的。各有一根集流管在

40、两边的端口处，空调制冷剂由接口流入圆柱形或方形的集流管里面，之后分别流入椭圆形扁管，地流到对面的集流管之中，最终它们通过跨接管回到管接头座或另一管接头。集流管在中间有隔片，所产生的作用为分流和汇流。而且它们每段管子是不等取得，当进入冷凝器时空调制冷剂是气态的，在这种情况中它的体积当然也是最大化的，管子数目当然也是最多的。接着伴随着空调制冷剂放出热量液化成液体，在这个过程中它的体积当然也会减少很多，与此同时所占有的容积也会慢慢变小，这些原因就会造成管子数目也会减少。我们通过知道这种变化所采用的对管子布置方式就会得到最合适的冷凝器结构设计方案，同时我们对有效容积也会得到最大限度的有效使用，我们就可

41、以使空调制冷剂的流动情况和热交换更有效实用点。平行流式冷凝器是通过参考了一些管带式冷凝器的长处与一些先进的技术，通过这些借鉴使它变成了最受欢迎的一种冷凝器的形式。此外，空调平行流式冷凝器有其他的一种：我们称之为过冷式，通过在冷凝器上安装储液干燥器就变成我们所说的过冷式。下表为冷凝器的一些对比。表 3 冷凝器对比 2.5.4空调系统节流膨胀机构膨胀阀和节流短管在房车空调系统中被经常用来调节与控制流量的装置。使气流断开又能减小压力大小的装置我们称之为空调的热力膨胀阀，当我们空调的制冷剂流入温度小气压低的蒸发器时就会吸收很多热量然后气化，通过这个过程让温度下降，热力膨胀阀还有能根据空调蒸发器的出口处

42、的制冷剂过热度的具体程度来控制制冷剂流量的大小的功能。我们可以说H型热力膨胀阀是值得我们信赖装置，当我们用机械手来安装使用时也是非常便捷的，这个机构在房车空调系统用的频率也越来越多。膨胀阀感温包能根据蒸发器出口地方的空调制冷剂过热度具体程度来改变制冷剂流量的大小，这就是这个装置的工作过程。如果在某个时间段空调制冷量达到了一种平衡状态，但是在另一个时刻温度升高，导致空调蒸发器的制冷剂过热度也相应的增加，这个时候热力膨胀阀就会反应，通过加大制冷剂流量用来减少蒸发器里面的制冷剂过热度增长，通过这一系列的反应时其又会处在另一种平衡状态。 图2.2 H型热力膨胀阀的表面与内部形状它的特点如下：1、系统回

43、气会经过阀体内腔把这个过程作为如何调节的重要参数，组成非常简洁，这个系统能根据一些参数迅速做出相应的调节；2、当房车行驶在不平路面时也能正常工作；3、充注系统的热惯性极小，这就能使我们汽车空调只要一开启就能快速制冷；4、除了安装在离开蒸发器附近之外安装另外的地方也是可行的，安装、调换膨胀阀方便。使用H阀才能到达上面的各种限制，使用在这里我们就选择H阀2.5.5 其他部件还有一些空调系统的其他部件例如说液体指示器，还有就是一些接头等等这些空调部件。现在我们不去讨论怎样选取。2.6 汽车空调制冷剂的选择大家现在已近知道了汽车空调是由哪些部件组成的，知道了这些后还是不能完成整个空调系统的设计工作，因

44、为要使空调正常工作就必须要有制冷剂，考虑到环保 安全 有效等等问题我们下面就来讨论下怎么选取我们空调所需要的制冷剂。空调从发明到现在已有很长的时间了，但是能用来做我们空调制冷剂的就只有氟里昂12（R12）、氟里昂22（R22）、R134a三种可做选择。因为大家都知道氟里昂会与我们的大气臭氧层发生化学反应从而造成臭氧层漏洞。如果我们的大气臭氧层出现了漏洞，就不能阻止或者稀释太阳的紫外线的对人类所造成的伤害，由此可见我们大家禁止使用氟利昂是必须的，为了我们全人类身心健康，不能使用氟利昂就必须使用其他不会破坏环境的制冷剂来替代它。而R134a作为制冷剂能非常有效的制冷，所以我们现在就用它来代替氟利昂

45、，但是R134a也并不是十全十美的，它也有缺陷因为会产生温室效应。出来除了R134a我们现在很难找到更好的替代品，所以没办法我们就选R134a来取代氟利昂做我们房车的制冷剂。2.7 初步方案下面就是我们房车空调系统内部大概布置，下面我们还会对一些为什么选取的一些计算情况在后面我们会慢慢讨论。图 2.3 空调内部布置图3.汽车空调系统的设计及计算3.1 确定空调制冷量选择设计车型为远征者MAN TAG 6*6。在我们房车正常行驶时，我们可以选取6人作为车厢里的人数，对我们空调制冷量进行以下的计算。3.1.1 工况条件的确定1） 本次设计温度控制范围为：夏天22-27，冬天为16-18；2） 车内

46、相对湿度夏季是40%-50%；冬季则是40%-50%； 3） 车内流速以（0.150.4）m/s。夏天的时候我们选择最大值，而冬天我们选择最小值； 4） 汽车车内新鲜空气量的66/h（按照11/h*人算）； 我们知道需要选取适合我们房车的空调系统就必须通过一些参数来确定。但是并不是所有车型，我们参数都能选择一样的，而是应该根据具体车型与所处环境来选择。下面就是一些教我们怎样选择具体参数来计算我们空调的表格。但是下面的也只能作一种参考，不能完全照搬选择，我们还是要根据不同的情况自己去估计选择。表4 汽车空调夏季室内参数项目轿车旅游车面包车卡车温度/C2426252726282628相对湿度/(%

47、)5060506050605060空气流速/（m/s）0.250.50.250.50.250.50.250.5换气量/(/h人)2030203020302030二氧化碳（质量分数）%0.10.10.10.1氧（%）1820.71820.71820.71820.7粉尘（g/）3333垂直温差/（C/m）1.51.51.5= ，该压缩机的制冷量为：=3335.61W =2600W，所以所选择的压缩机满足需求。表 9 空调压缩机性能参数表 3.3 膨胀阀的选择前面我们通过计算得到了房车所需制冷量为，又因为 2600/3300=0.79冷吨，所以现在我们就采用0.8冷吨的膨胀阀。外平衡式膨胀阀的内部压

48、力从外部（蒸发器出口）导入，它能让我们知道蒸发口压力具体大小是多少，能够很好的减轻蒸发器里面压力降低形成的连锁反应。我们拿它与内部平衡式一相比，过热度非常小如果要达到一样的效果，我们能很好的利用蒸发器导热面积从而达到制冷的目的。如此可见0.8冷吨膨胀阀能很好的满足以上要求。3.4 蒸发器的设计计算3.4.1 工况参数确定下面是我们希望空调使房车车厢内空气所要达到的要求：干球温度=24，相对湿度50%；排出去空气参数：干球温度=13，相对湿度90%；现在假设这个时候大气压力为101.32Kpa，所以当温度到达0就能发生蒸发，能满足制冷的量为=2600 W，我们前面讨论了制冷剂，在这里我们选用R-

49、134a，要使我们的制冷剂流动就必须满足G=79.38kg/h=0.02205kg/s。1、当制冷剂进入里面的一些计算可得，比焓差为： （3-12）当制冷剂进入时我们在这里取它的干度为0.3又因为它的蒸发温度为=0，查R134a的LgP-h图，有,我们可以算出制冷剂在出口出比焓值大小为，通过前面的计算我还可以接着得到蒸发器出口处的制冷剂温度为，则过热度为-0=9.633.4.2初步规划散热板及翅片与百叶窗的具体大小形状如下图所示 图3.1 蒸发器尺寸规划图散热板：宽度=30mm， 高=3.0mm，铝板厚度=0.5mm，边缘宽度3.4mm， 如图可知里面隔板的宽度大小3.7mm，通过前面这些数据

50、可以得出内部流道尺寸、分别为=-2=3.0-20.5 mm =2.0mm （3-13）=-23.4-3.7 =30-10.5mm=19.5mm （3-14）翅片：宽度=30mm，高度=7.9mm，厚=0.1mm，间距=1.8mm；百叶窗：窗间距大小为=1.1mm，窗长度的大小=6.8mm，窗角度大小为37；（1）一米散热板长里面表面积 =2（）=2（2.019.5）=43 （3-15）（2）一米散热板长外部表面积大小 =2（）=2（3.030）=66 （3-16）（3）每米散热板长迎风面积为=（37.9）=10.9 （3-17）（4）每米散热板长翅片表面积为=27.930=263.3 （3-1

51、8）（5）每米散热板总外表面积为=66263.3=329.3 （3-19）（6）肋通系数为 （3-20）（7）百叶窗高度为 =0.5tan=0.51.1tan mm =414.7 mm （3-21）（8）散热板里面孔水力的直径大小为 （3-22）（9）翅片通道水力直径大小为 （3-23）3.4.3在干爽的情况下和湿工况下潮湿的情况下空气侧表面传热系数的计算（1）我现在假设迎面而来风速为=4 m/s，再由我们前面所得到的，可以算出最小截面处风速大小 （3-24） （2）按空气进出口温度的平均值，查取空气的密度，动力粘度，热导率，普朗特数=0.703，由此可知：雷诺数 （3-25）传热因子 （3-

52、26） 努塞尔数 （3-27）表面传热系数： （3-28）3.4.4、计算析湿系数与湿工况下空气侧表面传热系数出风温度：干球温度13，相对温度90%；则比焓值（干空气），进风温度为：干球温度17，相对湿度50%，比焓值为（干空气）.求析湿系数为 （3-29）当所处的环境为潮湿的情况下时，在这种情况下我们知道空气侧表面传热系数 （3-30）3.4.5、我们大概得到迎风面积大小还有总共的传热的面积大小计算空气质量流量 （3-31）计算迎风面积 （3-32）我们可以得到以外表面为标准的总传热面积大小如下 =0.969 （3-33）我们设散热板长度大小为，在这里选12块，经历一个循环 （3-34）取=

53、0.250 m3.4.6 制冷剂侧表面传热系数的计算 当=0，通过查表可知当R134a饱和时的热力性质表和热物理性质图，得到如下计算结果：液态制冷剂的密度 液态制冷剂的动力粘度 制冷剂处于液体状态时的普朗特数为 气态制冷剂的密度 气态制冷剂的动力粘度 制冷剂处于气态时它的的热导率 我们现在已知制冷剂在它进入时的干度大小是为0.3，在其出口处温度过高，我们可以得到平均干度大小为 （3-35）由此，可以计算其余参数的平均值。动力粘度的平均值为 （3-36） 一块散热板所需要的制冷剂单位时间内所流过的质量为 = （3-37）我们散热板里面孔的制冷剂单位时间内所流过的质量为为 （3-38） 雷诺数为 （3-39）干度的平均值 5262.012792462749.0Re62749.083.083.0=+=+=-coredox (3-40)从上面我们可以知道，制冷剂干度是在0.30.52621区间内不断变化的，过热蒸汽区紧紧