汽车空调的选型与布置毕业论文(编辑修改稿)

汽车空调的选型与布置毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

顶 /(α 2+K 顶 )+t2 车侧 综合温度： tc侧 =ρ I 侧 /(α 2+K 侧 )+t2 式中： ρ：车外表面吸收系数，取 ； I 顶 ：车顶太阳辐射强度： I 顶 =I 水平 =1000W/m178。 ； I 侧 ：车侧太阳辐射强度： I 侧 =（ I 垂直 +I 散 ） /2=(160+40)/2=100W/m178。 α 2：车外空气与车表面的对流放热系数，取经验公式： α 2 =（ +√ v） /= K 顶 ：车顶传热系数 K 侧 ：车侧传热系数 t2 ：环境温度 38℃ 壁面传热基本公式： Q=KFΔ t 式中： K ：传热系数； F ：传热面积； Δ t：温 差。 16 为简化计算，车身各部分按多层均匀平壁考虑，根据传热学理论，有： K=1/[(1/α 1)+∑（δ i/λ i） +(1/α 2)] 式中： α 1 ：车内表面的对流放热系数，按自然环境考虑，其取值 15W（ m178。 ℃） δ i ：各层材料的厚度； λ i ：各层材料的传热系数。 车顶和车侧的传热系数计算见表 31： 表 31 车顶和车侧传热系数 车顶 车侧 结构层构成 钢板 空气 间隙 隔热 硬顶 钢板 空气 间隙 内饰板 单一结构层厚度 δ i(mm) 15 5 25 3 单一结构层导热系数 λ i(W/（ m178。 ℃） ) ∑（δ i/λ i） (（ m178。 ℃）/W) 1/α 1(（ m178。 ℃） /W) 1/15 1/15 1/α 2(（ m178。 ℃） /W) 1/ 1/ 传热系数 K(W/（ m178。 ℃） ) 由此可得： 车顶综合温度： tc顶 =ρ I 顶 /(α 2 +K 顶 )+t2= 1000/（ +） +38=℃ 车侧综合温度： tc侧 =ρ I 侧 /(α 2 +K 侧 )+t2= 100/（ +） +38=℃ 17 车地综合温度： tc地 =t2+3=41℃ 热负荷的计算 通过车顶传入热负荷 Q 顶 : 车顶面积为 178。 ,则： Q 顶 =K 顶 F 顶 （ tc顶 t1） = （ )= 通过车侧传入车内的热负荷 Q 侧 : 车侧面积为 178。 ,则： Q 侧 =K 侧 F 侧 （ tc侧 t1） = （ ） = 通过前壁板传入车内的热负荷 Q 发 : 前壁板侧传热系数为： (m178。 ℃ )，面积约为 178。 经测温度约为 75℃，则： Q 发 = （ 7525） = 通过地板传入车内的热负荷 Q 地 : 地板面积约为 178。 ,传热系数为： （ m178。 ℃），则： Q 地 = （ 4125） = 通过车窗玻璃传入车内的热负荷 Q 玻 : 窗玻璃面积见表 32 表 32 车窗玻璃面积（ m178。 ） 全面积 前窗 其中前窗挡风玻璃并非垂直安装，其垂直方向投影面积约为 178。 ,水平方向投影面积约为 178。 玻璃传热系数为： K 玻 =（ m178。 ℃） 则由于车内外温差而形成的热负荷为： Q 玻 1= （ 3825） = 又太阳总辐射量为： U=I 侧 （ +） +I 水平 =100 +1000 18 =848W 则由于太阳辐射而形成的热负荷为： Q 玻 2=（η +ρα 1/α 2） U S 式中： η：太阳辐射透过玻璃的透入系数，取η =； ρ：玻璃对太阳辐射热的吸收系数，取ρ =； S：遮阳修正系数，取 S=。 则 Q 玻 2=（ + 15/） 848 = 总热负荷： Q 玻 =Q 玻 1+Q 玻 2=+= 乘员热负荷 Q 人 : 乘员全热： 108W 司机全热： 175W 总热量 Q 人 = 4 108+175= 车内电机及照明灯等的热负荷 Q 附 暖风机电机功率为 90W，收放机功率约为 50W，照明灯功率约为 13W，则： Q 附 =90+50+13=153W 总热负荷： Q 总 ＝ Q 顶 ＋ Q 侧 ＋ Q 前 ＋ Q 地 ＋ Q 玻 ＋ Q 人 ＋ Q 附 ＝ ++++++153 ＝ 取整： Q 总 =3700W 结论： 通过以上计算分析，总热负荷为 3700W。 制冷系统计算与选择 制冷剂选择 在 20 世纪 90 年代之前，汽车空调主要采用 R12（即氟利昂）作为制冷剂，但 R12 在高空受紫外线照射催化分离出的氯原子会与臭氧发生反应，生成氧气，从而破坏臭氧层。 因此，目前 R12 已基本被 R134a 取代。 本次设计采用 R134a 作为制冷剂。 19 压缩机的计算与选择 根据总热负荷为 3700W，考虑可能出现其他热负荷，且考虑到该空调多平台的共用，该 空调应具有 15%的裕量，则系统制冷量 Q=3700 =4255W,取整为 4300W。 工况条件 : 系统制冷量： Q=4300W 蒸发温度： te=5℃ 相应蒸发压力： Pe=(绝对压力 ) 冷凝温度： tc=60℃ 相应冷凝压力： Pe=(绝对压力 ) 压缩机吸气过热度： ⊿ tse=10℃ 膨胀阀前过冷度： ⊿ tsc=10℃ (采用带过冷 的冷凝器 ) 压缩机计算工作转速： n=1800r/min 热力计算 : 由于车型较小，制冷剂管路很短，认为制冷剂的流度阻力及管路的吸热放热均可忽 略不计。 因此可近似认为，压缩机吸气口与蒸发器出口、压缩机排气口与冷凝器入口、冷凝 器出口与膨胀阀入口三处的制冷剂热力学状态分别相同以简化计算。 a）压缩机吸气温度： ts=te+⊿ tse=15℃ 根据 ts、 Pe查 HFC134a 过热蒸汽的热力性质表，得压缩机吸气口（即蒸发器出口）的制冷剂 比焓 : hs= 比体积： vs= 比熵 ： s=(kg K) b）根据 Pc、 s查 HFC134a 过热蒸汽的热力性质表，得压缩机等比熵压缩后的制冷剂比焓 : hc= c)在设定工况条件下压缩机的指示效率：η i η i=(Te/Tc)+b te= (b=) d)在设定工况条件下压缩机排气比焓为 :hd hd=hs+(hchs)/η i= e)根据 Pc、 hd查 HFC134a过热蒸汽的热力性质表，得设定工况压缩机的排气温度 td为 83℃ 压缩机排量 : a)膨胀阀前制冷剂温度 tsc=tc⊿ tsc=50℃。 b)根据 Pc、 tsc查 HFC134a 过冷液体的热力性质表，得 设定工况膨胀阀入口处制冷剂比 20 焓 hsc=。 c)本制冷系统的制冷剂单位质量流量的制冷量为 :qc qc=hshsc==。 d)设计要求系统制冷量 Q=4300W= 系统内制冷剂质量流量为 qm,则 : qm=Q/qc= 系统内制冷剂体积流量为 qv,则： qv=qm vs= 106=2467ml/s 压缩机每转实际排气量为 Vn，则： Vn=qv（ 60/n） =2467 60/1800=e)压缩机的输气系数，取λ =，压缩机每转名义排气量为 V，则： V=Vn/λ = 压缩机轴功率 : 根据 Pc、 s 查 HFC134a 过热蒸汽的热力性质表，得压缩机等比熵压缩后的制冷剂比焓hc=。 制冷剂温度 td=83℃。 测试工况压缩机单位等比熵理论功 Wtst: Wtst=hchs== 测试工况压缩机的理论等比熵功率 Ntst: Ntst= Wtstqm= = 已计算得测试工况压缩机的指示效率η i= 测试工况压缩机的指示功率 Nit： Nit=Ntst/η i= 测试工况压缩机的摩擦功率 Nmt： Nmt= D2 s i n pm 105 = (35 103) (50 103)2 6 1800 105 105= 测试工况压缩机所用轴功率 Net: Net=Nit+Nmt=+= 压缩机 的选择 : 汽车空调压缩机是汽车制冷系统的心脏，是推动制冷系统中不断循环的动力来源。 21 微型及小型汽车空调，由于空间尺寸，发动机功率小，比较注意压缩机的效率、外形尺寸及功耗。 例如奥托微型车采用精工滑片压缩机和 7B10压缩机。 微型车空调压缩机排量一般在 80～ 100cm3/r之间。 中、高档轿车及小型面包车，采用 150～ 250cm3/r 排量的压缩机。 中、高档现在普遍采用变排量压缩机，如上海大众公司生产的 PASSAT 轿车采用 7SBH 变排量压缩机，上海通用公司生产的 BUIK 轿车采用 V5变排量压缩机。 中、大型客车采用排 量为 400～ 775cm3/r 的活塞压缩机，也有采用两台小排量压缩机并 联系 统的。 如杰克赛尔（ ZEXEL） DL15， DL16， DL33， DL34和 CL11型大客车，采用两台排量为 313cm3/r 的 DKS32型压缩机并联系统，电装（ DENSO）车用空调也采用两台排量为 300cm3/r 的 10P30B 压缩机并联系统。 本车为小型乘用车，可选压缩机有摇盘式压缩机、斜盘式压缩机、旋叶式压缩机 和涡旋式压缩机。 １） 摇盘式压缩机 摇盘式压缩机又被称为摇板式压缩机，其优点是工作平稳，结构紧凑，体积小，所以目前在我国得以广泛应用。 其工作原理如图 31 气缸以压缩机的轴线为中心，均匀分布，连杆连接活塞和摆盘，两端采用球形万向连轴器，使摆盘的摆动和活塞的移动相协调而不发生干涉。 摆盘中心用钢球作支撑中心，并用一固定的锥齿轮限定摆盘，使其只能摇动而不能转动。 主轴和楔形传动板连接在一起。 压缩机工作时，主轴带动传动板一起旋转。 由于楔形传动板的转动，迫使摆盘以钢球为中心，进行左右摇摆移动。 摆盘和传动板之间的摩擦力使 得摆盘具有转动的趋势，但是这种趋势被一对锥齿轮限制，使得摆盘只能够左右移动，同时带动活塞在气缸内作往复运动，完成对应的压缩 — 排气 — 膨胀 — 吸气的过程。 22 图 31 摇盘式压缩机工作原理 1— 转轴 2— 楔块 3— 活塞 4— 摇盘 ２） 斜盘式压缩机 斜盘式压缩机又被称为斜板式压缩机，其优点是结构紧凑、效率高和性能可靠，是目前乘用车空调中应用最多的一种压缩机型。 斜盘式压缩机的工作原理如图 32所示，把装在主轴上的斜盘 13的回转运动变成双向活塞沿轴向的往复运动。 以斜盘主轴为中心，在同一圆周上布了 3个（或 5个）活 塞 1，各个活塞均通过斜盘两端面的滑履和钢球 3 装配在一起。 由于钢球的作用，斜盘的旋转运动经钢球转换为活塞的直线运动时，由滑动变成滚动，从而减少了摩擦阻力和磨损，延长了滑板的使用寿命。 经过斜盘的回转，活塞在气缸内进行往复运动。 因为活塞两端都是气缸，因而一个活塞起到了双缸的作用，整个压缩机起到了 6缸（或 10缸）的作用。 更利于实现小型和轻量化。 23 图 32 斜盘式压缩机结构图 1— 活塞 2— 止推轴承 3— 钢球 4— 滑履 5— 前阀板 6— 轴封 7— 离合器轴承 8—。