某轻型卡车空调降温性能的改进

崔建维，吴春来，晏玉卿

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

随着人们对空调的舒适性要求越来越高，高效的制冷性能已经成为汽车空调指标中的重要一项，同时也成为客户夏季满意度的一个重要点。优秀的制冷性能不仅可以满足客户的舒适性需求，更可以提高产品的竞争力。某轻型卡车从开发之初到现在，部件及其系统由于稳定性暂未变动，但是随着标杆及竞品的制冷性能提升和市场客户舒适性要求提高，需对整车制冷性能进行改进。

1 空调降温性能现状及原因分析

1.1 现状

某轻型卡车的空调性能要求最早是对标开发，且10多年前客户对制冷要求不是很高。基于此情况，先对此车型和标杆车的空调性能在环境舱进行测试对比（表1）。

表1 某轻型卡车降温驾驶室面部平均温度统计数据

通过环境舱的试验数据可以看出，某轻卡车型在43℃工况下制冷效果差，无法满足企业标准，同时与标杆差距较大。

1.2 原因分析

从空调制冷系统性能及匹配对问题进行分析，部件本身性能不足和系统匹配差为制冷效果差的主要原因。

1）由于车型结构无变动，车型的热负荷未发生较大变化；结合量产车及新开发车型，对比市场其他标杆竞品等，压缩机采用140cc基本满足要求。

2）根据已知设计参数校核，蒸发器在风量500m/h、干球27℃、湿球19.5℃、Pd为1.54MPa、Ps为0.196MPa、Sc为5℃、Sh为5℃工况下换热能力需为4600W，但部件实测为4368W，按目前降温工况蒸发器换热能力差。

3）根据冷凝器劣化性能和经验，一般冷凝器冷凝能力为系统制冷量的1.5～2倍，即目前冷凝器换热量7400W基本满足系统设计要求；但是结合实际，冷凝器换热能力在一定范围内越大越好。

2 优化措施

针对上述分析原因从部件性能方面和系统匹配方面进行提升。

2.1 蒸发器优化

针对空调系统蒸发器换热能力不足，在保持前空调主机不变、壳体不动前提下，将蒸发器芯体扁管由9通道优化为14通道，同步对几种类型蒸发器芯体进行测试，结果如图1所示。

图1 蒸发器芯体测试对比

通过对比上海松芝5款蒸发器芯体与三电芯体，上海松芝新多孔板及量产多孔板的芯体换热能力约为三电100%~110%、流阻约为95%~110%、风阻相当。综合设计目标，上海松芝改善（新多孔板）及上海松芝改善（量产多孔板）的蒸发器芯体均符合设计要求。

将上海松芝改善（新多孔板）、上海松芝改善（量产多孔板）以及三电蒸发器芯体放入各自的加热蒸发器壳体总成中，采集各自换热量（图2），最终结合芯体及总成衰减量决定选择上海松芝改善（量产多孔板）蒸发器芯体。

图2 芯体及总成测试对比

2.2 冷凝器芯体优化

扁管技术难度较大，仅对翅片进行结构优化，将量产的芯体翅片进行加密，节距由原先的1.5P优化为1.2P，冷凝器的换热性能由7400W提升为7730W。

由于芯体风阻略微加大，对冷凝器总成的风扇总成进行性能提升，优化风扇扇叶设计，将量产的7叶普通扇叶优化为7叶高性能曲面造型（图3），风量提升10%，风噪降低2dB。

图3 冷凝器风扇前后对比

2.3 系统匹配优化

针对蒸发器和冷凝器的优化进行系统台架测试。测试中，发现膨胀阀出口冷媒温度与出风温度温差随着压缩机转速提升越来越大，出口过热度也偏低（图4）。

图4 台架性能对比

对膨胀阀参数进行修正，由之前的1.5RT、1.5K、1.2S优化为1.0RT、1.3K、1.2S后，对系统进行台架复测对比，过热度和膨胀阀出口温度基本满足要求（图5）。

图5 整改后台架性能对比

3 效果验证

通过3个部件的改进优化，对整车进行环境模拟降温试验，数据对比见表2。

表2 优化前后43℃工况下整车降温数据对比

分析结论：通过环境舱试验数据对比可看出，空调制冷效果提升明显，证实了优化后结构的可行性。

4 总结

针对卡车用户对整车环境舒适性要求的提升，高效的空调性能越来越受重视。本文针对制冷效果差进行方案改进，优化蒸发器芯体，提升冷凝器换热量和冷凝风量等，措施变动小，优化部件已完成切换及应用，市场效果较好。改进后整车空调降温效果达到预期要求及客户需求。