文档介绍：摘要
跨临界二氧化碳汽车空调制冷系统特性研究
摘要
本课题受国家自然科学基金国家科技创新项目以及上海汽车工业
科技发展基金资助课题以自然工质 CO2 为研究对象探索了 CO2 在汽
车空调领域里的应用为其实用化提供了理论指导和实践经验填补了
国内环保制冷业中的一项空白本文的研究工作从理论和实践两方面展
开
一 CO2 汽车空调跨临界循环特性的理论分析
1 在国内外相关研究的基础上本文重点分析了 CO2 跨临界制冷循
环的特点从循环机理上得出了气冷器循环压力气冷器出口温差蒸
发压力中间换热器换热量等系统循环参数对循环效率的影响及变化规
律
2 从汽车空调的实际工作特点出发建立了 CO 汽车空调的稳态仿
真模型根据不同工作条件下系统运行特性揭示了压缩机转速和气冷
器入口空气参数两大扰动源对系统性能的影响及高转速下可能发生的系
统运行效率和温度压力过高等方面的问题
3 依据仿真模型进一步分析了使用变排量压缩机和电子膨胀阀后
对系统扰动作用的调节效果并对不同模式的控制方案进行了比较分析
4 建立了系统动态仿真模型在此基础上分析了系统对压缩机转速
和气冷器入口空气参数的动态响应为系统控制的动态设计提供了参考
5 在安全性能方面本文详细比较计算了 CO2 系统样机各部件和
R134a 系统相应部件的爆破能量为了降低 CO2 系统的总爆破能量必
须优化部件结构为实现这一目标本文主要应用经验公式和有限元法
分析了系统各部件的耐压性能和对现有材料的选用并根据应力应变分
析的结果提出了进一步结构优化的手段
二 CO2 汽车空调系统的样机制作与试验研究
I
申请上海交通大学博士学位论文
1 在理论计算的基础上结合国内现有机械加工水平设计制作了
国内第一套 CO2 汽车空调系统样机样机性能基本达到了设计目标
2 根据 CO2 汽车空调的工作特性搭建了国内第一个焓差法 CO2
汽车空调性能试验台试验工况可以覆盖国家标准中所规定的工况
3 在标准和非标准工况下对系统的稳态和动态特性进行了试验研
究试验结果一方面验证了仿真模型的可靠性另一方面也揭示了系统
变工况特性和润滑油管路压降等因素对系统性能的影响
关键词二氧化碳 CO2 汽车空调跨临界循环自然工质
II
ABSTRACT
DEVELOPMENT OF AUTOTIVE AIR-CONDITIONING
SYSTEM USING CARBON DIOXIDE AS REFRIGERANT
ABSTRACT
This work is sponsored by the National Science Foundation of China,
National Technology Innovation Project, and Shang-Hai Automobile Industry
Development Fund. The study focuses on the automotive air-conditioning
(AAC) system using natural gas, carbon dioxide as refrigerant. Theoretical
and experimental analysis have been done for CO AAC system as following:
1. Thermo-dynamic analysis of the CO trans-critical refrigeration
cycle
a) Base on thermo property of the CO, performance of CO trans-critical
refrigeration cycle was analyzed. Several parameters are discovered having
effects on the performance, such as pressure and outlet temperature difference
of the gas cooler, the evaporation pressure, and the capacity of internal heat
exchanger.
b) Considering the actual operation condition of automobile AAC, a
static simulation model of system is estab