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0 前言
汽车空调系统，是对车内温度、湿度以及空气循环模式等车内环境因素进行调节的控制系统，行业内一般简称为HVAC 系统（Heating, Ventilation, Air-conditioning and Cooling）。新车型开发验证过程中，需要对HVAC 系统的制冷、采暖、除霜除雾等主要性能参数进行把控，下文将针对HVAC 系统制冷性能提升的意义、系统原理、提升方案进行探讨展开。
1 空调制冷性能提升的意义
以我国市场为例，陆地南北跨度大，部分地区冬、夏季时间长，气候极端，南京、重庆、武汉等城市夏季最高温度可达38℃，而吐鲁番等旅游热门城市夏季平均气温在41℃以上，在这样的地域和气候环境因素影响下，空调系统自然是汽车不可或缺的装备。此外，J.D.POWER 调查显示，“空调系统–冷气不冷–冷得不够快”是顾客最频繁提及的可靠性问题之一，提升汽车空调制冷性能对提高顾客用车满意度具有重大意义。
以某品牌轿车为例，用黑外观深内饰风格的车辆在外界气温38~41℃，日照强度800~950W/m 2
的自然环境下进行3小时的暴晒升温试验，对车内零件表面、空气温度变化进行监测。测试结果表面，驾驶员头部位置空气温度超过75℃，而仪表台表面温度最高可达101.8℃，而此种暴晒工况也是上述高温城市顾客常用工况。在这样的热负荷下，将对汽车空调系统制冷性能提出重大考验。
2 空调制冷系统原理说明
2.1 空调制冷系统工作原理
空调系统制冷时，主要是通过压缩机对冷媒做功，冷媒在冷凝器进行热交换，并在蒸发器对车内热空气进行冷却，最后重新被压缩机重
新吸入，详见以下四个步骤。
图1 空调制冷系统工作原理图
①低温、低压气态冷媒经压缩机压缩后，变成高温高压气态冷媒，并被送进冷凝器；
②高温高压气态冷媒在冷凝器与外界空气进行热交换，放热后变成高温高压液态冷媒，并快速流经膨胀阀；
③高温高压液态冷媒由于膨胀阀的节流作用，变成低温低压气雾态冷媒，流向蒸发器；
④低温低压气雾态冷媒在蒸发器处与鼓风机抽进的车内热空气进行热交换，热空气放热变成低温空气再吹入乘员舱内，而冷媒吸热蒸发，变成低温低压气态，被压缩机重新吸入。 2.2 热交换过程：
空调系统制冷时主要在蒸发器与冷凝器两处进行热交换，作用主要如下：
（1）蒸发器：将车内热空气降温，并通过鼓风机重新吹入乘员舱内，以达到乘员舱降温目的。
（2）冷凝器：经过蒸发器吸收了车内空气热量的冷媒被压缩机压缩后变成高温高压气态，在此处与外部空气进行热交换放热，间接地将车内空气的热量在此处释放，以最终达到热量由乘员舱流向外部环境的目的。
3 空调制冷性能提升方案探讨
空调制冷性能提升主要分为两个方面：增加对冷媒的做功量、提高热交换效率。增加冷媒做功量常用的方案为更换高排量/高效率压缩机，对应地系统制冷功率会提高，然而缺点是需要重新开发标定，周期长，整车油耗与零件成本对应上涨，对于中改款与年款车型可操作性较低。因此，受成本、周期与平台化等因素制约，目前大部分主机厂主要通过改善热交换效率以提升空调制冷性能，下面我们将对提高热交换效率的几个方案进行探讨。
（1）空调同轴管：在制冷系统工作原理中曾经介绍过，一般空调系统换热主要发生在冷凝器与蒸发器。同轴管作为新增的中间热交换器，利用上图管④（内管，管壁温度约为3~15℃）为上图管②（外管，管壁温度约为65~82℃）降温，实现二次换热，从而提高空调制冷效率。 通过环境仓验证，同轴管对整车制冷性能在中低速(30~50km/h)以及怠速工况改善效果较为明显，以轿车为例，匀速行驶达到热平衡时，乘客头部平均温度可降低3~4℃，而高速（90~110km/h）工况可以降低2~3℃。
（2）冷凝器密封导流：冷凝器换热过程实际为乘员舱内热量释放至大气中的过程，因此，冷凝器换热效率对空调制冷性能影响重大。冷凝器一般与散热器、散热风扇作为汽车前端模块的一部分布置在进气格栅后。车辆怠速、低速行驶时，冷凝器主要依靠散热风扇与迎面风进行换热。这种情况下，机舱内高温空气容易通过周边的空隙回到冷凝器前端，被散热器风扇重新吸入冷却冷凝器，即热风回流。与通
过外界低温空气冷却相比，冷凝器换热效率大大下降。试验中一般通过在冷凝器及散热器前方布置4×3（根据不同品牌车型冷凝器面积调整）的热电偶，确认热风回流发生的位置。当冷凝器迎风侧某一点温
汽车空调制冷性能提升探讨
陈 宇
（广汽乘用车有限公司，广州 511434）
摘 要：随着国内外汽车消费市场的成熟，消费者对汽车的理解也从过往的交通工具逐步提升到“移动空间”，越来越多汽车制造厂商把为顾客创造愉悦的移动生活作为自己的品牌使命。在新车型开发验证过程中，顾客驾乘体验舒适性更是被放在首要位置，而汽车空调系统便是影响顾客驾乘体验的重要一环。本文主要简述空调制冷性能提升的意义和系统的工作原理，并选取几个通过改善热交换效率提升空调制冷性能的方案进行对比分析，探讨不同方案的改善效果，对汽车空调制冷性能提升改善方向有一定的借鉴和参考作用。关键词：汽车空调系统；制冷性能；热风回流；密封倒流
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度较其他点温度高或远高于外界环境温度时，可以判断该点周边存在热风回流现象。
为有效减少发动机机舱内高温空气回流至冷凝器前，一般需要在冷凝器、散热器、中冷器周边增加泡棉或软橡胶等材料进行前端模块密封导流。通过环境仓对比验证，密封导流方案对空调制冷性能改善效果明显，匀速工况达到热平衡后，乘客头部平均温度下降约1~3℃，其中怠速工况改善效果最为明显。
此外，密封导流方案可有效地解决怠速、低速工况下因热风回流引起的压缩机负荷过高自动切断保护，空调系统失效出热风的情况。经高温环境仓与中东实地验证，长怠速工况下，冷媒高压管压力可下降2~3bar，有效改善城市拥堵走停工况下的空调制冷性能不佳甚至失
效的课题。
图2
（3）增加散热风扇功率：单位时间抽入用于冷却冷凝器、散热器的空气的量增加，怠速和低速工况下，可以有效提高冷凝器、散热器换热效率，改善效果与散热风扇提升的功率相关。但对于因热风回
流现象引起的制冷效果不佳，增加散热器风扇功率存在前端模块由于抽入更多机舱内高温空气用于冷却，对空调制冷效果改善不明显的可能，同时随着功率的提升，整车油耗以及零件单件成本也会同步上涨。 （4）增大冷凝器面积：在空气流速不变的情况，增大冷凝器面积可以有效提高换热量，增加空调舒适性。当然也存在弊端，在低速工况下，由于迎面风风速较低，总换热量较少，随着冷凝器面积增大，冷凝器换热量将会增加，而相应地散热器换热量将会减少，发动机冷却系统冷却性能将会下降。由于热风回流主要发生冷凝器、散热器边框四周，增大冷凝器面积，冷凝器中部与外界低温空气换热面积将会增大，可适当缓解因热风回流引起的空调自动切断的情况，推迟空调切断保护的时间，但改善效果有限。另外，由于冷凝器面积变大，涉及前端模块布置变更相关问题，可操作性较低。
4 结语
综上所述，本文主要探讨了提高空调制冷系统热交换效率的几个方案，如同轴管，密封导流，增加散热风扇功率，增大冷凝器面积等。现实应用中，不同方案间并不互斥，可以根据设计性能，成本，开发
周期，布置便利性等因素，考虑某个或者多个方案并行，最终达到提高制冷系统性能的效果。
作者简介：陈宇（1993-），男，学士，研究方向：整车性能提升。
（上接第170页）
则需要对衬片进行更换。（4）连接螺栓尽量不要拆卸，除非进行解体或更换制动钳。
3.3 制动钳及活塞的检修
（1）检查缸体内表面是否有划伤、腐蚀、磨损、损坏或出现异物，如果出现任何上述情况应更换缸体。（2）腐蚀及异物所造成的小损伤可用细金刚砂纸打磨内表面来消除，必要时更换缸体。（3）检查活塞是否划伤、腐蚀、磨损、损坏或出现异物，如果出现上述任何一种情况应更换活塞。如果活塞滑动表面有电镀层，即使表面已腐蚀或粘有异物也不要用金刚砂纸打磨。汽车空调不制冷的原因
3.4 离合器故障维修
离合器发生故障对于汽车影响较大，而且由于汽车离合器的使用十分频繁，尤其是手动挡车辆，离合器片容易磨损而造成离合器问题，但除此之外，离合器的故障类型还有很多，比如离合器异响、离合器失灵、离合器松动等等。现如今自动挡车辆增多，虽然不需要用脚踩离合器，但是电子离合器出现故障也会直接影响到汽车的使用。离合器的故障维修需要比较仔细和小心，一是为了更准确地到问题所在，二是为了不在维修过程中伤害到离合器构件。例如，一辆捷达老轿车在行驶时会在收油门滑行期间或者是制动期间发出异响，在进行相应的检测时可以发现其异响主要是从变速驱动桥的差速器部位传出
来的，但是在检查了差速器总成之后并没有发现问题，而且齿轮的配合也没有问题，之后检查离合器片，也未发现问题。再进一步仔细检查后发现从动钢盘片与从动鼓之间有一条亮印，用手握住摩擦衬片，另一只手转动从动盘毂，发现有严重的松旷，这就是异响的来源。离合器在手动车辆中是关键的结构部分，在汽车驾驶过程中要加强度离合器使用效果的观察，如果一旦发现问题要及时进行维修，以免离合器失灵，最终影响到汽车的使用。离合器问题的检修最怕查不到问题
的根本原因，导致问题解决的不彻底。在发现离合器故障之后，可以采取更换离合器总成与分离轴承，那么故障就可以排除。
4 结语
本文首先通过对汽车自身的几个主要构件进行分析，再从和汽车底盘联系比较密切的几个零部件入手，进行逐个结构分析和问题处理措施。汽车作为一个整体机器，其各部分零件相互依靠并相辅相成，任何一个零件的损害都会影响整个汽车的发动与行驶，同时每一个零件也都是和其他零件相互协作才能发挥自身的作用的。如果某一个零件存在损害，不但对其自身功能和作用的发挥产生限制，同时还会使得其他的与之有直接联系的零件也无法发挥其正常的功能，最终就会使得整个汽车无法使用。因此不能忽视任何一个细节。汽车底盘的维修与保养需要在平时当中多注意，一些驾驶人员也应该增加这方面的专业知识，以更好地对汽车的底盘进行保养与维护，最后，文章中存在的不足之处还望在今后的实践当中做进一步的完善。
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