天和Auto|「汽车自动空调系统」为什么更节油?可尝试从发动机的角度思考

说明:汽车空调系统分为「手动&自动」模式 , 其操作模式区分的仅仅是用户体验(便利性差异) , 其真正的意义是降低耗油量并提升操控安全性 。 影响油耗的核心因素是「压缩机类型」 , 基础类型涵盖两类 。
定排量压缩机(定频/定功)
可变排量压缩机(变频/功率可调)
解析油耗差异需要以「内燃式热机」概念作为参考 , 关键词为【转速】!
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【天和Auto|「汽车自动空调系统」为什么更节油?可尝试从发动机的角度思考】定排量压缩机概念固定转速运转的内燃机
燃油动力汽车装备的是「内燃式热机」 , 功能为通过燃烧燃油产生热能 , 将热能转化为机械能的机器 。 这种机器的参考有扭矩和转速 , 两者数值越大产生的马力(动力)就会越强 。 然而内燃机曲轴的转速越高则喷油量越大 , 想要实现节油就要在「高转速加速后」以低转速巡航驾驶 , 关键词为:高转加速 , 低转巡航 , 这与压缩机有什么关系呢?
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知识点1:「汽车空调系统」的制冷原理非常简单 , 依靠填充在管路中的制冷剂(四氟乙烷)的形态变化 。 这种物质在比零下20度更低的温度时就会沸腾为气态 , 通过内燃机带动压缩机驱动气态四氟乙烷在管路内流动;流经散热器进行降温 , 通过干燥罐脱水 , 达到膨胀阀时通过压力调整使其成为液态 。 液态四氟乙烷的温度极低 , 而随即达到的蒸发器温度在零上;那么沸点极低的四氟乙烷就会瞬间蒸发 , 而蒸发的过程必然要吸热 , 于是蒸发器被“吸热降温”了 。 最终以鼓风机将热空气吹过低温蒸发器降温 , 实现“制造冷风” 。
图1:内燃机与压缩机连接方式以及冷空调结构特点 。
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图2:制冷系统运行的动态概念 。
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知识点2:压缩机自身没有动力储备 , 而驱动高压压缩的四氟乙烷需要很大的动能 , 平均为5PS(马力)左右 。 压缩机要通过发动机(内燃机)以皮带连接方式带动运转 , 那么驱动制冷剂的“5马力”就要由发动机提供 , 提升马力的方式是提高转速和扭矩 , 油耗显然会升高了 。 重中之重——定排量压缩机假设为「5马力」 , 在启动后不论车内温度达到什么标准 , 压缩机都始终会增加发动机「5马力」的动力消耗 , 油耗必然会一直升高 , 这是定排量压缩机与手动空调系统的缺点 。
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可变排量压缩机概念
高转速加速
低转速巡航
驾驶汽车肯定不会以恒定转速运转 , 加速时转速高、巡航时转速低 , 这即使是新手实际也会懂得 。 可变排量压缩机驱动四氟乙烷运动的原理并没有不同 , 但相比「定排量压缩」运行“转速不可调”(功率不可变)的缺点;变排压缩机能够在车内达到设定温度之后 , 主动降低驱动制冷剂运转的“动能标准” , 也就是降低了压缩机运转的“动力需求” , 实现为发动机“减负”使其运行转速降低——低转速等于低油耗 。
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总结:可变排量压缩机就像是真正的「内燃式热机」 , 能够智能的调整功率则能够降低耗油量 , 所以这种机器应该普及 。 不过在耗油量方面还有一点需要说明 , 定排量压缩机开启后的油耗始终相同 , 但变排量压缩机为“加速制冷降温阶段”油耗高 , 恒温阶段油耗低 。 而且温度设定越低初期的油耗就会越高 , 因为温差越差、达到目标温度需要的“高转运行”时间就会越长 , 油耗显然会高一些 , 但总体的耗油量仍然要低于定排机型 , 供参考 。


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