第四節 汽車空氣調節的內容

一、汽車空調的功能

所謂空氣調節（簡稱為空調），是指根據人的舒適性方面的要求，對空氣的溫度、濕度、潔凈度及流動速度等進行必要的調節，使之符合人的需要，如圖1-20所示。空調系統使駕駛車輛時的感覺更加舒適。空調系統向車廂內吹入涼爽、干燥的空氣，使車廂內部保持適宜的溫度。汽車空氣調節的內容（圖1-21）主要包括以下幾個方面：

1.調節車廂內的空氣溫度

對空氣溫度的調節包括冬季加熱和夏季降溫兩種情況。加熱一般是利用冷卻液或排氣管的余熱來進行的；降溫則必須用專門的制冷設備，即汽車空調制冷系統來進行。在實際中，當氣溫在25℃時，人感到最舒適。當使用汽車空調系統制冷時，設定的制冷溫度比環境溫度低5～10℃即可，過大的車內、外溫差，不但使乘員易患感冒，而且壓縮機工作時間過長，不但導致壓縮機故障增多、壽命縮短，而且耗費過多的功率。推薦使用的調節溫度為：冬季18～20℃，夏季25～27℃。

圖1-20 汽車空調系統的作用

圖1-21 汽車空氣調節的內容

2.調節車廂內的空氣濕度

空氣的濕度是指空氣中水蒸氣的含量百分數。對濕度的調節一般都是降低濕度，即除濕，特別是在夏季尤其如此。在同樣的溫度下，濕度越大人感到越熱。因此，在降低溫度的同時降低濕度能使人感到更涼爽、更舒適。濕度的降低是通過車內空氣中的水蒸氣在蒸發器表面凝結成水，然后流出車外完成的。

我國南方比北方的空氣濕度大；夏天比冬天的空氣濕度大；雨天比晴天的空氣濕度大（雨天時的空氣濕度幾乎達100%）。我國南方夏季的空氣濕度約70%～80%，冬季約60%～70%；北方夏季約60%～70%，冬季約40%～50%。人感到最舒適的空氣濕度是60%～70%。實踐證明，如果空氣濕度過小，人會感到口干舌燥；相反，若空氣濕度過大，人又會感到悶熱憋氣。因此，當空氣濕度過大或過小時，都應進行調節。

3.調節車廂內的空氣潔凈度

汽車門窗長時間關閉，車內充滿了人呼出的二氧化碳和排出的汗味等各種影響空氣潔凈的氣味，因此必須將這些難聞氣味除去。可采用引入外界新鮮空氣（經過濾）、使用活性炭吸附劑、安裝負離子發生器等方法來解決。

4.調節空氣流動速度

汽車空調系統的空氣流動速度包含兩個方面的含義：一為車內、外空氣的交換速度，即引入外界新鮮空氣的比例，外界新鮮空氣進入量的多少由新鮮空氣閥門開度的大小來控制。二為內部空氣的流動速度，主要解決車廂內溫度不均現象。這種情況主要由出風口的位置、出風方向、鼓風機檔位等來決定。

5.過濾、凈化進入車廂內的空氣

汽車在路面上行駛時，發動機排氣管中的廢氣以及道路上的灰塵、花粉等雜質隨時都有可能進入車內，造成車內空氣臟污；由于汽車室內空間小，人員比較集中，很可能造成缺氧和二氧化碳濃度過高的情況，因此需要汽車空調具有將車外新鮮空氣引入到車內進行通風的功能，同時還應具有過濾和凈化空氣的功能，以保證駕駛人的行車安全以及車內人員的身體健康。

汽車空調采用的空氣凈化裝置通常有空氣過濾式和靜電集塵式兩種。空氣過濾式的送風處和回風處設置有空氣濾清裝置，以便能濾除空氣中的灰塵和雜質，它的結構簡單，只需定期地清理濾網上的灰塵即可，廣泛地應用在各種空調系統中。靜電集塵式是在空氣的進口處設置一套靜電除塵裝置或單獨安裝一套用于凈化車內空氣的靜電除塵裝置，這種裝置過濾和凈化空氣的效果比較好，一般還具有殺菌、除臭等功能，因此這種空氣凈化裝置通常在高級的轎車上才有應用。

二、汽車空調的特點

汽車空調使用的特殊性，決定了它在結構、材料、安裝、布置、設計、技術要求等方面與普通空調有較大的區別。汽車車廂內工作條件比房間要惡劣得多，如汽車直接暴露在太陽下或風雪下，隔熱措施困難；汽車在行駛時有大量風沙、廢氣從各種縫隙鉆入車廂，造成車廂的空氣污染并增加熱負荷；汽車的行駛速度變化無常，難以保證穩定的空調工況等。概括起來，汽車空調的特點有如下幾點。

1.要求制冷量大，降溫迅速

①作為汽車空調的對象，汽車車廂容積狹小，人員密集，有時流動性還較大，車身熱工性能和密封性能都較差，其熱、濕負荷大，氣流分布難以均勻，因此，要求所配備的汽車空調機組制冷量要大，能迅速降溫。

②太陽入射熱負荷大，而車廂隔熱困難。車內溫度決定于暴露在太陽下的表面積與車廂內容積之比以及門窗面積與車廂表面積之比。

③在我國大部分地區，夏季汽車長時間停在烈日之下，車內溫度會上升到50℃以上。

2.動力源多樣

汽車空調系統不能用電力作動力源，原因是設計上比較困難，轎車、輕型汽車及中型客車其制冷所需的動力來自同一發動機，這種空調系統叫非獨立空調系統。對于大型客車、冷藏車，由于所需制冷量比較大，采用專用發動機驅動，故稱為獨立式空調系統。

在動力源的處理上，汽車空調比普通的房間空調要困難得多，至今為止，其壓縮機不是靠發動機就是靠輔機驅動，這就決定了汽車空調壓縮機只能采用開啟式結構，這帶來了軸封要求高、制冷劑容易泄漏的問題。當空調壓縮機由發動機驅動時，其制冷能力隨車速和負荷的變化較大。當汽車慢速行駛或怠速狀態時，其制冷能力較小，難以維持穩定的空調工況，甚至無法正常工作。

3.系統中制冷劑流量變化幅度大，設計困難

對于發動機驅動的汽車空調，由于汽車車速變化大，發動機的轉速可從600r/min變到4000r/min，壓縮機的轉速與發動機轉速成正比，因而壓縮機的轉速變化也可能比發動機轉速高7倍，這對汽車空調系統的流量控制、冷量控制等方面的設計造成了困難。

4.冷凝溫度（壓力）高

對于轎車、貨車、小型旅行車等大多數車輛，冷凝器置于汽車散熱器的前面，其散熱效果受發動機散熱器輻射的熱量、汽車行駛速度、路面塵土污染的影響，尤其在汽車怠速或爬坡時，不僅冷凝器溫度及冷凝壓力異常升高，而且影響汽車發動機散熱器散熱。

5.制冷劑容易泄漏

由于汽車在顛簸不平的道路上快速移動、振動厲害、連接處容易松動，冷凝器容易因被飛石擊傷或泥漿腐蝕，而產生滲漏現象。汽車要能適應道路顛簸等各種路況，因此對包括汽車空調系統各組成部件在內的零部件振動、噪聲、安全可靠等方面的技術要求更嚴格。為保證汽車空調工作的可靠性、減少制冷劑的泄漏，對壓縮機的密封、制冷劑管路的連接和冷凝器防腐蝕與防擊傷等措施，都比普通空調要求的高。

三、汽車空調的組成

汽車空調系統的功用是調節車內溫度（即提供冷氣與暖氣）和通風凈化空氣。汽車空調系統是由制冷系統，采暖系統，配氣、通風系統，控制系統和空氣凈化系統等多個子系統組成的。在現代汽車上，采暖與空氣調節系統已具有新鮮空氣的通風功能，在英文中也常用縮寫字母HVAC（Heating Ventilating Air Conditioner）來表示，因此又稱為采暖通風與空氣調節系統。各型汽車空調系統的組成大同小異，圖1-22所示為桑塔納3000空調系統部件布置。

（1）制冷系統 制冷系統主要由壓縮機、冷凝器、儲液干燥器、膨脹閥、蒸發器、冷凝器散熱風扇、鼓風機、制冷管道和制冷劑等組成，如圖1-23所示。空調系統對車內空氣和由外部進入車內的新鮮空氣進行冷卻和除濕，使車內空氣變得涼爽舒適。

（2）采暖系統 對車內空氣和由外部進入車內的新鮮空氣進行加熱，達到取暖和除濕目的。典型的取暖系統如圖1-24所示。

（3）配氣、通風系統 配氣系統由進氣模式風門、鼓風機、混合氣模式風門、氣流模式風門和導風管等組成。汽車駕駛室內或室外未經調節的空氣經鼓風機作用送至蒸發器或加熱器處，此時已被調節成冷空氣或暖空氣的空氣流，根據風門模式伺服電動機開啟角度而流向相應的出風口，如圖1-25所示。通風系統將來自外面的新鮮空氣吸入車內，起到通風和換氣的作用，它主要由安裝在車身上的風口組成，包括車窗下部、轎車尾部等。

圖1-22 桑塔納3000空調系統部件布置

1—D管（壓縮機至冷凝器管路） 2—低壓維修接口 3—空調壓縮機（型號：SE7PV16A R134a） 4—S管（蒸發器至壓縮機管路） 5—高壓維修接口 6—蒸發器 7—環境溫度傳感器 8—進風罩 9—暖風和空調調節裝置 10—新鮮空氣風箱 11—L管（儲液干燥器至蒸發器管路） 12—儲液干燥器總成 13—C管（冷凝器至儲液干燥器管路） 14—冷凝器

（4）控制系統 控制系統主要指的是控制面板（圖1-25）以及控制電路（圖1-26），控制系統對空調制冷系統和加熱系統的溫度、壓力進行控制，并對車內空氣的溫度、風速進行控制，以滿足駕駛人對車內環境的需求。

圖1-23 制冷系統的結構

圖1-24 汽車余熱取暖裝置

圖1-25 新款寶馬X5汽車通風配氣系統出風口的布置

1—吹向風窗玻璃和側窗玻璃的氣流 2—吹向上身范圍的氣流 3—吹向腳部空間的氣流 4—吹向腳部空間的氣流（后座區） 5—吹向上身范圍的氣流（后座區） 6—自動氣流分配 7—獨立氣流分配 8—溫度（左側車內空間） 9—溫度、空氣輸送量顯示 10—溫度（右側車內空間） 11—除去車窗玻璃上的冰雪和水霧 12—空調 13—自動空氣循環控制（AUC） 14—后窗加熱 15—空氣輸送 16—最大制冷或余熱利用 17—帶車內溫度傳感器的進氣格柵

（5）空氣凈化系統 空氣凈化系統可以除去空氣中的灰塵、異味及其他有毒氣體，使空氣變得清潔干凈，有助于乘員的身心健康，空氣凈化系統如圖1-27所示。高檔車輛的空氣凈化系統除上述功能外，在系統中還有殺菌燈和離子發生器，如圖1-28所示。

圖1-26 長安汽車空調控制電路

圖1-27 空氣凈化系統

圖1-28 有殺菌燈和離子發生器的空氣凈化系統