整车集成设计指南(空调系统布置)

密封材料
4. 冷凝器与散热共用车身固定点，或者 散热器上为冷凝器提供单独的固定点。
散热器
冷凝器
5. 冷凝器的进出口的选择： 冷凝器的进出口有两种形式：
1）90°转角接头 2）一般接头 如图7.7
图7.6
15—25mm
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总布置 @ A-前舱 零部件布置校核 部分
空调压缩机
建议二：压缩机吸排气口端面避免与起动机 在同一方向上相对，如果无法避免两者之间 的距离应满足大于80mm的间隙；（备注： 保证起动机拆卸空间，空调管的装配空间）
起动机 吸/排气口 图7.2
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总布置 @ A-前舱 零部件布置校核 部分
空调系统的工作原理：利用有限的制冷剂在封闭的制冷系统中，周而复始地将制冷剂压缩、 冷凝、膨胀、蒸发，在蒸发器中吸热汽化，对乘室内空气进行制冷降温。
干燥瓶 膨胀阀
蒸发器
冷凝器
高压管路
压缩机
低压管路
图7.1 汽车空调系统结构
7.3 布置目的和适用范围 空调系统各零部件
1.布置原则 ；2.不与 周边件干涉；3.装配装便性；4.制冷剂加注方便性；5.维修方便性。 本指南适用于M1类车型空调系统前舱部分的布置。
空调管路的布置要求：
1. 最低离地间隙大于150mm，以满足台阶保护的要求； 2. 管路尽量少折弯，缩短管路长度，避免折弯过狠（通常不允许折弯角度小于90°）以减 少流动阻力；同时在布置管路走向时，应考虑美观度； 3.软管总成的连接要能保持软管两端呈自然状态，不能使软管造成扭曲；当空调管路中的软 管长度不足以吸收空调系统内部的噪音时，需要在管路中增加一个消音器； 4.空调低压管应该避开热源，如果避不开需要增加隔热护套； 5.空调硬管在车身上的固定点要牢靠，允许管子可做微量位移（使用带橡胶套的管夹）；空 调硬管一般两个固定点之间间隔200mm，硬管与软管连接处附件一般设定一个固定点；
管路的设计 软管设计时要求两端扣管的中心线要相交一点，以保证软管在同一平面内弯曲；软管
的张力通常调整为1.5左右，以保证软管的受力均匀。 硬管一搬高压管的直径为10mm，低压管的直径为18mm，软管一般高压管的直径为
19mm，低压管为22mm；如管路折弯过多，弯曲半径过小的情况有时可以增大管子的直 径来改善性能。
当发动机与前端模块之间的距离较小时（小于 70mm），空调管路不能直接走压缩机正前方的空间， 需要利用斜下方空间时，建议选用吸排气口在X方向 上排列。
如图7.4，绿色箭头表示空调管走向，绿色区域表示 可利用空间。
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图7.3
Z
X
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可以 利用 空间
图7.4
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4.空调压力开关、压缩机接插件的插拔空间要满 足要求（如图7.13所示）；
根据日本车最售后索赔率的总结得出，空调压 力开关的布置形式接插朝上，会延长压力开关的 的使用寿命（取决于压力开关内部一个感应压力 的薄膜，超向向下空调系统内冷媒中的杂质沉积 到薄膜上，对薄膜产生损坏）。
图7.11 空调管固定
加注枪 空调管
沿气流方向依次布置 1).温度低 到温度高的散热器；2).进出口温差大到温差小的散热； 如图7.5为目前轿车普遍采用的布置形式。
2. 冷凝器与散热器重叠布置时，要求距离15—25mm，并且周边用海绵或橡胶材料密封以避免 穿过冷凝器的气流从四周的缝隙泄露，如图7.6所示；
3. 有效迎风面积大于25%。
图7.9 集成式干燥瓶的布置
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7–空调系统
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7.4 .4 空调管路的布置
图9.7 集成式干燥瓶的布置
图7.10 空调管路
空调管总车包括高压管路、低压管路；高压管路中由 冷凝器至压缩机段管路和冷凝器至 HVAC段管路组成，另外还有管夹（双、单）、冷媒加注口、压力开关，有些管路上还增加消 音器。
扣管的设计，扣管一般长为30mm，而直径与所连接的软管直径有关，通常直径比软管 大4~6mm。
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7.4 .5 装配方便性 装配方便性的要求：
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7–空调系统
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7.4 空调系统布置过程
7.4 .1 空调压缩机的布置
空调压缩机的作用是将空调系统中循环流动的冷媒利用发动机提供的能量压缩成高压冷 媒，在压缩机两端行成一个压力差，致使促使冷媒在系统中循环起来，这个过程还同时实现了 能量的聚集，冷媒的温度上升。
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7–空调系统
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7.1 输入信息 1）车身结构、动力总成、冷凝器、干燥瓶、散热器数模
7.2 空调系统简介
汽车空调的作用是提高乘坐的舒适性和驾驶的安全性。如图9.1所示，汽车空调系统一般由 蒸发器、压缩机、冷凝器、干燥瓶、膨胀阀和管路组成，布置在发动机前舱的包括压缩机、冷凝 器、干燥瓶和管路。
冷凝器
散热器
冷凝器
中冷器
图7.4 M1类车冷凝器布置形式 冷凝器的布置：
图7.5 中冷器位于散热器前端，冷凝器下 端的布置形式
1. 目前轿车的冷凝器作为冷却模块的一部分，是在分装线上组装成一个整体的冷却模块，然后 再整体装配到汽车上；
通常冷却模块由多个系统的散热器共同组成并集中装配在一起，为了达到理想的冷却效果， 各个散热器应该避免重叠，如果由于布置空间的限制，冷却模块的布置可按以下原则：
空调压缩机布置形式：
由于空调压缩机是需要利用外力来完成压缩功能，故空调压缩机一般都是布置在发动机上，利 用发动机提供动力。故我们需要给出发动机布置工程师压缩机的建议布置位置；
建议一：压缩机的位置不能太低
原因： 1.当采用增压发动机时，压缩机与中冷器之 间的要求间隙很不容易保证，导致中冷管无 法走出； 2.压缩机布置过低，在汽车行驶过程中，压 缩机容易被泥水侵蚀损坏，地面石子击打损 坏，(备注：故在没有下护板的情况下，需 要增加一个单独的压缩机护罩）。
压力开关
图7.12 冷媒加注
图7.13 压力开关插接
7.4 .6 维修方便性
维修方便性的要求：
尽量避免或者少拆卸空调系统周边件后才能拆卸空调相关部件，尤其不允许拆卸压缩机需 要拆发动机；不允许拆卸空调管需要拆卸发动机冷却系统；
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7–空调系统
吸排气口通常布置在压缩机后端面上和机身上，如 图7.2，图7.3；
由于空调管制造工艺问题（转弯之前的直线段要求 通常为30mm），吸排气口布置在压缩机机身上对 发动机与前端模块之间的空间要求较高，适用于压 缩机后端面空间不足，而发动机与前端模块之间的 空间较大。
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7–空调系统
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90°转角接头，相对一般接头多 了一个90°拐弯， 即多增加一部分对冷媒的阻力； 但是可以满足冷凝器侧面空间不 足的要求；
当冷凝器侧面空间不满足时，可 选择90°转角接头，以利用冷凝 器正面空间。
90°转角接头
一般接头
图7.7
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7–空调系统
7.4 空调系统布置过程
7.4 .2 冷凝器的布置
冷凝器的作用是使由压缩机排出的高温高压制冷剂与冷凝器外部的空气进行热交换，将高 温高压气态制冷剂转变为高温高压的液态制冷剂，并把热量散发到车外环境中。M1类车型一般 将冷凝器布置于水箱前方，前保险杠横梁后方，如图7.4所示；
干燥瓶的布置形式：
1. 独立式： 干燥瓶单独固定在车身结构上，由两根管路分别连接到冷凝器与蒸发器上，如图7.8所示。
2. 集成式： 干燥瓶与冷凝器集成固定在一起，如图7.9所示。优点是布置时不需要考虑干燥瓶，减少 了管路的布置。
冷凝器
冷凝器
干燥瓶
干燥瓶
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图7.8 独立式干燥瓶的布置
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-77–空调系统
扳机
套筒
1. 在装配过程中套筒不能与管夹、周边件干涉； 2. 在装配过程中具有工人方便的操作空间，如图 7.11；建议公司增加人体模型模拟校核的培训！
3. 空调加注口，要满足空调加注枪加注空间，同 时要满足服务点使用的一次性灌装冷凝加注空间， 如图7.12； （一次性灌装瓶模型为Ø70mm 的圆柱）
当采用吸排气口在机身上的压缩机时，从整车布置 的角度考虑，建议吸排气口不能正对冷却模块，最 好为排气口倾斜朝上，吸气口倾斜朝下。
前端模块示意图
吸排气口在后端面上的压缩机：
1.吸排气口在Z方向上排列，
可以
2.吸排气口在X方向上排列，
利用
空间
根据发动机与前端模块之间的距离来选择，当发动机 与前端模块之间的距离较大（大于70mm）时，建议 选用吸排气口在Z方向上排列，这样比较可以减小空 调管子的长度，和减少管子的拐弯。
7.4 .3 干燥瓶的布置
干燥瓶的作用是过滤、除湿、气液分离及临时性地储存一些制冷剂。干燥瓶是一个铝制 瓶罐串联在冷凝器与膨胀阀之间的管路上，使从冷凝器中出来的高压制冷液体经过滤，干燥后 流向膨胀阀。干燥瓶的功能是：储存液化后的高压液态制冷剂，根据制冷负荷的大小需要，随 时向蒸发器提供制冷剂，同时还可以补充制冷系统因微量泄露而损失的制冷剂量