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【空气压缩机功率】汽车百科知识「空调系统」:压缩机功率与动力,增加油耗的原理

汽车空调系统_压缩机功率并不高

  • 知识点:汽车空调与家用空调的「制冷系统」原理相同,均利用压缩机驱动制冷剂以“蒸发吸热”的原理实现降温。

很多人认为空调的功率会非常高,因为家用空调内外机有硕大的体积,看起来是一种功率非常大的机器。然而这些大号的壳体主要是为了美观而设计,其次是看似很大但是功率很小的鼓风机(风扇)占据了很大的空间。其核心的压缩机实际并不大,功率也往往只有所谓的“几匹”而已。汽车车内空间狭小,并不需要很大尺寸与功率的风机,所以系统的体积并不是很夸张,压缩机功率实际也只有“几匹”。


匹_概念解析

  • Pferdestarke(德语)_公制/米制马力单位,缩写为PS_匹为音译。

国内通用计量单位为「米制马力」,所以总会有“匹”来称呼。其概念为1马力可在1秒内完成75公斤每米的功,通俗的解释就是可以驱动75公斤物体以“一米一秒”的速度移动。所以马力是个基数很大的能量单位,1PS就能产生很强的驱动力。


汽车空调压缩机的功率一般在3kw左右,功率折算为马力只需要「×1.36」即可。也就是说压缩机的马力一般为4PS上下,这对于汽车而言并不会达到影响正常行驶的程度。因为即使最普通的“1.0L-L3型”直列三缸发动机,其峰值功率也能够达到60kw左右;在中低转速区间代步驾驶时,发动机的输出功率一般为峰值的【⅓~¼】,约为15~20kw——还能带不动压缩机吗?


压缩机&油耗

  • 使用汽车空调制冷系统会增加油耗,为什么呢?

1:怠速原因!汽车在不使用空调系统时的怠速转速约为800rpm左右,此时的输出功率低至8~10kw。其动力标准只能满足发动机不熄火(自运转),如果这些功率被消耗掉3kw左右,那么燃烧产生的热能推动力就不足以驱动活塞曲轴自运转,通俗的讲就是发动机会熄火。

所以在通过「A/C开关」打开压缩机之后,ECU行车电脑就会主动将转速提升至1100/1200rpm转速区间,以提升转速(进气量与喷油量)燃烧产生3kw左右功率为前提——保证有8/10kw功率满足自运转,以3kw左右的增加功率满足压缩机消耗,而高转速等于高油耗。

2:行驶原因!——动力变差喽!区别于上文所述,怠速时ECU会主动提高转速以稳定不熄火,但是在行驶中的中等转速驾驶已经满足了「高转速高功率_不熄火」的需求,此时ECU就不会在行驶转速的基础上提高转速。那么在发动机输出功率仅有“⅓~¼”的代步转速区间,功率被压缩机占用了3kw左右就会明显拉低性能表现。

汽车加速变得“肉”会影响行驶品质,且排量越小动力越差的汽车感受越明显;此时驾驶员就会不自觉的加大油门驾驶,而油门控制的实际为发动机节气门,油门踩的越深进气量越大、喷油量(油耗)随即升高,这就是使用冷空调会提升油耗的原因。


总结:量产汽车没有“带不动”空调压缩机的存在,某些不装备冷空调系统的微卡微面只是为了降低制造成本而已。至于制冷原理也非常简单,压缩机驱动管路中的「四氟乙烷」,这是一种在零下26摄氏度就会蒸发为气态的物质;四氟乙烷被压缩机推动到散热器进行降温,达到干燥罐时进行脱水,在膨胀阀位置会通过压力调节成为更低温的液态。最终在温度高于零度的蒸发器里瞬间沸腾并吸收蒸发器的热量,鼓风机将热空气吹过低温蒸发器降温则成为送入车内的冷风了,家用空调也是这个原理,供参考。

图1:发动机与压缩机以及制冷系统结构特点。

图2:制冷系统动态原理。

知识点:空调制热系统是不增加功耗的,因为采用的是水暖系统!原理为内燃机运行时因必然会产生高温,防冻冷却液在为机体恒温的流动过程中会被加热到90/120摄氏度区间;暖风系统是将高温防冻冷却液引出一条管路,并增加一组暖风小水箱。高温液体的流动会加热水箱,此时鼓风机将冷空气吹过高温水箱加热,送入车内即为暖风。整套系统只有鼓风机存在电耗,然而其功率不过50瓦(w)左右,而汽车的原车发电机有1200/1500w(1.2)的额定功率标准,冗余充足的发电量可以忽略掉鼓风机的电耗与背后的油耗,供参考。


编辑:天和Auto-汽车科学岛

责编:天和MCN

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