趙艷飛 陳小泉
河南安陽德力新能源汽車有限公司 河南安陽 455000
汽車空氣調節裝置(air conditioning device)簡稱汽車空調。用于把汽車車廂內的溫度、濕度、空氣清潔度及空氣流動調整和控制在最佳狀態,為乘員提供舒適的乘坐環境,減少旅途疲勞;為駕駛員創造良好的工作條件,對確保安全行車起到重要作用的通風裝置。一般包括制冷裝置、取暖裝置和通風換氣裝置。這種聯合裝置充分利用了汽車內部有限的空間,結構簡單,便于操作,是國際上流行的現代化汽車空調系統[1]。
汽車空調制冷系統由壓縮機、冷凝器、貯液干燥器、膨脹閥、蒸發器和鼓風機等組成。各部件之間采用鋁管和高壓橡膠管連接成一個密閉系統。制冷系統工作時,制冷劑以不同的狀態在這個密閉系統內循環流動,每個循環有四個基本過程:①壓縮過程:壓縮機吸入蒸發器出口處的低溫低壓的制冷劑氣體,把它壓縮成高溫高壓的氣體排出壓縮機。②散熱過程:高溫高壓的過熱制冷劑氣體進入冷凝器,由于壓力及溫度的降低,制冷劑氣體冷凝成液體,并排出大量的熱量。③節流過程:溫度和壓力較高的制冷劑液體通過膨脹裝置后體積變大,壓力和溫度急劇下降,以霧狀(細小液滴)排出膨脹裝置。④吸熱過程:霧狀制冷劑液體進入蒸發器,因此時制冷劑沸點遠低于蒸發器內溫度,故制冷劑液體蒸發成氣體。在蒸發過程中大量吸收周圍的熱量,而后低溫低壓的制冷劑蒸氣又進入壓縮機。上述過程周而復始的進行,達到降低蒸發器周圍空氣溫度的目的。
汽車空調系統示意圖
通過對某車型空調制冷故障調查發現,影響空調制冷效果的情況有:O 型圈問題、管路對接密封不良、力矩影響、管路干涉、加注量影響、來件質量問題等6 種常見情況。其中裝配類問題造成后期制冷劑泄漏缺失,空調不制冷問題占到整個空調故障率的85%左右,嚴重影響了客戶嚴重影響了客戶的舒適性體驗和汽車的品質[2]。
為了保證密封效果,空調系統管路連接口目前采用O 型圈對管路接口處進行密封,O 型圈具有優良的耐油性、氣密性、耐水性,化學性能穩定,在高壓環境下與制冷劑、冷凍油均不發生化學反應,在整個空調系統中起著不可替代的作用。一般常見的有端面密封或徑向密封。國內主機廠采用單O 型圈徑向密封,部分部位采用雙O 型圈徑向密封來增加密封性能。在實際生產中存在O 型圈漏裝問題、擠壓破損問題、密封圈放置位置不規范,密封不嚴(未裝配到位直接密封)等情況發生,影響空調的制冷效果。
空調管路多為鋁制結構,鋁金屬質地相對較軟,這就使空調管路在對接時要求相對較高,管路連接時密封圈周邊要涂抹冷凍機油,增加潤滑性,且必須保證垂直對接,保證管路未端與凹槽完全貼合。否則,將會造成鋁制管路偏磨損,密封圈擠壓變形,影響制冷劑的加注及造成后期制冷劑泄漏隱患,從而影響整車空調的制冷效果。
在空調系統中,空調管路連接均為螺栓緊固密封,螺栓先進行預緊固3 到5 牙,然后再擰緊至規定力矩,以達到目標要求。在螺栓使用工具緊固過程中,要防止工具與周邊干涉,保證工具垂直緊固。車輛在使用中管路相對運動,長期使用可導致力矩衰減,致使管路連接點松動,空調液泄漏。最終導致空調不制冷。
空調管路裝配時,應注意裝配順序及角度,避免管路裝配后與周邊零部件產生干涉問題,如管路之間、管路與鈑金之間、管路與零部件之間等。空調管路的材質決定了它的主要性質,整車運動過程中,若管路干涉與其他零部件產生相對運動,會使得管路持續性磨損,增加泄漏風險,造成空調不制冷[3]。
冷媒加注量是影響整車空調制冷性能的主要因素之一,受加注設備精度、人員質量意識及工藝參數驗證充分性多方面影響,從而影響制冷效果。設備質量傳感器精度超出了設定值范圍;員工可能存在違規操作造成異常加注或漏加的現象;產品加注量參數設置不合理。以上因素都可能導致空調加注量實際偏小空調制冷效果差,加注量偏大會導致壓縮機超負荷運載,壓縮機自身過壓保護,停止工作,空調不制冷。
隨著生活水平持續提高,汽車行業的發展不斷被提出新的要求。人們對汽車的舒適性要求越來越高,而汽車的空調系統則是提高汽車舒適性一個必不可少的系統,其使用和發展于汽車而言有著重要意義。汽車空調系統發展研究的重要性,對于汽車空調系統的研究需要建立在對其工作原理和結構掌握的基礎上,同時更深入的探討和創新,也是必不可少的。