同軸管對汽車空調(diào)系統(tǒng)性能提升的仿真研究

同軸管對汽車空調(diào)系統(tǒng)性能提升的仿真研究摘要：隨著中國經(jīng)濟和汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，汽車產(chǎn)業(yè)的競爭越來越激烈，用戶對駕駛舒適性的要求也越來越高。除了舒適的駕駛氛圍之外，汽車空調(diào)對汽車的駕駛安全也有重要影響。在此基礎(chǔ)上，下文討論了同軸管道對汽車空調(diào)性能改進的仿真，以供參考。關(guān)鍵詞：同軸管對；汽車空調(diào)系統(tǒng)；性能提升；仿真研究引言隨著汽車在人們生活中的逐漸普及，人們開始對駕駛環(huán)境的舒適性提出更高的要求。據(jù)保守估計，全世界90%以上的汽車都配有空調(diào)。汽車的空調(diào)為汽車提供制冷、供暖、除濕、霧氣、空氣過濾和濕度控制，影響了汽車的舒適性。但是，隨著全球?qū)δ茉磫栴}的關(guān)注，汽車空調(diào)的節(jié)能環(huán)保已成為制冷和汽車行業(yè)共同關(guān)注的焦點。1汽車空調(diào)系統(tǒng)工作原理汽車空調(diào)一般由以下部分組成:冷卻系統(tǒng)、熱風系統(tǒng)、空調(diào)清潔系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)主要由壓縮機、冷凝器(包括冷凝加熱器)、膨脹閥和蒸發(fā)器(包括鼓風機)組成。冷卻原理是液體制冷劑進入低壓(低溫)蒸發(fā)器。由于蒸發(fā)器氣化過程中制冷劑的溫度比管道外空氣低，因此可以自動吸收車輛內(nèi)空氣中的熱量，降低空氣溫度，產(chǎn)生冷卻效果。然后蒸發(fā)的制冷劑被壓縮機壓縮，成為溫度高于車輛外空氣的高溫高壓氣體。此時制冷劑通過放置在車輛外的冷凝器向大氣中輻射熱量，制冷劑向高壓(高溫)液體制冷劑輻射熱量。最后通過加速器閥門返回低壓(低溫)液體狀態(tài)。因此，如果想冷卻空調(diào)，就必須打開壓縮機使冷卻液循環(huán)，從而降低汽車的溫度。2同軸管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理同軸管道汽車空調(diào)由壓縮機、電容器、同軸管道、膨脹閥和蒸發(fā)器組成?？照{(diào)的冷卻原理與傳統(tǒng)汽車空調(diào)相同。主要區(qū)別在于高壓低壓壓力和低壓壓力組合成同軸管道，制冷劑在高壓部分流入外層，低壓制冷劑通過內(nèi)部mm流動。采用同軸管道，低壓管道和高壓管道相互傳遞熱量，低溫低壓管道被用于高壓管道的冷凍劑進一步冷卻，同時降低發(fā)動機空間熱量對管道的影響，有效提高空調(diào)性能。汽車空調(diào)管道布置在起點，起點始終處于高溫狀態(tài)，嚴重影響高壓管道的散熱，導(dǎo)致汽車空調(diào)系統(tǒng)效率下降。3同軸管對汽車空調(diào)系統(tǒng)性能提升的仿真研究3.1原空調(diào)系統(tǒng)仿真模型的建立根據(jù)空調(diào)元件的特點和布置，建立了空調(diào)的一維模型。模型(制冷側(cè))內(nèi)的流動元件包括壓縮機、電容器、膨脹閥和蒸發(fā)器。外部流動元件(空氣側(cè))包括電容器和蒸發(fā)器及其各自的溫度源、濕度源和流量源?？諝鈧?cè)設(shè)有兩個回路，第一個回路為冷凝器空氣回路，第二個回路為蒸發(fā)器空氣回路。必須對冷凝器通過的空氣的入口溫度、濕度和風量進行調(diào)節(jié)。蒸發(fā)器流動，調(diào)節(jié)。在氣候冷卻中，換熱器主要包括蒸發(fā)器和冷凝器，負責接收或輸送熱量，形成系統(tǒng)的高壓側(cè)和低壓側(cè)。蒸發(fā)器和冷凝器的換熱狀態(tài)的好壞，直接關(guān)系到整個制冷系統(tǒng)的效率，因此在建模過程中，其準確性會對結(jié)果產(chǎn)生較大影響。在ＫＵＬＩ軟件中，蒸發(fā)器和冷凝器的模型是基于幾何參數(shù)的，由于強化換熱措施的不同，各個元件的散熱能力不同，因此需要根據(jù)試驗對元件的模型進行修正。3.2不使用空調(diào)的季節(jié)，壓縮機也應(yīng)當定期運轉(zhuǎn)壓縮機內(nèi)有冷凍機油，長時間不運作，使得機油受重力作用沉于機底。壓縮機內(nèi)部得不到良好的潤滑，可能會造成壓縮機內(nèi)部生銹。所以在不使用空調(diào)的季節(jié)，也需要定期開啟下制冷空調(diào)，讓壓縮機得以工作，保證內(nèi)部潤滑。如擔心燃油消耗，可以把空調(diào)皮帶調(diào)松一些，到下一個使用季節(jié)再張緊。3.3同軸管一維計算模型的建立在原車空調(diào)系統(tǒng)增加同軸管后空調(diào)系統(tǒng)增加同軸管后，各工況下壓縮機功率均有所下降，而蒸發(fā)器功率有所增加，即能耗下降、制冷性能提升。同時蒸發(fā)器制冷劑出口壓力降低，經(jīng)過同軸管后進入壓縮機的壓力也相應(yīng)降低，使得壓縮機功率也隨之降低。3.4夏季進車不要立即開啟內(nèi)循環(huán)夏季車廂內(nèi)外溫度都較高，一些車主進入汽車內(nèi)迫不及待的開啟空調(diào)制冷系統(tǒng)實際上這種做法是不可取的。此時車內(nèi)的溫度要比車外的溫度高出很多，制冷效果不好。正確的做法，可以先打開左前右后車門，不停開關(guān)左前門，然后上車開窗并開啟外循環(huán)進行通風，將熱氣都快速排出去。當車內(nèi)溫度下降之后，再換成內(nèi)循環(huán)。3.5空調(diào)系統(tǒng)使用同軸管的能量分析空調(diào)管道分為高壓管道和低壓管道。在空調(diào)方面，高壓管道迫切需要散熱，以提高膨脹過程中的制冷效率。1ej5管線溫度較低，適當提高溫度有利于提高冷卻液蒸汽過熱程度，確保進入壓縮機的所有冷卻介質(zhì)處于氣態(tài)狀態(tài)，提高壓縮機的工作狀態(tài)。一般來說，電容器釋放的制冷劑的溫度可能接近環(huán)境溫度(約50°C)，首次進氣口的溫度往往高達80°C以上。但是空調(diào)低壓管道處于1℃的狀態(tài)。10t以下發(fā)射軸的高溫也增加了低壓管道的溫度，高壓管道被復(fù)蓋在污染管道外部，以阻止發(fā)射場高溫環(huán)境對低壓管道的影響。同時，k壓力管的低溫可用于進一步冷卻高壓管中的冷凍制冷劑。3.6同軸管選型現(xiàn)有市場上使用的同軸管道類型主要有:內(nèi)外耳中心有肋的同軸管道和螺旋內(nèi)管同軸管道。調(diào)查后，內(nèi)圈和外圈中間帶肋的同軸管道存在一些風險，如處理困難和輕微內(nèi)部泄漏。管道彎曲時，內(nèi)部肋骨容易壓到內(nèi)部管道上，導(dǎo)致裂縫和內(nèi)部泄漏，甚至在嚴重情況下導(dǎo)致空調(diào)故障。當內(nèi)螺旋同軸管彎曲時，只減少流動面積，沒有泄漏危險。3.7蒸發(fā)器選型汽車空調(diào)蒸發(fā)器位于屬于直接空冷結(jié)構(gòu)的HVAC中。汽車空調(diào)中使用的蒸發(fā)器主要有管板型、管板型、層壓型和并聯(lián)電流型。并聯(lián)型電力蒸汽是汽車用的新一代氣候蒸汽，其特點是高效的換熱和均勻的表面溫度分布。研究表明，厚度38~40mm的并聯(lián)型電力蒸發(fā)器可以代替厚度60mm以上的層壓蒸發(fā)器，節(jié)省大量材料和空間。在新開發(fā)的汽車空調(diào)中，并聯(lián)型電力蒸汽的使用成為了一種趨勢。層壓蒸發(fā)器用于原有車型。為了提高蒸發(fā)器的換熱效率，計劃將HVAC機箱部分改造成并聯(lián)型電力蒸汽。根據(jù)空調(diào)負荷計算結(jié)果，選擇了不同類型的蒸發(fā)器進行試驗臺測試。測試狀態(tài):HVAC構(gòu)件為空，沒有膨脹閥。檢驗條件:制冷劑側(cè):膨脹閥前壓力1700kPa，膨脹閥前溫度55℃，膨脹閥后壓力310kPa，膨脹閥后溫度10℃；空氣:入口溫度40C，濕度40%，送風電流480m3/h。測試結(jié)果見表3。在同樣的試驗條件下，與原來的蒸發(fā)器相比，并聯(lián)蒸汽試驗的換熱能力有了很大提高，樣品b的換熱能力最高，為7504.4kw。3.8使用普通儀表檢修由于ECU系統(tǒng)軟件經(jīng)常是預(yù)先編寫并完全凝固的，因此問題很少。因此，傳感器信號的輸入輸出控制部分是故障高發(fā)部分。如果沒有專業(yè)設(shè)備或無法讀取故障代碼，只要您熟悉運行原理和ECU規(guī)則，您就可以使用通用工具(如通用儀表)一次檢查一個故障。一、判斷分析了EUC系統(tǒng)主模塊的實際情況。一般而言，如果狀態(tài)指示燈具有正常電源，且相關(guān)組件可以正常工作，則不會出現(xiàn)重大的計算機故障。然后仔細檢查保險絲和相關(guān)端子，看看是否有短路、開路、磨損等。如果輸入正常，檢查繼電器和電機的狀態(tài)，如果有損壞，及時更換。如果輸入正常但沒有輸出，則說明ECU輸出單元損壞，可以臨時連接到機械開關(guān)進行手動控制。結(jié)束語以某車型空調(diào)系統(tǒng)為研究對象，根據(jù)計算域設(shè)置相應(yīng)的邊界進行穩(wěn)態(tài)換熱仿真計算，對高低壓一體式同軸管與螺旋式同軸管內(nèi)流管路流場、溫度及壓力進行仿真分析，表明螺旋式同軸管相較于高低壓一體式同軸管有更好的換熱效果。根據(jù)各工況下的仿真結(jié)果，壓縮機功率減?。?４０％～６.７９％，蒸發(fā)器制冷功率增大１.１７％～３.９７％，可見，壓縮機功率均有所降低，蒸發(fā)器制冷功率均有所提升，說明有效提升了空調(diào)系統(tǒng)的制冷能力，起到了改善整車節(jié)能的效果。參考文獻[1]謝軍,林明松,陳一帆.同軸管對于空調(diào)系統(tǒng)性能改善的研究[J].企業(yè)科技與發(fā)展,2019(10)