基于涡轮增压发动机车型空调系统性能优化

[摘 要]本文对某车型匹配涡轮增压发动机车型汽车空调系统性能进行了优化改进，并通过焓差试验台和空调环境模拟试验进行验证，结果表明优化后空调性能明显改善。

[关键词]汽车；涡轮增压发动机；汽车空调；焓差试验台；环境模拟试验

中图分类号：U465 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0283-01

前言

目前国内的许多车型均匹配了带涡轮增压的发动机以满足客户对动力性的需求。某车型匹配涡轮增压发动机，在其涡轮增压发动机进气系统中增加了中冷器，布置位置对整车冷却模块水箱及冷凝器散热产生了重大影响，导致空调性能下降。为解决这一问题，本文针对某车型匹配涡轮增压发动机空调系统性能进行了优化改进。

1 传统冷凝器设计

1.1 过冷式平行流冷凝器

所谓过冷式平行流冷凝器，是将储液罐集成在传统冷凝器中，使储液罐后还有1到2个冷凝器流程，这样有利于保证制冷系统在不同工况下均有一定过冷度，从而提高系统效率，同时减小了储液罐的体积，有利于减少制冷剂充注量。

过冷式平行流冷凝器应用于非涡轮增压发动机所时，其前端没有布置中冷器，过冷区域散热效果良好。

1.2 某涡轮增压车型空调系统

经过环境模拟试验论证中冷器对冷凝器过冷区域影响较大，无法满足降温标准。具体试验数据见表1。

2 改进冷凝器设计

为规避中冷器对冷凝器过冷区域的影响，我们对冷凝器结构进行了改进，将其过冷区域提至上方，即将冷凝器流程倒置，传统冷凝器为上进下出，而改进冷凝器为下进上出，如图1所示。这样就避开了中冷器对冷凝器的过冷区域影响。

3 焓差试验台试验

3.1 试验工况

冷凝器室干球温度：35±1℃

冷凝器入口压力（表压）：1.518MPa

冷凝器出口过冷度：5℃

冷凝器入口过热度：25℃

迎面风速：2.5m/s、3.5m/s、4.5m/s

3.2 冷凝器台架试验结果

通过焓差试验台试验测试传统冷凝器和改进冷凝器性能数据如表2：

通过数据可以看出改进后冷凝器散热能力有所增加，相应流阻和风阻都增大。

4 环境模拟试验

整车空调降温试验条件如下：

环境要求

a）环境温度： 38°C±1°C；

b）相对湿度： 50%；

c）日照： （1000±25）W/m2；

d）风速： 参考汽车速度。

系统要求

a）空调系统： 开；

b）制冷剂用量： 具体车型以标定结果而定

c）送风模式： 面部；

d）冷热工况： 全冷；

e）鼓风机转速： 最大

f）进风模式： 内循环

传统冷凝器与改进冷凝器整车空调降温试验数据对比见表3：

5 结论

经过焓差试验台试验及整车环境模拟试验论证，证明改进后的倒置冷凝器对涡轮增压发动机在冷却模块中增加了中冷器，布置位置与冷却模块水箱及冷凝器散过冷区域重合有重大改善。

参考文献

[1] 包涛，董玉军，周翔.平流式冷凝器传热流动性能理论研究[J].制冷与空调，2004.

[2] 郭亮等.QC/T658-2000汽车空调整车降温性能试验方法.国家机械工业局，2000.

[3] 陈孟湘.汽车空调.上海交通大学出版社.1997.11.

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