浅析汽车空调测试方法

房永剑　马强 王乔穆

摘 要：汽车空调系统试验主要包括汽车空调器部件性能试验、汽车散热器性能试验、各种工况下整车空调效能试验等。同时，我国对冷凝器、散热器、压缩机、膨胀阀等汽车空调器主要部件以及空调进出水管、冷媒都有相关标准要求。文章主要结合现行国家标准和行业标准，通过对散热器、压缩机、冷凝器在汽车空调系统的作用分析，重点阐述用空气焓差法测量空调器制冷量和能效比的相关方法。

关键词：汽车空调系统；制冷量；空气焓差法；能效比

汽车空调系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和有关控制装等组成。而全自动空调系统与普通空调系统的最大区别在于前者比后者多了若干电子传感元件、控制元件及动作元件。压缩机的功用是把蒸发器中吸收热量后产生的低温低压冷冻剂蒸气吸入后进行压缩，升高其压力和温度之后送往冷凝器，使冷冻剂在冷却循环中进行循环，由蒸发器吸收的热量在通过冷凝器时散发掉。冷凝器是一种热交换器，其作用是将压缩机排出的高温、高压气态制冷剂的热量吸收并散发到车外空气中，用冷凝风扇强制循环车外空气进行冷却，使气态制冷剂变为液态制冷剂。蒸发器也是一种热交换器，冷凝器使气态工质放出热量而成液体；而蒸发器则使液态工质吸收热量而变成气体，冷凝器与蒸发器的结构相似，冷凝器串接在空调系统的高压回路，承受的压力较大；而蒸发器则串接在系统的低压回路。冷凝器的进口在上面，出口在下面；蒸发器正相反，进口在下面，出口在上面。为保证良好的通风散热性，冷凝器一般安装在水箱前面且与水箱在同一垂直平面内，中型客车安装在车身两侧或车身后侧并用高速冷凝风扇提高散热能力。膨胀阀安装于蒸发器的入口上，从冷凝器、储液干燥器输出的液态制冷剂经膨胀阀节流后，急剧膨胀降压降温为低压湿蒸气，然后进入蒸发器中吸收车内空气的热量。另外，膨胀阀还可以根据制冷负荷自动调节制冷剂的流量，达到控制车内温度的目的。发动机驱动的压缩机将气态的制冷剂从蒸发器中抽出，并将其送入冷凝器。高压气态制冷剂经冷凝器时液化而进行热交换（释放热量），热量被车外的空气带走。然后高压液态的制冷剂经膨胀阀的节流作用而降压，低压液态制冷剂在蒸发器中气化而进行热交换（吸收热量），此时蒸发器附近被冷却了的空气通过鼓风机吹入车厢内。接着气态制冷剂又被压缩机抽走，泵入冷凝器，如此使制冷剂进行封闭的循环流动，不断地将车厢内的热量排到车外，使车厢内的气温降至适宜的温度。国家机械工业局在2000年11月16日发布了11项汽车空调标准，分别对汽车空调冷气性能、暖风性能、隔熱通风性能以及风窗玻璃除雾、除霜性能的试验方法和评价要求作了规定。按试验目的不同，可将上述试验概括为以下六类：汽车空调系统舒适性道路试验；汽车空调系统可靠性道路试验；空调系统对整车动力性能影响的道路试验；空调系统对整车燃油经济性影响的道路试验；空调系统对发动机冷却系影响的道路试验；空调系统对车内噪音影响的道路试验。

我国现行的汽车空调器标准为GB/T 21361-2008《汽车用空调器》，明确规定空调器实测制冷量不得小于名义制冷量的95%。制冷量指在规定的制冷能力试验条件下，空调器从封闭空间、车内或区域排去的热量，单位：W。汽车空调器的制冷量采用空气焓差法测量，空气焓差法是一种测定空调器能力的方法，它对空调器的送风参数、回风参数以及循环风量进行测量，用测出的送风、回风焓差的乘积确定空调器的制冷量。

图1 房间空气焓差法布置原理图

制冷量计算公式如下：

qtci=Qmi（ha1-ha2）/[vn（1+Wn）]

式中：qtci-制冷量（蒸发器侧数据），单位为瓦（W）；

Qmi-名义工况下的送风量，单位为立方米每秒（m3/s）；

ha1-进入蒸发器侧空气的焓（对于1kg干空气组成的湿空气），单位为焦每千克（J/kg）；

ha2-离开蒸发器侧空气的焓（对于1kg干空气组成的湿空气），单位为焦每千克（J/kg）；vn-喷嘴处空气的比体积，单位为立方米每千克（m3/kg）；Wn-喷嘴处空气的含湿量（对于1kg干空气组成的湿空气），单位为千克每千克（kg/kg）

参考文献

[1]GB/T 21361-2008.汽车用空调器[S].

[2]QC/T 656-2000.汽车空调制冷装置性能要求[S].

[3]QC/T 468-2010.汽车散热器[S].

[4]GB/T 22068-2008.汽车空调用电动压缩机总成[S].

[5]SAE J 1627电子式制冷剂泄露检测仪的性能评价标准[S].

[6]GSO 135/2007 METHODS OF TEST FOR ENGINE RADIATORS[Z].

[7]GSO 136/2007 MOTOR VEHICLES-ENGINE RADIATORS[Z].