雙層客車內(nèi)置分體式空調(diào)蒸發(fā)器布置設(shè)計(jì)

黃志文， 朱奎生， 呂小剛， 羅根平， 鄧毅帆

(江西凱馬百路佳客車有限公司， 南昌 330013)

雙層客車的空調(diào)系統(tǒng)目前應(yīng)用較為廣泛的有背置式和內(nèi)置分體式兩種，采用內(nèi)置分體式空調(diào)的雙層客車因比采用背置式空調(diào)的雙層客車有更多的座椅布置空間而被有更多座椅布置需求的主機(jī)廠選擇。然而這種結(jié)構(gòu)形式的空調(diào)存在蒸發(fā)器風(fēng)噪大、難布置、內(nèi)飾難設(shè)計(jì)的問(wèn)題。本文通過(guò)介紹內(nèi)置分體式空調(diào)蒸發(fā)器及相關(guān)附件的布置設(shè)計(jì)，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況解決內(nèi)置分體式空調(diào)的蒸發(fā)器難布置、內(nèi)飾難設(shè)計(jì)的問(wèn)題。

1 蒸發(fā)器的布置設(shè)計(jì)

雙層客車內(nèi)置分體式空調(diào)的蒸發(fā)器一般分別布置在雙層客車的上、下層。因上、下層車廂的凈高度都非常有限，故在不影響制冷量的前提下，應(yīng)盡量選擇外形尺寸小的蒸發(fā)器，這樣既有利于蒸發(fā)器的出風(fēng)，也有利于蒸發(fā)器下方的座椅布置，更利于增加前、后段風(fēng)道行李架的長(zhǎng)度，從而增加行李的放置空間。

1.1 上層蒸發(fā)器的布置設(shè)計(jì)

從前后、上下、左右三個(gè)方向進(jìn)行說(shuō)明：

1) 前后方向布置。由于車輛前部前擋玻璃陽(yáng)光直射面積大，導(dǎo)致在夏天時(shí)車輛前部的溫度明顯高于后段。因此，在布置上層蒸發(fā)器時(shí)要考慮通過(guò)增加前部風(fēng)道風(fēng)量的方式加強(qiáng)前部的制冷效果，以達(dá)到車內(nèi)前、后段氣溫基本均衡。在不受其他因素(如整車載荷配重等)影響的情況下，應(yīng)將蒸發(fā)器布置在車輛中部略靠車前位置，以減少前段風(fēng)道的風(fēng)耗，使得到達(dá)前內(nèi)頂?shù)娘L(fēng)的風(fēng)壓加大，同時(shí)設(shè)計(jì)安裝可以分配蒸發(fā)器風(fēng)量的導(dǎo)風(fēng)罩，實(shí)現(xiàn)對(duì)前、后段風(fēng)道進(jìn)風(fēng)量的控制，再根據(jù)整車空調(diào)測(cè)試結(jié)果的需要分配蒸發(fā)器出來(lái)的風(fēng)量，確保車輛前、后段氣溫盡量均衡。

2) 上下方向布置。如圖1所示，蒸發(fā)器下方一般安裝有座椅，為確保其下方座椅座墊的凈高滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，蒸發(fā)器應(yīng)盡量靠車頂安裝，上表面最好能內(nèi)沉于頂蓋骨架，這樣可以最大程度地給空調(diào)蒸發(fā)器出風(fēng)留出足夠的空間，也利于安裝空調(diào)導(dǎo)風(fēng)罩。

1、4、9-風(fēng)道行李架； 2-上層蒸發(fā)器； 3-上層蒸發(fā)器裝飾罩；5-下層導(dǎo)風(fēng)罩； 6-下層導(dǎo)風(fēng)罩調(diào)節(jié)支架；7-下層蒸發(fā)器； 8-下層蒸發(fā)器裝飾罩

3) 左右方向布置。上層內(nèi)置分體式空調(diào)蒸發(fā)器通常選擇可分為左右兩個(gè)單體的蒸發(fā)器，左邊蒸發(fā)器靠左側(cè)布置，右邊蒸發(fā)器靠右側(cè)布置。要注意的是，左、右蒸發(fā)器裝飾罩安裝后，裝飾罩之間的凈空間尺寸(如圖2所示)需滿足GB 13094—2017的要求(≥550 mm)。

11-出風(fēng)口； 12-蒸發(fā)器； 13-蒸發(fā)器裝飾罩；14-回風(fēng)口； 15-風(fēng)道行李架頂燈

為確保內(nèi)飾的美觀性，蒸發(fā)器裝飾罩的外形要與風(fēng)道行李架的外輪廓基本相同，要確保風(fēng)道行李架頂燈在蒸發(fā)器裝飾罩處不斷開(kāi)。如圖2所示，裝飾罩外形與風(fēng)道行李架外輪廓基本一致，風(fēng)道行李架頂燈從前往后貫穿。另外，蒸發(fā)器裝飾罩盡量用質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好的材料，如果是非金屬件需滿足內(nèi)飾阻燃要求，為確保產(chǎn)品一致性好，盡量采用模具成型。

1.2 下層蒸發(fā)器的布置設(shè)計(jì)

下層蒸發(fā)器的布置很大程度取決于下層的結(jié)構(gòu)布置，尤其是樓梯布置。下面根據(jù)樓梯的安裝位置分別說(shuō)明。

1.2.1 樓梯布置在中門后方

如圖1所示，一般需要將下層蒸發(fā)器分別安裝在左、右前輪拱區(qū)域的上方。如在其他乘客區(qū)安裝蒸發(fā)器，可能會(huì)導(dǎo)致蒸發(fā)器下方座椅座墊上方凈高度空間不符合GB 13094—2017要求而無(wú)法安裝乘客座椅，造成車內(nèi)空間浪費(fèi)。此種情況下，根據(jù)左、右前輪拱上方是否用骨架及鍍鋅板焊接成單獨(dú)的艙體又分為兩種方式：

1) 左、右前輪拱上方無(wú)艙體。如圖1下層蒸發(fā)器的布置方式，為保證輪拱上方與乘客區(qū)屬于一個(gè)整體，需要選擇分體懸掛式蒸發(fā)器并懸掛在下層頂蓋骨架上，左右、上下方向的布置及蒸發(fā)器裝飾罩的設(shè)計(jì)與上層蒸發(fā)器相同，最好能將蒸發(fā)器沉入頂部骨架安裝，這樣可以最大程度減小蒸發(fā)器罩的外形尺寸，提高內(nèi)飾美觀程度。

2) 左、右前輪拱上方各自單獨(dú)成艙。如圖3下層蒸發(fā)器的布置方式，為安裝方便，選擇落地式蒸發(fā)器并安裝在艙體底部，蒸發(fā)器出風(fēng)口朝上，然后做導(dǎo)風(fēng)罩將冷風(fēng)引入到乘客區(qū)風(fēng)道。具體布置時(shí)要盡量合理利用空間，以便于蒸發(fā)器拆卸檢修、蒸發(fā)器回風(fēng)與出風(fēng)的隔離以及導(dǎo)風(fēng)罩的裝卸。艙體中多余的空間可用作儲(chǔ)物柜或電器柜。

16-輪拱上方艙體； 17-落地式蒸發(fā)器； 18-上層地板

1.2.2 樓梯布置在前輪拱上方

如圖4所示，下層蒸發(fā)器一般選擇整體式蒸發(fā)器，安裝在與乘客區(qū)有一墻之隔的后行李艙前立面骨架上，并在前立面開(kāi)進(jìn)風(fēng)口，然后安裝導(dǎo)風(fēng)管將蒸發(fā)器的冷風(fēng)導(dǎo)入到乘客區(qū)風(fēng)道。此種情況下，蒸發(fā)器應(yīng)盡量緊靠頂部安裝，使蒸發(fā)器的出風(fēng)口與乘客區(qū)的風(fēng)道基本處于同一高度，便于安裝導(dǎo)風(fēng)管，可有效降低導(dǎo)風(fēng)管長(zhǎng)度，減少風(fēng)耗。

21-上層地板； 22-風(fēng)道； 23-行李艙前立面； 24-蒸發(fā)器

2 其他附件的設(shè)計(jì)

2.1 上下層蒸發(fā)器導(dǎo)風(fēng)罩設(shè)計(jì)

通常上、下層的蒸發(fā)器都不會(huì)安裝在車廂兩端。 因此，要保證蒸發(fā)器前、后風(fēng)道的制冷均衡，蒸發(fā)器導(dǎo)風(fēng)罩發(fā)揮著重要的作用：一是將蒸發(fā)器冷風(fēng)分別向蒸發(fā)器前、后風(fēng)道輸送；二是根據(jù)實(shí)際需要分配前、后風(fēng)道的風(fēng)量；三是減小出風(fēng)的能耗。

導(dǎo)風(fēng)罩設(shè)計(jì)遵循原則：一是導(dǎo)風(fēng)罩出風(fēng)口面積大于進(jìn)風(fēng)口面積；二是內(nèi)表面要光滑，減小風(fēng)阻；三是選擇的材料盡量輕，產(chǎn)品具有較好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；四是導(dǎo)風(fēng)罩內(nèi)部的出風(fēng)調(diào)節(jié)支架的位置要可調(diào)；五是要提前確定好安裝點(diǎn)，并對(duì)供應(yīng)商提出安裝點(diǎn)要求，方便導(dǎo)風(fēng)罩安裝，特別需要注意的是，導(dǎo)風(fēng)罩只有緊貼蒸發(fā)器出風(fēng)口安裝才能有效避免冷風(fēng)損耗。

圖5為圖1下層蒸發(fā)器縱向局部布置的放大圖，可以根據(jù)空調(diào)測(cè)試情況通過(guò)調(diào)節(jié)支架(序號(hào)6)的位置來(lái)分配蒸發(fā)器前、后的出風(fēng)量。

5-導(dǎo)風(fēng)罩； 6-導(dǎo)風(fēng)罩調(diào)節(jié)支架； 7-蒸發(fā)器； 8-蒸發(fā)器罩

2.2 上下層風(fēng)道截留板的設(shè)計(jì)

在實(shí)際應(yīng)用中，一般前、后段風(fēng)道緊靠蒸發(fā)器的出風(fēng)口出風(fēng)量會(huì)很小。這是因?yàn)閯倧恼舭l(fā)器出來(lái)的風(fēng)的風(fēng)壓很大，大部分會(huì)以較高的壓力朝車前和車后風(fēng)道吹去，而使得緊靠蒸發(fā)器的出風(fēng)口局部區(qū)域不能形成一個(gè)較大的向下出風(fēng)的壓力，導(dǎo)致出風(fēng)很小。因此，在緊靠蒸發(fā)器的出風(fēng)口區(qū)域需要做一個(gè)截留板，以增加出風(fēng)口處的出風(fēng)量，如圖6所示。

26-風(fēng)道底板； 27-閱讀燈面板； 28-截留板； 29-風(fēng)道出風(fēng)口

2.3 蒸發(fā)器回風(fēng)口隔離裝置設(shè)計(jì)

內(nèi)置分體式空調(diào)上、下層蒸發(fā)器的回風(fēng)與出風(fēng)要實(shí)現(xiàn)隔離，最好是在回風(fēng)口處布置隔離裝置，一般出風(fēng)口位置有很多管線，周圍的情況比較復(fù)雜，不適宜安裝隔離裝置。為了內(nèi)飾的美觀，蒸發(fā)器裝飾罩的外形與風(fēng)道行李架的外輪廓基本相同，導(dǎo)致蒸發(fā)器裝飾罩外形不一定是方正的。

圖7中，由于蒸發(fā)器裝飾罩在回風(fēng)口位置相對(duì)復(fù)雜，蒸發(fā)器回風(fēng)口與蒸發(fā)器裝飾罩回風(fēng)口不在同一高度，所以宜將隔離裝置安裝在蒸發(fā)器(需要空調(diào)供應(yīng)商圍繞蒸發(fā)器回風(fēng)口提供環(huán)形安裝止口)上，隔離裝置緊靠蒸發(fā)器裝飾罩壁的一端帶有軟泡膠條用于密封，如此即可完全隔離出風(fēng)口和回風(fēng)口，實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)器正常工作。

31-蒸發(fā)器裝飾罩壁； 32-軟泡膠條； 33-隔離板；34-蒸發(fā)器裝飾罩回風(fēng)口； 35-隔離裝置； 36-蒸發(fā)器； 37-出風(fēng)口

3 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)介紹內(nèi)置分體式蒸發(fā)器的布置及相關(guān)附件的設(shè)計(jì)與布置，并結(jié)合多年來(lái)的實(shí)際應(yīng)用情況，以解決在設(shè)計(jì)及實(shí)際應(yīng)用中內(nèi)置分體式空調(diào)可能會(huì)遇到的一些問(wèn)題。在內(nèi)置分體式空調(diào)蒸發(fā)器布置、蒸發(fā)器裝飾罩、蒸發(fā)器導(dǎo)風(fēng)罩的設(shè)計(jì)工作中，根據(jù)以上設(shè)計(jì)原則及方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以更好地完成設(shè)計(jì)工作，避免走彎路，提升設(shè)計(jì)效率。