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1、汽车空调的发展动态研究汽车空调的发展动态研究XXXX摘摘 要：要：汽车空调作为现代汽车的必备装置之一，在近几年得到了非常迅速的发展，本文总结了汽车空调的发展史，并对汽车空调主要部件、配套设施以及控制系统的发展历程和发展方向做了总结性的研究。为汽车空调产业的发展以及汽车空调生产厂家的设计方向提供一定的技术参考。关键词：关键词：汽车空调 发展史 发展动态 随着汽车工业的发展，汽车空调已经不再是奢侈品，转而成为衡量汽车质量和舒适度的必要参考。汽车空调的配置与舒适度已经成为制约汽车销售量的重要因素之一。作为汽车空调的生产厂家，我们应该积极应对汽车发展的需要，满足人们对汽车空调各个方面的需求，全面了解汽
2、车空调的发展动向，主动进行技术改进，才有更多的机会争取市场份额。1、汽车空调发展史、汽车空调发展史汽车问世已有 100 多年，但第一台较完整的汽车空调装置到 1927 年才出现，也仅是具备加热器和空气过滤系统。直到 1940 年才由美国帕卡德（Packard）汽车公司1第一次提供了通过制冷方式使室内空气变凉爽的方法，但也只是把房间空调器搬到汽车上。后来演变成将制冷部件插入原来的暖风系统中，即车内的空调部分是在原来的暖风系统基础上增加了制冷用的蒸发器，仪表板上增加了制冷量的操纵杆及内外循环进风门装置等。这样的结构操作繁琐、使用不便。且在当时的生产条件下，暖风机是必装件，而制冷部件仅仅是选装件，因
3、为它被视为奢侈豪华的象征。随着时代的发展，制冷部件的优越性慢慢体现出来，空调的需求量大增。直到 20 世纪 50 年代以后，汽车空调才开始了实质性的进展，并在结构、性能和技术上迅速发展。直到今天，几乎没有不装空调的汽车。国内的汽车空调起步稍晚，但发展速度惊人。上个世纪 60 年代，空调仅在红旗轿车上采用；80 年代开始在上海牌轿车及少数小型客车上试装；到了 80年代后期，上海桑塔纳轿车队空调的大量采用，使得我国汽车空调制造业和技术得到了实质性的进展。汽车空调产业开始自成一体，拥有了专业的技术发展目标，并针对性地对压缩机、换热器、膨胀节流机构、干燥储液器、动力源等提出了特殊的要求。2、重要部件的
4、发展、重要部件的发展压缩机、冷凝器、蒸发器、节流机构被俗称为制冷系统四大件，作为车用空调系统用的重要部件也根据需求的不同在各自的领域里有了进一步的发展。2.1 压缩机的发展压缩机的发展前边内容中提到，最初的汽车空调只是把房间空调搬到汽车上，因此采用的压缩机为立式曲柄连杆式压缩机，与普通的制冷压缩机相近。由于这种压缩机结构笨重，占用空间大，后来被结构紧凑体积较小的斜盘式压缩机代替，并占领车用空调市场很长一段时间。旋转式压缩机的出现，凭借其体积小、效率高等特点受到车用空调的亲睐。但旋转式压缩机因其制造工艺要求高，密封问题不易解决等原因没能迅速发展，被后来的蜗旋式压缩机替代。目前国内外的车用空调压缩
5、机仍然以斜盘式、旋叶式和蜗旋式为主，结构紧凑、重量轻、节省能源。压缩机的设计正朝着减少重量和体积、降低噪音和增加振动稳定性的方向发展2。2.2 换热器的发展换热器的发展蒸发器与冷凝器的发展主要体现在材料、管片形式以及蒸发器与冷凝器的结构形式等三个方面。其要求和目标是一致的：换热效率高、体积小、质量轻。铜材和铝材凭借导热系数的优势占据了换热器材料市场，而铝材又因其密度优势几乎将铜材挤出换热器市场，当然，还有少数大客车空调器使用的是铜管铝片。换热器的结构从管片式（又称套片式、翅片式）向管带式发展。现在蒸发器主要向层叠式（板翅式）发展，冷凝器主要向平行流式发展，层叠式和平行流式的内部结构又在不断的发
6、展变化，以进一步提高换热效率和减轻重量。随着人们对臭氧层保护的日益重视，汽车空调制冷剂也需要采用对臭氧无害的工质来替代传统的氟利昂工质，这就对换热器的设计和制造提出了新的要求。在已有的管带式结构的换热器中直接充灌新工质会使空调制冷系统的性能下降。经过不断的研究，无论是改造已有的管带式换热器还是研制采用新的换热器结构都取得了较好的进展，并出现了两种成熟的结构，即冷凝器采用的平行流结构和蒸发器采用的层叠式结构。随着汽车空调系统全面采用替代工质，这两种结构因其良好、稳定的性能一直使用至今。替代工质 R-134a 是一种过渡性工质，处于对环保的考虑，欧洲国家开始在轿车上装备 CO2跨临界循环汽车空调系
7、统3为了满足 CO2跨临界的热力性质，一种新型的气体冷却器被开发出来，这种新型的汽车空调换热器具有良好的耐高压能力，系统能够在 CO2跨临界状态的高压下工作，作为新型换热器，这种气体冷却器更加紧凑，它的设计体现了汽车空调换热器的进步。2.3 膨胀节流机构的发展膨胀节流机构的发展汽车空调上最初使用的膨胀节流机构是内平衡膨胀阀；为弥补蒸发器内部压力损失的影响，发展为外平衡膨胀阀；为提高感温系统得灵敏度，提高膨胀阀的抗振性能，便于系统安装连接，研制开发了 H 型膨胀阀，又称块阀。H 型阀本身又在不断改进、简化。在汽车的正常行使过程中，由于工况变化不大，空调系统不会主动要求制冷剂流量的变化，这就为采用
8、膨胀节流管提供了依据。1974 年美国 GM 公司研制成功了一种周期性利和节流管方式（以下简称 CCOI 方式）4，它用塑料节流管代替热力膨胀阀，并利用压缩机周期离合方式控制流量。因为节流管没有运动部件，结构简单，成本低，可靠性高，同时节省能耗，很多高级轿车都采用这种方式。然而，随着汽车电子化的发展和控制方式的改变以及新型制冷剂的采用，电子膨胀阀已悄然出现在新型汽车空调系统中并有占据市场的趋势。3、配套设施的发展、配套设施的发展新一代的空调系统能比传统空调系统节省 30%的能耗，运用多传感器技术使得 HVAC 能自动控制车内的湿度、温度、空气流速和阳光照射，既能很好地控制出风温度、冷凝风扇速度
9、，实现 CEU 自动控制，去除车内异臭及有毒气体，很好地防止眼睛和呼吸粘膜的不适，减少冷凝风扇的噪音，也能很好地防止车窗玻璃起雾，确保行驶安全，同时避免在空调运行中使空气变干燥。以 Valeo公司的新型空调系统为例，该系统采用了自动内循环模式，由一个环境污染传感器控制，当传感器检测到外界空气中有一氧化碳和二氧化氮等有毒气体时，内循环风模式自动启动，将有毒外界空气隔绝在乘员舱外。自动内循环模式能在 1.85 秒内迅速关闭进风风门，减少 20%的污染物浓度和 40%的不良气味。系统配置的香味传播器，可由乘客自己选择所喜欢的香味，以保持车内空气的清新。valeo 将光催化剂(Ti02)均匀涂在蒸发器
10、及暖风机箱体内，能通过光学作用去除有毒气体、杀灭细菌，其良好的再生功能保证了很长的使用寿命。据试验结果，在内循环风模式下 6min 后可去除空气中 70%的甲苯。DENSO 同样也发明一项技术，将一种不易枯附难闻气体的树脂材料涂在热交换器上，可除去车用空调散发出的难闻气体，此项技术已应用在丰田花冠汽车上。HVAC 与汽车仪表板做成一体的复合式结构也逐渐成为主流。如德国BEHR 公司的专利产品 TSM 一热力组件模块，能减少分部件成本、整车总装配成本和总成件的重量，并能节约所占的车内空间。全自动空调系统的发展更加个性化和舒适化，采用汽车辅助加热系统、负离子发生器和车用冷藏箱提高乘车的舒适性。利用
11、功能集成化技术，将全自动空调与汽车音响合二为一，共用一个显示屏，以解决仪表板位置紧张的矛盾。为满足乘员对空调温度控制的不同要求，可在前排座椅间安装一套小空调系统，它同样由一个单独的鼓风机、蒸发器芯子、暖风芯子和风门控制器组成，可选择对后排座椅的左侧或右侧送风调控温度，这就是所谓的四区空调系统或个性化乘员空调系统。4、控制技术的发展、控制技术的发展舒适度是人们对汽车空调最直观的要求，人感到最舒服的温度是 2028，超过 28，人就会觉得燥热；超过 40，即为有害温度，会对人体健康造成损害；低于 14，人就会感到冷；当温度下降到 0时，会造成冻伤。因此，空调应控制车内温度夏天在 25，冬天在 18
12、，以保证驾驶员正常操作，防止发生事故，保证乘员在舒适的状况下旅行。人觉得最舒适的相对湿度在5070；流速对人体舒适性影响很大。夏季，舒适的气流速度一般为025 ms 左右，不宜超过 05 ms；冬季，一般为 015020 ms，不宜超过 03035 ms。洁度（车内空气的清新度）影响驾乘人员身体健康。汽车空调必须具有对车内空气进行过滤的功能，以保证车内空气的清新度。为防止人体缺氧，产生疲劳、头痛和恶心，车内每位乘客所需新鲜空气量应为2030 m3h，二氧化碳（体积）浓度应保持在 01以下5。这些要求对汽车空调的性能和控制系统提出了近乎苛刻的要求，而微机的出现为汽车空调控制系统的发展开辟了关阔的
13、前景。汽车控制系统由传统的机械式电子式发展到现在自动控制，为汽车空调的普及和应用提供了很好的铺垫和平台。更加人性化和智能化的控制系统的开发和研究将会是汽车空调发展的热点，也是难点。将模糊控制理论应用在汽车空调控制器上将大大提高系统的稳定性和准确性。汽车空调器控制系统得不断进步，提高了汽车空调的综合性能，目前和今后一段时间，汽车空调控制将朝着网络化和功能集成化的方向发展。5、总结、总结汽车空调作为现代汽车的必备装置之一，它的发展在一定程度上反映了汽车的发展；同时，汽车的人性化、智能化、舒适化发展也对汽车空调的发展提出了更高的要求。为了适应汽车的发展，车用空调生产厂家必须紧跟市场步伐，在空调设计思路上有所突破和创新，积极主动地应对汽车发展对空调提出的各种要求，向着人性化、智能化的方向迈进。参考文献：参考文献：1 陈孟湘，汽车空调的发展（一） （J） ，汽车与配件，2002（27）：17-192 李筱峰，汽车空调发展分析（J） ，制冷空调，2004 年 25（100）：66-683 陈江平，穆景阳，刘军朴等，二氧化碳跨临界汽车空调系统开发（J） ，制冷学报， 2002，(3)：14174 陈孟湘，汽车空调的发展（二） （J） ，汽车与配件，2002（28）：21-255 凌晨，汽车空调系统的组成与原理（J） ，汽车电器，2005（5）：31-37。
