2007年我國汽車生產888.23萬輛、銷售879.15萬輛，2008年生產934.51萬輛、銷售938.05萬輛，2010年有望突破1000萬輛。汽車空調市場也將隨之增長，2007年中國汽車空調市場規模達到35億元人民幣，2008年40億元，未來將以15%左右的速度增長。到目前為止，我國已基本上形成了門類齊全，大、中、小配套的汽車空調生產體系，具備了年產轎車空調500～600萬套，中、重型汽車空調40萬套，大客車空調20萬套的生產能力，不僅能完全滿足我國汽車工業生產發展的需要，而且還有部分企業已具備了進入國際市場的能力。盡管中國汽車空調市場潛力巨大，也面臨嚴峻的挑戰，全球原料價格上漲給行業帶來巨大成本壓力；在產品方面，貨車及一些專用車的空調生產較少，市場需求還不能滿足；在技術方面，節能環保的發展趨勢給行業提出新的挑戰。

1. 汽車空調的分類

按動力來源汽車空調可分獨立式空調和非獨立式空調。

1.1 獨立式空調：有專門的動力源（如**臺發動機）驅動整個空調系統的運行。一般用于長途貨運、高地板大中巴等車上。獨立式空調由于需要兩臺發動機，燃油消耗高，同時造成較高的成本，并且其維修及維護十分困難。

1.2 非獨立式空調：直接利用汽車的行駛動力（發動機）來運轉的空調系統。非獨立式空調由主發動機帶動壓縮機運轉，并由電磁離合器進行控制。接通電源時，離合器斷開，壓縮機停機，從而調節冷氣的供給，達到控制車廂內溫度的目的。其優點是結構簡單、便于安裝布置、噪音小。由于需要消耗主發動機10%～15%的動力，直接影響汽車的加速性能和爬坡能力。同時其制冷量受汽車行駛速度影響，如果汽車停止運行，其空調系統也停止運行。盡管如此，非獨立式空調由于其較低的成本（相對獨立式空調），可靠的質量，已逐漸成為市場的主導產品。目前，絕大部分小汽車和載貨汽車都使用這種空調。

2．汽車空調的特點

汽車空調系統作為影響汽車舒適性的主要總成之一，為汽車提供制冷、取暖、除霜、除霧、空氣過濾和濕度控制功能。

取暖功能：以發動機排出的熱水為工作介質，在風機的作用下，由不同的風口吹到車內以達到取暖、通風和除霜的目的。在進風方式上它主要有兩種狀態：一種為車內空氣循環，另一種為室外新風進入車內進行通風循環。

制冷功能：空調是空氣調節的簡稱，從蒸發器出來的低壓氣態制冷劑流經壓縮機變成高壓高溫氣體，經過冷凝器散熱管降溫冷卻變成高壓低溫的液體，再經貯液干燥器除濕與緩沖，然后以較穩定的壓力和流量流向膨脹閥，經節流和降壓*后流向蒸發器，制冷劑一遇低壓環境即蒸發，吸收大量熱能，車廂內的空氣不斷流經蒸發器，車廂內溫度也就不短降低。

采暖系統可使乘員避免過量著裝、為車窗提供除霧和除霜功能，提供舒適性和**服務；冷氣系統則通過制冷、除濕來提供舒適性，通過使司機保持警醒、允許關窗等措施提供了**服務；采暖和冷氣系統還可提供除塵、除臭的功能。這些功能已成為車輛必不可少的要求。雖然目前轎車的燃油余熱足夠提供轎車內的采暖和除霜的需要，但近期研制的高效汽油、柴油發動機的余熱會進一步減少，電動車和混合動力車則不得不犧牲驅動性能來提供采暖和制冷，因此必須通過提高汽車空調系統的效率來減輕汽車的動力負擔。汽車空調使用環境的特殊性、復雜性、流動性及密封性較差等因素決定了它在結構、材料、安裝、布置、設計、技術要求等方面與普通空調及民用空調的較大差別。

3. 汽車空調的組成

圖1為帶有電動風門的中國重汽產“HOWO”載重汽車冷暖一體化空調和圖2“HOWO-A7”數字化汽車空調 ；以此為例介紹汽車空調的組成。

圖1：1-帶電動風門的空調器總成 2-墊圈 3-扁橡膠密封套4-自攻螺釘 5-軟管卡箍 6-成型軟管Ⅰ 7-鋼管總成 8-六角法蘭面螺栓 9-進風口護網總成 10-六角頭螺栓及墊圈 11-六角法蘭面鎖緊螺母 12-成型軟管Ⅱ 13-六角頭螺栓及墊圈 14-冷凝器總成 15-冷凝器支架總成 16-墊圈及螺母 17-冷-儲軟管總成 18-蒸-壓軟管總成 19-六角頭螺栓及墊圈 20-儲液器總成 21-儲-蒸高壓管 22-壓-冷軟管總成 23-橡膠襯套

圖2：HOWO-A7數字化汽車空調主體部分 汽車空調一般主要由風機總成、蒸發器、冷凝器、壓縮機總成、電控離合器、膨脹閥、貯液干燥器、殼體總成、管路和控制系統等部分組成。

圖3：HOWO帶電動風門的空調器總成3.1 風機總成

一般采用離心式結構，蝸殼及風機總成，上殼體采用流線型設計，氣流暢通，*大限度地減小風阻，電機其額定電壓為24V，由汽車蓄電池提供，該電機采用開放式結構，便于電機長時間運轉，不至于因風機過熱而燒毀電機，同時還可以降低系統抗電磁干擾能力。

3.2冷凝器、蒸發器及膨脹閥

冷凝器和蒸發器，雖然叫法不一樣，但結構類似，它們是汽車空調系統中兩個重要的部件，其作用是實現兩種不同溫度流體之間的熱量，通常又稱之為換熱器。冷凝器是將壓縮機排出的高溫高壓過熱制冷劑蒸汽，通過金屬管壁和翅片放出熱量經冷凝器外的空氣，從而使過熱氣態制冷劑冷凝成高溫高壓的液體的換熱設備。它們都是在一排彎繞的管道上布滿散熱用的金屬薄片，以此實現外界空氣與管道內物質的熱交換的裝置。冷凝器的冷凝指的是其管道內的制冷劑散熱從氣態凝成液態。其原理與發動機的散熱水箱相近（區別只在于水箱的水一直是液態而已），所以它經常被安裝在車頭，與水箱一起，共同享受來自前方的習習涼風。總之冷凝器是哪里涼快哪里去，以便其散熱冷凝。蒸發器與冷凝器正好相反，它是制冷劑由液態變成氣態（即蒸發）吸收熱量的場所。蒸發器與膨脹閥相連，是經膨脹閥節流后的低溫低壓液體態制冷劑，在其中吸熱氣化到制冷效果的設備，它的作用原理，正好與冷凝器相反。膨脹閥其基本功能是節流降壓，使進入蒸發器的制冷劑在低溫低壓下蒸發汽化吸熱實現制冷，另外還能根據外界熱負荷大小，調節進入蒸發器的制冷劑流量，使蒸發器在*佳狀態下工作。蒸發器與膨脹閥一起一般安裝在殼體內，而冷凝器一般安裝在中冷器的前面。

圖4：空調冷凝器安裝圖3.3 壓縮機

是空調制冷系統的心臟，它是一種使制冷劑在系統內循環的動力源。它的作用是使制冷劑完成從氣態到液態的轉變過程，達到制冷劑散熱凝露的目的。同時在整個空調系統，壓縮機還是管路內介質運轉的壓力源，沒有它，系統不僅不制冷而且還失去了運行的動力。壓縮機又分為活塞式和斜盤式兩種。

圖5：空調壓縮機安裝圖3.3.1活塞式：活塞式壓縮機的結構酷似發動機，有曲軸、連桿、活塞、氣缸等，但因為它并不產生能量，所以噴油咀、火花塞等就沒有了。長途貨動車或大客車因為空間較大，所以體積較大、損耗較小的活塞式壓縮機常被使用。

3.3.2斜盤式：一般的轎車、小型商用車所使用的都是斜盤式壓縮機。因為其體積小、質量輕，易于在狹小的發動機室內安裝排布，所以廣為使用。

3.4 電控離合器

壓縮機的旋轉軸是通過磁性離合器及皮帶與發動機曲軸相連取得動力的。當裝在蒸發器出風口的傳感器感知出風的溫度不夠低時，它就會通過電路使壓縮機的磁性離合器閉合，這樣壓縮機隨發動機運轉，實現制冷。而當出風溫度低于設定的溫度，它則控制磁性離合器切離，這樣壓縮機不工作。如果這一控制失靈，那么壓縮機將不斷工作，使蒸發器結冰造成管道壓力超標，*終破壞系統甚至造成損壞。

3.5 貯液干燥器

在載重汽車的空調系統中，冷凝器的出口，一般都裝有儲液罐，又叫儲液干燥器，實際上是一個貯存制冷劑及吸收制冷劑水分、雜質的裝置。一方面，它相當于汽車的油箱，為泄露制冷劑多出的空間補充制冷劑。另一方面，它又像空氣濾清器那樣，過濾掉制冷劑中摻雜的雜質。貯液干燥器中還裝有一定的硅膠物質，起到吸收水分的作用。

視液鏡也叫觀察窗，就象水管上的水表，其功用是在加注制冷劑的觀察制冷劑加注量是否到位，也用來判斷載重汽車空調系統不足是否是由制冷劑泄露導致制冷劑減少而引起的。它一般安裝在儲液干燥器上。

3.6 殼體總成

一般分為上、中、下或左、右兩個殼體，一般都由PP+20%玻璃纖維增強或PP+TD40注塑而成，其外形要適應各類車型特點，結構緊湊、設計合理，且能較好地保護內部空調核心部件的穩定正常運轉。

3.7 管路

汽車空調的管路分為高壓管路、低壓管路和風道、出風口等。高壓側包括壓縮機輸出側、高壓管路、冷凝器、貯液干燥器和液體管路；低壓側包括蒸發器、回氣管路、壓縮機輸入側和壓縮機機油池。高壓管路一般為金屬材料，低壓管路為膠管，風道、出風口則是PE吹塑或其它塑料材料注塑而成。

圖6：重卡暖風機、空調出風口、風道3.8 制冷劑

制冷劑是制冷過程中完成制冷循環的工作物質。空調制冷中主要是采用鹵代烴制冷劑，其中不含氫原子的稱為氯氟烴（CFC），含氫原子的稱為氫氯氟烴（HCFC），不含氯原子的稱為氫氟烴（HFC）。空調制冷劑對大氣環境的影響主要有兩個方面，一是對大氣臭氧層的破壞，另一方面是使全球氣候變暖的溫室效應。目前大部分汽車上用的制冷劑都是R-134a，R-134a是一種新型環保制冷劑，具有無毒、無色、不燃不爆、熱穩定性好等性質，更重要的是R-134a制冷劑不損害臭氧層。

在蒙特利爾協議書簽訂以前，汽車空調系統多數使用CFCl2作為制冷劑。CFCl2是非常理想的制冷劑，它的沸點和摩爾質量分別是：-29.79℃和120.93kg/kmol，但它的ODP值較高，根據蒙特利爾協議書，CFC12是**被禁制冷劑。

為了尋找新的冷媒來代替CFC類物質，空調行業已經作了廣泛的研究，做了大量的努力去尋找ODP值為零的新工質。在這些研究中，由杜邦公司開發的制冷劑HFC134a被成功的應用到制冷行業里。制冷劑HFC134a的主要特點是：不含氯原子；具有良好的**性能；物理性能與CFCl2比較接近，所以制冷系統的改型比較容易；傳熱性能比CFCl2好，制冷劑的用量可大大減少。HFC134a和CFCl2有相近的蒸發壓力并且ODP值為零，GWP值僅0.29，且無明顯毒性（長期慢性毒性試驗仍在進行中），目前全球生產的HFC134a制冷劑中50%用于汽車空調，由于汽車空調的特殊工況，一般情況下海兩年就要加注一次制冷劑。

根據歐盟已通過的含氟溫室氣體控制法規的要求，自2017年1月1日起，歐盟將禁止新生產的汽車空調使用GWP值大于150的制冷劑，由于現在使用的HFC134a的GWP值為1300，故將被禁用；在2011年1月1日至2017年1月1日的6年間，在用汽車空調將按比例逐步淘汰GWP值大于150的制冷劑；自2017年1月1日起，將禁止所有汽車空調使用GWP值大于150的制冷劑。因而，汽車空調使用低GWP值的制冷劑成為趨勢和必然，CO2、碳氫化合物、HFC152a以及一些可作為汽車空調制冷劑的混合物成為研究熱點。

HOWO- A7空調的特點

HOWO-A7空調是中國重汽*新開發的新一代重卡汽車空調。其外形美觀大方，結構緊湊，系統各項功能勻由各轉向器控制，是一款行業先進的電動數字化空調。

◆殼體材料采用PP+TD40，其中40%滑石粉的加入可明顯提高PP材料的強度和模量大幅度提高，沖擊強度明顯改善。

◆核心部件如:散熱器、蒸發器全部由德國BEHR公司生產, 散熱器、蒸發器全部采用鋁制材料，有著體積小、重量輕、性能高等優點。

◆采用了高性能的鼓風機，風量可高達600m3/h，比普通HOWO風量提升了20%。

◆將風門、密封條設計成一體，使風門整體設計造型美觀、柔和，富有美感，無表面缺陷。彌補了現有循環、模式風門總成設計技術的不足，不再受密封條、粘接劑的影響。

◆控制系統采用VFD（熒光）顯示：采用嵌入微電腦控制，無級調速，具有操作簡單，清晰度高、亮度高，無視覺方向影響，控制溫度精度高（精度可達到±0.5℃），自動化程度強，受外界環境變化的影響不大等特點。可隨機設定溫度和風級數，系統可根據溫度自行控制空調開關及風級數增減，并具有故障報警功能。

◆A7空調器的密封墊采用了TPO 材料，TPO熱塑性聚烯烴彈性體，其性能和柔軟性遠遠超過傳統的熱塑性聚烯烴，可加工性和物理性質也超過許多其他熱塑性彈性體。可加工性特別優異，而且從硬度范圍和制造工藝的角度看，是一種多用途的優良材料。可加工性更好，硬度值從個位數到90和更高。另一個優點是在美觀方面，產品表面光滑，TPO 同時具有耐老化、耐腐蝕、耐輻射、阻燃、均衡的物理力學性能和極好的尺寸穩定性。特別適合用于汽車內飾暖風密封墊、固定墊。同時在下殼體凹槽處增加涂抹TPO硅油工藝，解決了裝配過程中TPO減振密封墊安裝困難的問題。

◆散熱器與水管連接采用新型固定插銷連接，取代了以往的螺栓連接，操作簡便靈活，密封性好。

HOWO-A7空調經德國BEHR公司試驗測試: 在吹腳狀態下A7比HOWO放熱量提升44%；在除霜狀態下A7比HOWO放熱量提升24%；制冷量A711.7KW比HOWO放熱量提升43%。整體性能上遠高于HOWO空調器，高于歐洲平均水平。目前在國內處于**地位。

HOWO-A7數字化汽車空調

汽車空調的發展方向

汽車空調行業應該朝著更環保、節能、高效、舒適的方向發展。由于汽車內飾技術發展較緩，汽車駕駛室的密封性較差，環保性能也不是很好，必然嚴重影響空調系統的密封性、經濟性和可靠性，所以今后汽車空調的發展方向大都圍繞著保護環境、提高效率、節能節材、減輕重量、壓縮體積、降低振動與噪聲、操作維修簡便、**可靠等幾個方向展開，而且汽車空調的發展總是與汽車工業的發展是同步進行的，比如，未來新型空調系統的開發，就必須適應發動機效率的提高（余熱量減少），電氣化、混合驅動及其它新型零部件使用能導致空調系統特性的新變化。

◆汽車空調作為乘駕舒適度的必要條件之一，成為現代汽車上必不可少的關鍵部件。目前我國幾乎所有的乘用車和大部分的商用車都配置了空調。隨著我國汽車產業的高速發展，作為汽車空調核心部件的壓縮機，在技術和質量上也取得了長足的進步。壓縮機的設計正朝著減少重量和體積、降低噪音和增加振動穩定性的方向發展。目前國外壓縮機仍以斜板式、旋葉式和漩渦式壓縮機為主,為減少離合器頻繁閉合產生的噪音和獲得更佳的控制效果，外部控制式變排量壓縮機逐漸成為世界車用空調壓縮機的主導方向，它具有結構緊湊、重量輕和節省能源的優點。另外,隨著世界各國的環保意識的不斷加強，電動壓縮機也得到了進一步的發展,它能滿足混合燃料電池車用空調的需要。

◆近年來隨著計算機的普及和電子技術的發展，使得空調系統的控制效果日益完善，空調設備的性能也越來越高，運用這種空調系統能進行全天候的空氣調節，集制冷、采暖、通風于一體，在人為設定的*佳溫度、濕度及風量的情況下，該系統可根據車內人員數量和其它情況的變化進行多檔位、多模式的調整，從而設定*佳值，使車內始終保持舒適的人工氣候環境；同時還可以進行故障自動診斷和數字顯示等功能。

◆高效節能，向小型輕量化方向發展。要進一步降低空調裝置的整體重量和外形尺寸，必須提高各組成裝置的結構緊湊度和效率。為此各國正致力于改進各部件的結構、完善各部件的制造工藝、改進空調裝置的布局，提高空調裝置的性能。因此結構緊湊、體積小、重量輕、效率高、節省動力、噪聲低、工作可靠、啟動性能好的變排量汽車空調將會應運而生。

◆隨著世界上能源緊缺形式的日趨嚴重，國家對工業產品節能、環保的要求日趨嚴格，一些符合節能、環保要求的新型汽車空調壓縮機得到人們的青睞。發展綠色制冷劑是大勢所趨，符合環保要求的新型制冷劑的應用，也將成為制冷壓縮機行業的一個熱點問題。其中二氧化碳等一些新型環保制冷劑得以應用和發展。空調壓縮機是空調系統的核心部件，其功能是借助外力維持制冷劑在制冷系統內的循環，吸入來自蒸發器的低溫、低壓的制冷器蒸汽，壓縮制冷劑蒸汽使其溫度和壓力升高，并將制冷劑蒸汽送往冷凝器，在熱量吸收和釋放過程中，實現熱交換。也就是說，壓縮機的能力和特征決定了制冷系統的能力和特征。傳統氟利昂系列的制冷劑產生溫室效應，破壞大氣臭氧層。基于環保要求，在國內制冷行業中首先掀起了研制新型制冷劑的潮流，隨之而來的就是汽車空調行業。近年來，國外一些研究人員關注的熱點轉向二氧化碳作為新型制冷劑替代老式制冷劑的應用與推廣。二氧化碳將成為車用空調的新型制冷劑。二氧化碳對產生溫室效應影響極小，作為制冷劑的二氧化碳主要來自工業廢氣，其化學特性穩定、不可燃、沒有腐蝕性，對人體無害。目前已有裝有二氧化碳車用空調系統的奔馳轎車投放市場。但是由于國內二氧化碳空調壓縮機技術尚不成熟，還沒有得到很好的應用。因此，盡快使先進技術進入市場，形成先期優勢，是我國汽車空調企業亟待解決的問題。

◆未來新型空調系統的開發必須與汽車開發同步，以適應新的變化 ：如發動機效率提高、電氣化、混合驅動動力及其它新型零部件使用后導致空調系統特性的變化，汽車動力的更新和新技術的應用，對汽車空調系統提出了新的挑戰，也給許多新技術的應用創造了機會。對于新一代的環保型汽車,如電動、混合動力、燃料電池和其它的低排放車輛,由于本身動力遠小于傳統動力車輛,能夠提給空調系統的動力極為有限。擁有一套節能高效、性能可靠的空調系統對開拓市場至關重要。一方面汽車電氣化日益加強新型的電子元件如加熱座椅、娛樂系統、電子導航等在汽車上的應用日漸廣泛,為了適應這些技術,汽車生產商正在擬轉向42～48V系統。采用高電壓系統后有可能去除皮帶驅動的系統,如發電機、空調壓縮機、水泵及動力轉向泵等。這使在汽車空調系統中應用全封閉壓縮機成為可能，并且只要發動機艙內靠近儀表盤的部分在足夠的空間,就有可能用金屬管代替軟管，從而大大降低制冷劑泄漏 ；二是新的零部件技術可減少空調或采暖負荷增強車身隔熱、改進門封結構、玻璃鍍層和其它新技術的應用都可減少車室熱負荷，從而減少用于空調或采暖的能耗而減少溫室氣體排放。

隨著我國經濟的穩步增長，人們對汽車乘駕舒適性的要求有了更高的標準，我國汽車空調行業正在進入新的發展階段。 (end)