周旭(沈陽職業技術學院汽車分院,遼寧沈陽 110015)
我國汽車空調發展方向
周旭
(沈陽職業技術學院汽車分院,遼寧沈陽 110015)
空調是汽車現代化標志之一,現代汽車空調的基本要求是在任何氣候和行駛條件下,都能改善駕駛員的工作條件和提高成員的舒適性。隨著各種新技術的應用,我國汽車空調適應當今國際汽車空調發展的趨勢,向著全自動、智能化、高效節能、小型輕量化等方面發展。同時,我國也應關注國際新能源汽車發展的情況,開發研究與之相適應的汽車空調技術。
汽車空調 自動 智能化 高效節能
經過40余年的發展,尤其是近10年的快速發展,我國汽車空調產品的技術水平得到很大幅度提高,但其技術含量仍低于國際先進水平。我國汽車空調生產廠家20世紀80年代引進的兩器生產線基本上是管帶式的,而目前國際上所采用的層疊式蒸發器和平行流式冷凝器與管帶式相比,同體積時可分別增加10%和5%~15%的熱交換率。因此,國內汽車空調面臨產品升級換代的問題。汽車空調生產也需要向專業化、規模化集中,提高生產效率。
當前從市場需求方面看,汽車空調裝置應進一步降低成本,提高使用經濟性。從車身制造方面看,隨著車廂地板的降低以及車輛向大型化、高級化發展,需要進一步提高汽車空調各組成裝置的結構緊湊性和效率;從乘客和駕駛員方面看,車內溫度要合理分布,設備操作要簡便,空調裝置應向全季節型發展。隨著汽車設計技術的不斷提高,汽車空調將繼續向以下幾個方面發展。
早期的汽車空調系統都是手動控制。近年來,隨著電子計算機的普及并逐步應用到汽車空調系統,使得空調系統的控制效果日趨完善,空調設備的性能也越來越高。這種空調系統的計算機能根據車內、外環境溫度和人工設定要求,自動控制壓縮機開停、熱水閥開度、風機轉速、輔助發動機轉速及各種風門的開閉位置,進行全天候的空氣調節,集制冷、采暖、通風于一體,在人為設定的最佳溫度、濕度及風量的情況下,該系統可根據車內人員數量及其他情況的變化進行多檔位、多模式的微調,從而達到設定的最佳值,使車內始終保持舒適的人工氣候環境。同時還可進行故障自診斷和數字顯示以節省能源,縮短檢修和準備時間。
除乘用車空調外,現在不少汽車空調還是冷暖系統相互獨立。今后全天候型的空調系統將在各類汽車空調上得到普及。該系統具有換氣、采暖、除濕、制冷等所有功能,夏天由發動機驅動制冷系統,冬天由加熱器制熱采暖,其他季節,如梅雨季節則采用制冷與采暖混合吹出的溫和風進行除濕,使車內換氣情況達到最佳狀態。
目前市場上已經開始推出雙向空調,即采用熱泵式系統。該空調系統的工作原理如同家用空調器一樣,夏季制冷,冬季逆向工作取暖。但由于熱泵式系統冬季供暖效率低,因此往往需要加設一個水暖加熱器,并由控制系統自動控制熱泵系統的工作。當水溫高時,發動機冷卻水進入熱水加熱器。當水溫低時,自動起動壓縮機工作,制冷工質逆向流動,蒸發器起散熱器的作用。
要進一步降低空調裝置的質量和外形尺寸,必須提高各組成裝置的結構緊湊性和效率。為此各科研部門正致力于改進各部件的結構,完善各部件的制造工藝,進一步降低壓縮機的動力消耗,節約能源。
未來幾年內,六缸和七缸斜盤式無級可變排量壓縮機仍然是壓縮機的主導產品,特別是外控式無級可變排量斜盤式壓縮機,由于沒有電磁離合器使壓縮機整機質量大為減輕,在市場上很受歡迎。旋葉式壓縮機由于成本比較低,將繼續占據著微型車市場。渦旋式壓縮機早在19世紀初就已開發出來,但直到1988年才得到實際應用,1993年三電公司正式開發出適用于汽車空調的渦旋式壓縮機。渦旋式壓縮機雖然有著廣闊的前景,但由于生產技術要求高,故一直制約著其在汽車上的發展和使用。當加工、材料等疑難問題逐步得到解決后,它的節能、零部件少等優點必將吸引制造商和使用者,渦旋式壓縮機將在汽車上得到更廣泛的應用。
電動汽車、燃料電池汽車等新型動力汽車的發展呼喚新型的壓縮機,該類型汽車空調采用電驅動壓縮機是必然的出路。對于混合動力汽車,一般也希望采用電動壓縮機,以保證在任何動力驅動時制冷空調都能正常工作。采用常規開啟式壓縮機的混合動力汽車只能在發動機驅動時帶動制冷空調,若轉換成電驅動模式,則一般停止空調,需要空調時臨時再發動發動機,或配備一個小的汽油機供電動模式時使用空調用。
美國哈里森、日本三電和電裝等公司都相繼開發了電動壓縮機。全封閉電動壓縮機因省去了帶驅動系統,因此安裝位置不受任何限制。近年來直流無刷電動機及其調速技術的飛速發展,為開發使用小型輕便的全封閉電動壓縮機奠定了基礎,電動汽車的興起又為發展電動壓縮機提供了新的契機。
目前,國內貨車及一些專用汽車的空調普及率還不高,而這類汽車往往工作條件艱苦,駕駛員更需要一個舒適的工作環境。但是為這類汽車提供配套的汽車空調生產企業比較少。隨著汽車空調用戶在這方面意識的逐漸加強,汽車空調市場將進一步細分,為這類汽車提供符合其車型的汽車空調產品將是未來一段時間內的發展方向。
[1]肖永清.汽車的發展與未來[M].化學工業出版社,2004.3.
[2]曲金玉.山東理工大學學報[J].汽車42V電源系統技術現狀及發展趨勢,2005.11.
周旭(1983—),男,漢族,遼寧沈陽人,就職于沈陽職業技術學院汽車分院,講師,研究方向:汽車電子技術、汽車檢測維修方向。