Automotive Air Conditioning And Climate Control Systems pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Butterworth-Heinemann

作者:Daly, Steven

出品人:

页数:432

译者:

出版时间:2006-7

价格:$ 65.48

装帧:Pap

isbn号码:9780750669559

丛书系列:

图书标签:

• Automotive Air Conditioning
• Climate Control Systems
• Automotive Engineering
• HVAC
• Refrigeration
• Automotive Technology
• Vehicle Maintenance
• Repair
• Diagnostics
• Automotive HVAC

汽车空调与气候控制系统：深入解析与技术前沿 本书旨在为汽车工程专业人士、高级技师以及对车辆环境控制系统有深入研究兴趣的读者提供一份详尽、前沿的技术参考。本书聚焦于现代汽车空调（HVAC）和气候控制系统的核心原理、组件结构、先进控制策略以及未来发展趋势，深度剖析如何实现高效、舒适且环保的车载环境管理。 --- 第一部分：基础理论与热力学基石 本部分为理解复杂系统打下坚实的理论基础，系统回顾了热力学、传热学和流体力学在汽车空调领域中的关键应用。 1.1 汽车气候控制的历史沿革与系统分类 追溯汽车制冷技术从早期机械压缩到现代电子控制的演变历程。详细区分了不同类型的空调系统：从传统的单区手动控制系统，到全自动双/多区独立温度控制系统，再到集成热泵功能的智能气候管理平台。强调了系统集成度、能效比（EER）和系统重量对整车性能的影响。 1.2 制冷循环的深度剖析 详尽解析了标准的蒸汽压缩制冷循环（Vapor-Compression Refrigeration Cycle）。重点论述了四大核心组件——压缩机、冷凝器、膨胀装置和蒸发器的作用机制及其性能曲线。特别关注了不同压缩机技术（如定排量、变排量轴向/涡旋压缩机）的工作原理、效率差异及其在不同工况下的适用性。深入探讨了制冷剂的演变：从R-134a到下一代低全球变暖潜能值（Low GWP）制冷剂（如R-1234yf）的切换过程，包括相关材料兼容性、系统压力与温度的变化。 1.3 传热与流体动力学在HVAC中的应用 详细分析了热交换器（冷凝器、蒸发器、暖水箱）的设计原理。探讨了翅片管式热交换器的传热效率优化，包括管径、翅片间距、翅片形状对换热系数的影响。流体力学部分着重于风道设计、气流组织与送风均匀性，解析了风扇（鼓风机）的性能图谱、噪音源分析及降噪技术。 --- 第二部分：核心组件的结构、性能与诊断 本部分深入机械与机电组件的内部结构，提供针对性的故障诊断方法。 2.1 先进压缩机技术与驱动系统 全面考察了变排量压缩机的控制逻辑，解释了如何通过控制排气阀（或内部调节机构）精确调节制冷量输出，以匹配车辆的实时冷却需求，从而最大化燃油经济性。对比了传统的皮带驱动与现代的电动（E-Compressor）驱动系统的优劣。对电动压缩机内部的永磁同步电机（PMSM）控制、驱动逆变器和热管理策略进行深入阐述。 2.2 冷凝器与蒸发器的热力学优化 分析了不同冷凝器结构（如并联流、交叉流）的散热性能，以及附加组件如冷凝器风扇和除霜加热器的集成技术。对于蒸发器，重点讨论了防霜冻控制的必要性，以及如何通过精确的蒸发温度控制来平衡制冷效率与除湿能力。 2.3 精密的膨胀装置控制 彻底剖析了热力膨胀阀（TXV）与电子膨胀阀（EEV）的工作原理。重点讲解了EEV的步进电机驱动机制、开度反馈控制和超热度（Superheat）的精确调节算法。阐述了EEV在低负荷、高海拔及热泵模式下，相比TXV在系统稳定性和控制精度上的显著优势。 2.4 鼓风机、执行器与气流管理 研究了直流（DC）和无刷直流（BLDC）鼓风机的性能特点。详细介绍了气流混合门、温度控制门和再循环/新风切换门的执行器技术——包括真空驱动、步进电机驱动和直流电机驱动。深入探讨了执行器信号反馈回路的完整性检查和校准程序。 --- 第三部分：集成化与智能气候控制（ICC） 本部分探讨现代车辆中，HVAC系统如何融入更宏观的车辆能量管理与用户体验设计。 3.1 传感器技术与系统反馈回路 系统地介绍了气候控制系统中使用的关键传感器：温度传感器（蒸发器、出风口、蒸发箱内部、环境温度）、湿度传感器、压力传感器（高/低压侧）以及太阳辐射传感器。重点讲解了这些传感器信号如何通过CAN/LIN总线传输至HVAC控制单元（HVAC ECU）。 3.2 自动温度控制（ATC）算法 深入解析了ATC系统的控制逻辑。这包括比例-积分-微分（PID）控制在温度调节中的应用，以及更高级的前馈/反馈控制策略。讨论了如何通过模型预测控制（MPC）来优化送风温度和风速的动态响应，以最小化用户感知的温度波动。 3.3 多区与后排独立控制 详细描述了如何通过增加独立的温度混合阀和执行器，实现驾驶员、乘客及后排乘员的独立温度设定。分析了不同区域间温度耦合（Coupling）的处理技术，以确保系统在实现多区独立控制的同时，不损害整体制冷/制热的效率。 3.4 除湿、除霜与空气质量管理 重点讲解了空调系统的除湿功能，包括蒸汽冷却除湿与电辅助除湿技术的比较。详细分析了空调系统在不同模式下（如前窗除霜、车窗除雾）的优先逻辑和气流分配策略。空气质量管理部分涵盖了新风过滤技术（HEPA、活性炭），以及空气质量传感器（如VOC、PM2.5）如何触发自动新风/内循环切换。 --- 第四部分：新能源汽车与热管理集成 随着电动化浪潮，传统空调系统正被集成化的热管理系统所取代。本部分是本书的重点前沿内容。 4.1 电动汽车（EV）热管理系统的挑战 阐述了EV中电池、电机和电控单元（Inverter/PCU）对热管理系统的严格要求。分析了传统机械压缩机在EV上替换为电动压缩机所带来的电气负载、续航里程衰减（Range Anxiety）问题。 4.2 电驱动热泵系统的深度构建 详细介绍了集成式热泵系统的架构，包括其四通阀（Reversing Valve）的工作原理，以及系统如何在制冷和制热模式之间平滑切换。对比了直接膨胀式（DX）热泵与间接循环（使用冷却液回路）热泵在效率和复杂性上的差异。讨论了热泵技术在-10°C以下环境中的性能衰减与快速加热技术（如PTC辅助加热器）的协同工作。 4.3 冷却液回路与集成化热交换 分析了高压电池热管理中常用的冷却液回路设计。重点探讨了如何通过集成式热交换模块（Heat Exchanger Manifold），实现电池冷却液、动力总成冷却液与客舱空调系统之间的能量回馈与共享，以实现全车热平衡的最优化。讨论了TFT（Thermal Fluid Transfer）技术在提升系统响应速度中的作用。 4.4 故障诊断与系统集成度 讲解了新能源汽车中，HVAC系统故障码与整车故障码的关联性。探讨了诊断工具如何通过读取电池状态、电机温度、制冷剂压力等多个集成数据源，进行跨系统的故障隔离与精确诊断。 --- 第五部分：系统效率、环保与未来趋势 本书以对未来技术展望收尾，聚焦于可持续性和用户体验的进一步提升。 5.1 能源效率与法规遵从性 全面分析了影响系统能耗的关键因素，包括系统压力比、蒸发温度、冷凝温度和风机功耗。讨论了ASHRAE标准、SAE标准以及特定地区（如欧盟F-Gas法规）对制冷剂GWP值和泄漏检测的要求。 5.2 制冷剂的下一代技术 前瞻性地分析了超临界CO2 (R-744) 制冷循环系统在汽车应用中的潜力与挑战，特别是其极高的工作压力对系统材料和密封技术提出的苛刻要求。 5.3 人机交互（HMI）与个性化气候 探讨了先进的HMI设计在气候控制中的应用，包括语音控制、手势识别与触控界面。讨论了生物特征识别技术（如面部识别）如何自动加载乘员的预设温度和送风偏好，实现真正的“个性化气候茧”。 5.4 车辆热舒适性建模与仿真 介绍了使用计算流体力学（CFD）和多物理场耦合仿真技术，对车辆内部温度场、气流分布和乘员热舒适性（Predicted Mean Vote, PMV）进行预测与优化的先进方法。

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