談工程機(jī)械空調(diào)系統(tǒng)原理與影響正常工作因素

李高峰 郭瑞雪 朱 毅

(陜西建設(shè)機(jī)械股份有限公司，陜西 西安 710032)

·機(jī)械與設(shè)備·

談工程機(jī)械空調(diào)系統(tǒng)原理與影響正常工作因素

李高峰 郭瑞雪 朱 毅

(陜西建設(shè)機(jī)械股份有限公司，陜西 西安 710032)

簡述了工程機(jī)械空調(diào)系統(tǒng)的組成及工作原理，從發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、環(huán)境溫度、駕駛室密封情況、制冷劑等方面，分析了影響機(jī)械空調(diào)系統(tǒng)正常運行的因素，有助于確保機(jī)械工程的應(yīng)用效果。

機(jī)械空調(diào)系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)，駕駛室，制冷劑

空調(diào)系統(tǒng)在工程機(jī)械上應(yīng)用越來越廣泛，如何正確結(jié)合工程機(jī)械安裝應(yīng)用空調(diào)系統(tǒng)，使工程機(jī)械空調(diào)得到最佳的應(yīng)用效果，這一直是工程機(jī)械制造單位在產(chǎn)品生產(chǎn)中不斷追求的目標(biāo)。

1 工程機(jī)械空調(diào)系統(tǒng)的組成與原理

1.1 工程機(jī)械空調(diào)系統(tǒng)組成

工程機(jī)械空調(diào)系統(tǒng)主要是由空調(diào)壓縮機(jī)、充液罐、冷凝器、蒸發(fā)器、高低壓管路組成。其組成見圖1。

1.2 空調(diào)系統(tǒng)工作原理

這里主要是從空調(diào)制冷與制熱兩部分進(jìn)行闡述。

1)制冷系統(tǒng)一般可分為四個過程：a.壓縮過程：通過蒸發(fā)器中吸收熱量后的低溫低壓制冷劑蒸汽經(jīng)過壓縮機(jī)吸入、絕熱壓縮后變成高溫高壓制冷劑蒸汽并送入冷凝器；b.冷凝過程：高溫高壓制冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器，與周圍環(huán)境空氣進(jìn)行交換，放出熱量后冷凝為高溫高壓制冷劑液體;c.節(jié)流過程：從冷凝器出來的高溫高壓制冷劑，經(jīng)儲液干燥和過濾，然后通過膨脹閥節(jié)流和減壓，變成低溫低壓制冷劑液氣混合物(氣體非常少)進(jìn)入蒸發(fā)器；d.蒸發(fā)過程：經(jīng)節(jié)流后低溫低壓的制冷劑混合物在蒸發(fā)器內(nèi)循環(huán)，吸收車內(nèi)駕駛室內(nèi)空氣熱量，蒸發(fā)成低溫低壓的制冷劑蒸汽，同時通過車內(nèi)蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)將溫度降低。從蒸發(fā)器流出的低溫低壓制冷劑蒸汽又被空調(diào)壓縮機(jī)吸收，再次進(jìn)行絕熱壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)四個過程周而復(fù)始不斷循環(huán)，從而實現(xiàn)制冷系統(tǒng)不斷的持續(xù)工作，完成制冷工作。

2)制熱系統(tǒng)其原理如下：其發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)中的冷卻水(冷卻液)，經(jīng)發(fā)動機(jī)冷卻水路中的水泵加壓后分兩路：一路進(jìn)入發(fā)動機(jī)散熱水箱；另一路經(jīng)過熱水、熱水閥進(jìn)入加熱器(與蒸發(fā)器一體)，加熱器的高溫冷卻水與周圍空氣進(jìn)行交換，通過風(fēng)機(jī)使駕駛室內(nèi)空氣溫度升高，從加熱器出來的冷卻水(回水)與散熱水箱出水管(發(fā)動機(jī)水泵進(jìn)水)相聯(lián)，對發(fā)動機(jī)進(jìn)行冷卻，經(jīng)發(fā)動機(jī)水泵加壓后再次進(jìn)入空調(diào)加熱器，不斷循環(huán)往復(fù)，從而實現(xiàn)供暖，若供暖時將熱水閥關(guān)閉，冷卻水只能進(jìn)入散熱器水箱冷卻。

2 影響工程機(jī)械空調(diào)正常工作因素

2.1 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定

工程機(jī)械在施工中經(jīng)常出現(xiàn)突變載荷的工況，這樣發(fā)動機(jī)會出現(xiàn)突然掉速現(xiàn)象，從而造成空調(diào)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速變化，對系統(tǒng)的沖擊較大也影響空調(diào)系統(tǒng)的制冷效果，在對策上盡量選在制冷量富裕一些的空調(diào)系統(tǒng)，即便是出現(xiàn)短暫的壓縮機(jī)保護(hù)也不至于影響操作者體感溫度的舒適效果。

2.2 環(huán)境溫度影響因素

車用空調(diào)系統(tǒng)正常工作與環(huán)境溫度有關(guān)系，由于工程作業(yè)區(qū)域跨度大工程機(jī)械車用空調(diào)工作環(huán)境溫度在15 ℃～45 ℃之間，其制冷系統(tǒng)正常工作壓力值見表1。

表1 環(huán)境溫度與制冷系統(tǒng)正常工作壓力值

從表1可以看出不同環(huán)境溫度系統(tǒng)制冷壓力是不相同的，由于空調(diào)在制冷時是一個冷熱交換的過程，在空調(diào)實際工作過程中，管道壓力隨環(huán)境溫度升高而壓力增大，這樣就對環(huán)境溫度有一個環(huán)境要求，故注意這點也是空調(diào)正常工作的條件。

2.3 駕駛室密封情況的影響

隨著工程機(jī)械的不斷發(fā)展以及人對工作環(huán)境要求的不斷提高，空調(diào)在工程機(jī)械上應(yīng)用越來越廣泛，駕駛室的密封情況是影響空調(diào)正常工作的一個因素，所以在設(shè)計駕駛室時對門邊條的密封和玻璃的配置都有一定要求，最直接體現(xiàn)在空調(diào)系統(tǒng)的制冷制熱效果上，若出現(xiàn)縫隙過大或玻璃破損都將使得壓縮機(jī)長時間不停運轉(zhuǎn)，系統(tǒng)能耗增加，縮短制冷原件(壓縮機(jī))的使用壽命。

2.4 制冷劑的充裝控制與質(zhì)量影響

當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)抽真空完成后，開始對車用空調(diào)進(jìn)行充液(即制冷劑)，一般采用罐裝R-134a制冷劑，通常充裝制冷劑的方法有液體充裝法和氣體充裝法，本文重點講述氣體充裝法。將充裝壓力表中間管路與制冷劑的注入閥相連切記制冷劑罐豎直放置，出口在上端，打開制冷劑罐的開啟閥，在擰松靠近壓力表端螺母，讓制冷劑溢出以排凈空氣(不超過3 s)然后迅速擰緊螺母，再將制冷劑罐移到電子磅秤上，記錄制冷劑罐原始質(zhì)量，啟動空調(diào)系統(tǒng)發(fā)動機(jī)，轉(zhuǎn)速控制在1 800 r/min～2 000 r/min，并把空調(diào)系統(tǒng)處于最大制冷狀態(tài)，打開低壓側(cè)手動閥使氣態(tài)制冷劑進(jìn)入系統(tǒng)，直到制冷劑質(zhì)量達(dá)到規(guī)定值(充裝前后質(zhì)量差值)為止。出現(xiàn)過多充裝或缺少制冷劑質(zhì)量，都直接影響空調(diào)系統(tǒng)正常工作。

2.5 工程機(jī)械工作工況的影響

由于工程機(jī)械空調(diào)具有與車輛不同的工況(如工程機(jī)械在施工過程中遇到振動、沖擊等等工況)，所以，在安裝連接時一定要注意連接過程，在開啟各元件口后與管路應(yīng)及時連接，以防止污物和水分進(jìn)入系統(tǒng)，安裝前應(yīng)對管路接頭進(jìn)行認(rèn)真檢查，查看密封圈是否存在(這一點有時容易忽略)，并涂上少許冷凍機(jī)油然后按照規(guī)定對接頭進(jìn)行擰緊。其接頭擰緊力矩見表2，注意接頭擰緊時先套上螺母用手預(yù)緊后再用扳手?jǐn)Q緊，嚴(yán)禁螺母未套好強(qiáng)行用扳手?jǐn)Q緊。

表2 管路接頭擰緊力矩表

關(guān)鍵元件(如蒸發(fā)器總成、冷凝器總成接口等處)擰緊時，要用兩把扳手，螺母扳手轉(zhuǎn)動，另一把扳手不動卡住管嘴，否則不僅擰不緊，而且會損壞管路元件。

2.6 主要換熱器元件的清潔度影響

從圖1可以看出，主要換熱元件(蒸發(fā)器總成、冷凝器總成等)是通過空氣對流完成冷熱交換，實現(xiàn)制冷、制熱，若出現(xiàn)主要換熱元件污物堵塞，影響換熱效果，也能直接影響空調(diào)系統(tǒng)的正常工作，都是應(yīng)該及時注意的問題。

3 結(jié)語

從以上可以看出工程機(jī)械空調(diào)系統(tǒng)除了具有車用空調(diào)系統(tǒng)的特點外，還要考慮零部件的抗震性、耐蝕性、關(guān)鍵部件的耐壓性以及耐濕、溫性等，為此，重視影響工程機(jī)械空調(diào)正常工作的因素，是正確應(yīng)用工程機(jī)械空調(diào)的前提，工程機(jī)械生產(chǎn)單位應(yīng)引起高度重視。

[1] 關(guān)志偉.汽車空調(diào)[M].北京:人民交通出版社,2009.

[2] 聞幫春.機(jī)械設(shè)計手冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.

[3] 謝永光.汽車空調(diào)結(jié)構(gòu)與維修[M].北京:人民郵電出版社,2011.

Abstract: The thesis briefly describes the engineering mechanical air-conditioning system composition and working principles. Starting from aspects of engine speed, environmental temperature, cab sealing conditions and refrigerant, it analyzes factors influencing normal mechanical air-conditioning system operation, which will be good for guaranteeing the application effect of mechanical engineering.

Key words: mechanical air-conditioning system, engine, cab, refrigerant

Discussion on engineering mechanical air-conditioning system principles and elements influencing normal operation

Li Gaofeng Guo Ruixue Zhu Yi

(ShannxiConstructionMachineryCo.,Ltd,Xi’an710032,China)

2016-03-11

李高峰(1986- )，男，助理工程師

1009-6825(2016)15-0209-03

TU831

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