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【摘要】工程机械在长期的工作之中，因为其工作环境比较恶劣，太阳的辐射以及及其自身热量的散发等等问题，需要做好工程机械的制冷系统设计，基于此，本文论述了工程机械空调制系统设计的相关问题。
【关键词】工程机械；空调制冷；系统设计
引言
经济环境与人们生活水平的不断提高，对空调制冷系统也提出了更高的要求。这也就给广大的空调设计与安装人员提出了更高的要求，不止局限于对系统与设备的了解，还要设计出更加稳定、高效的空调制冷系统。
1、工程机械空调系统的基本结构和工作原理
当前，随着我国科技水平的不断提升，我国的工程机械制造水平也越来越高，与世界先进水平差距越来越小。而工程机械空调系统作为一种特殊的空调系统，它主要适用于工作条件较为复杂和恶劣的环境，它主要分为单冷型工程机械空调系统和双冷型工程机械空调系统。从其基本结构来看，工程机械空调系统主要由冷凝器、压缩机、蒸发器、贮液干燥器、膨胀阀、管路系统、电控系统等组成，其工作过程主要由压缩、冷凝、节流、蒸发四个环节组成。工程机械空调系统在进行制冷循环工作时，压缩机和发动机通过带电磁离合器的皮带轮连接在一起，通电后，离合器结合发动机运转进而带动压缩机开始工作。断电后，发动机和压缩机相分离，压缩机将蒸发器中的低温低压制冷剂蒸汽吸收进来，并通过压缩将其转化为高温高压气体，然后将气体通过高压管路输送至冷凝器当中，与外界空气热交换，以降低其温度，当温度降至50℃左右时，即可将其冷凝为液态存放至贮液干燥罐内，再进行相应的净化处理，将水分和杂质清除出去，由高压管输送至膨胀阀，在其节流作用下，高温高压的液态制冷剂会变为低温、低压的雾状进入蒸发器内，吸收热量沸腾汽化，降低周围气温。而在蒸发器的出口部位，制冷剂气体吸热后温度上升至5℃左右，鼓风机将蒸发器表面的一些凉气及时输送到车厢中，降低车厢温度，使人感到凉爽。工程机械空调系统通过不断循环这一工作过程，使蒸发器周围始终保持着较低的温度。工程机械采暖装置的主要功能是向车内供热，保持车内温度。根据供热热源类型的不同，可将工程机械采暖装置划分为独立式采暖装置和非独立式采暖装置。其中，非独立式采暖装置又被称作发动机采热式装置，它将发动机在工作工程中产生的冷却水作为热源，通过热交换器和离心风机组合而成的暖风机进行加热，提高车厢温度。这种采暖方式具有操作性强、采暖成本低、高效便捷等优势，但这种采暖装置制热量较小，难以满足实际需要。因此，工程机械一般使用非独立式采暖装置。
2、工程机械空调制冷系统的设计相关要点分析
2.1、工程机械空调的作用
通常，工程机械工作环境比较差，操作人员的操作环境也较差，尤其在潮湿、炎热、粉尘大、寒冷的作业地区，空调的应用就显得尤为重要。
工程机械空调的最主要的功能是对驾驶室内空气的湿度、温度、气流流速和清洁度等影响因数进行调节，使操作人员感到舒适，并去除挡风玻璃上的雾、霜、雪，保证操作人员身体健康和行车安全。具体功能有以下几点：一是调节驾驶室内空气的温度。夏季降温，冬季取暖并除霜、雪，潮湿季节除湿除雾。二是调节驾驶室内空气的湿度。三是调节驾驶室内气流流速。四是净化驾驶室内空气，提供洁净新鲜空气。五是实现驾驶室内增压，阻止灰尘进入驾驶室。
2.2、压缩机选型与安装
压缩机是丫调制冷系统的心肪，起着压缩和输送制冷剂蒸汽的作用，分为控制排量压缩机和变排量压缩机。
定排量压缩机是每转转的排气量基本固定，其排气频率随着发动机转速的提局而成比例提局，而不能根据制冷的需求而自动改变功率输出。实际应用时，连续高转速多控制在2200～2500r/min，间歇性高速控制在2800r/min。
变排量压缩机可以根据设定的压缩机吸气腔压力，自动调节功率输出，即每转的排气量可根据吸气腔的压力变化而变化。变醒压缩机具有定排量和挪量双重性质，其活塞由定行程到变行程的临界转速一般在2200r/min左右。
2.3、制冷剂管路布置
从蒸发器至压缩机的吸入管应尽可能短，并且管路通径的大小适当以保持一个最小的压力降，空调系统所有的制冷剂循环流通管路都要确保与发动机排气管等热源可靠隔离。
2.4、避免风机工作噪声
蒸发器和冷凝器总成如安装不当或不平衡，风机或送风机在驾驶室内可产生噪声与震动。这就要求蒸发器总成、冷凝器总成在整机上的安装要确保平稳并进行可靠的减震。
2.5、空调系统耐用性绝
大部分工程机械常遇到冲撞与震动，所以，应在空调系统中将一些元件防震固定，如压缩机支架应用螺栓与防松螺帽固定在一起，能持久的抗冲撞与震动。操作方便性总体布局时应保证空调系统所有控制器、开关等安装于驾驶室操作方便的位置。
2.6、维修保养的便
捷为了保证空调系统的维修与更换方便，蒸发器总成、冷凝器总成等主要零部件应安装在便于清洗的地方，可在没有整体拆散的情况下拆换。总的要求就是空调系统在整机上的布置必须确保修理的可接近性。
3、工程机械空调技术的发展历程
车用空调的的发展经历了5个阶段，由功能简单向功能齐全方向发展，而工程机械空调发展虽滞后于车用空调较多，但其发展历程与汽车空调基本相同。
单一供暖，该阶段空调系统多为利用发动机冷却液通过制热芯体将水芯加热，用鼓风机将被加热空气吹入驾驶室，给驾驶室的操作人员供暖。目前国内某些企业的工程机械产品依然在使用此种空调，主要用于售价较低的小型工程机械。
单一制冷，单一制冷空调技术在二战后得到运用，在1957年开始有了加装单一制冷空调系统的轿车。但是此空调装置无法调节温度，目前基本被淘汰。当前使用的单一制冷空调，几乎都为可调型。
冷暖一体化，随着空调技术的不断发展，冷暖一体式空调第一次在汽车上实现应用，并且已经具备了基本的制冷、制热、除霜、通风和过滤等功能，但是需要人员控制，工作量较大，可调温性差。目前我国工程机械多数都在使用这种空调系统。
自动温控空调系统，该种空调系统虽冷暖一体，但需要手动调节温度，增加了操作人员的工作量，控制效果也不是非常好，但是目前此方案还是得到了用户的认可。这种空调系统需要事先将温度设定好，系统会在事先设定的温度范围内自动工作，起到调节驾驶室内空气的目的。目前，此方案被广泛地应用于工程机械的空调系统中。
4、结语
在空调制冷系统设计完成之后，应该首先进行试验验证，以确定其是否满足工程机械的实际要求，在实验室验证之时，各个参数应预留足够的裕量，以保证在实际使用之中达到设计要求。
参考文献
[1]梅明聪.户外功能性能场所的空调制冷系统设计研究[D].西华大学，2013.
[2]胡伟宏.关于空调制冷系统的节能优化[J].科技视界，2014，23：280+297.
[3]蒋真平，郭军胜，韩嫔.浅谈工程机械空调系统设计及发展趋势[J].建筑机械化，2004，10：65-66.
[4]倪居华.关于空调制冷系统设计的优化[J].硅谷，2013，14：130+37.
【关键词】工程机械；空调制冷；系统设计
引言
经济环境与人们生活水平的不断提高，对空调制冷系统也提出了更高的要求。这也就给广大的空调设计与安装人员提出了更高的要求，不止局限于对系统与设备的了解，还要设计出更加稳定、高效的空调制冷系统。
1、工程机械空调系统的基本结构和工作原理
当前，随着我国科技水平的不断提升，我国的工程机械制造水平也越来越高，与世界先进水平差距越来越小。而工程机械空调系统作为一种特殊的空调系统，它主要适用于工作条件较为复杂和恶劣的环境，它主要分为单冷型工程机械空调系统和双冷型工程机械空调系统。从其基本结构来看，工程机械空调系统主要由冷凝器、压缩机、蒸发器、贮液干燥器、膨胀阀、管路系统、电控系统等组成，其工作过程主要由压缩、冷凝、节流、蒸发四个环节组成。工程机械空调系统在进行制冷循环工作时，压缩机和发动机通过带电磁离合器的皮带轮连接在一起，通电后，离合器结合发动机运转进而带动压缩机开始工作。断电后，发动机和压缩机相分离，压缩机将蒸发器中的低温低压制冷剂蒸汽吸收进来，并通过压缩将其转化为高温高压气体，然后将气体通过高压管路输送至冷凝器当中，与外界空气热交换，以降低其温度，当温度降至50℃左右时，即可将其冷凝为液态存放至贮液干燥罐内，再进行相应的净化处理，将水分和杂质清除出去，由高压管输送至膨胀阀，在其节流作用下，高温高压的液态制冷剂会变为低温、低压的雾状进入蒸发器内，吸收热量沸腾汽化，降低周围气温。而在蒸发器的出口部位，制冷剂气体吸热后温度上升至5℃左右，鼓风机将蒸发器表面的一些凉气及时输送到车厢中，降低车厢温度，使人感到凉爽。工程机械空调系统通过不断循环这一工作过程，使蒸发器周围始终保持着较低的温度。工程机械采暖装置的主要功能是向车内供热，保持车内温度。根据供热热源类型的不同，可将工程机械采暖装置划分为独立式采暖装置和非独立式采暖装置。其中，非独立式采暖装置又被称作发动机采热式装置，它将发动机在工作工程中产生的冷却水作为热源，通过热交换器和离心风机组合而成的暖风机进行加热，提高车厢温度。这种采暖方式具有操作性强、采暖成本低、高效便捷等优势，但这种采暖装置制热量较小，难以满足实际需要。因此，工程机械一般使用非独立式采暖装置。
2、工程机械空调制冷系统的设计相关要点分析
2.1、工程机械空调的作用
通常，工程机械工作环境比较差，操作人员的操作环境也较差，尤其在潮湿、炎热、粉尘大、寒冷的作业地区，空调的应用就显得尤为重要。
工程机械空调的最主要的功能是对驾驶室内空气的湿度、温度、气流流速和清洁度等影响因数进行调节，使操作人员感到舒适，并去除挡风玻璃上的雾、霜、雪，保证操作人员身体健康和行车安全。具体功能有以下几点：一是调节驾驶室内空气的温度。夏季降温，冬季取暖并除霜、雪，潮湿季节除湿除雾。二是调节驾驶室内空气的湿度。三是调节驾驶室内气流流速。四是净化驾驶室内空气，提供洁净新鲜空气。五是实现驾驶室内增压，阻止灰尘进入驾驶室。
2.2、压缩机选型与安装
压缩机是丫调制冷系统的心肪，起着压缩和输送制冷剂蒸汽的作用，分为控制排量压缩机和变排量压缩机。
定排量压缩机是每转转的排气量基本固定，其排气频率随着发动机转速的提局而成比例提局，而不能根据制冷的需求而自动改变功率输出。实际应用时，连续高转速多控制在2200～2500r/min，间歇性高速控制在2800r/min。
变排量压缩机可以根据设定的压缩机吸气腔压力，自动调节功率输出，即每转的排气量可根据吸气腔的压力变化而变化。变醒压缩机具有定排量和挪量双重性质，其活塞由定行程到变行程的临界转速一般在2200r/min左右。
2.3、制冷剂管路布置
从蒸发器至压缩机的吸入管应尽可能短，并且管路通径的大小适当以保持一个最小的压力降，空调系统所有的制冷剂循环流通管路都要确保与发动机排气管等热源可靠隔离。
2.4、避免风机工作噪声
蒸发器和冷凝器总成如安装不当或不平衡，风机或送风机在驾驶室内可产生噪声与震动。这就要求蒸发器总成、冷凝器总成在整机上的安装要确保平稳并进行可靠的减震。
2.5、空调系统耐用性绝
大部分工程机械常遇到冲撞与震动，所以，应在空调系统中将一些元件防震固定，如压缩机支架应用螺栓与防松螺帽固定在一起，能持久的抗冲撞与震动。操作方便性总体布局时应保证空调系统所有控制器、开关等安装于驾驶室操作方便的位置。
2.6、维修保养的便
捷为了保证空调系统的维修与更换方便，蒸发器总成、冷凝器总成等主要零部件应安装在便于清洗的地方，可在没有整体拆散的情况下拆换。总的要求就是空调系统在整机上的布置必须确保修理的可接近性。
3、工程机械空调技术的发展历程
车用空调的的发展经历了5个阶段，由功能简单向功能齐全方向发展，而工程机械空调发展虽滞后于车用空调较多，但其发展历程与汽车空调基本相同。
单一供暖，该阶段空调系统多为利用发动机冷却液通过制热芯体将水芯加热，用鼓风机将被加热空气吹入驾驶室，给驾驶室的操作人员供暖。目前国内某些企业的工程机械产品依然在使用此种空调，主要用于售价较低的小型工程机械。
单一制冷，单一制冷空调技术在二战后得到运用，在1957年开始有了加装单一制冷空调系统的轿车。但是此空调装置无法调节温度，目前基本被淘汰。当前使用的单一制冷空调，几乎都为可调型。
冷暖一体化，随着空调技术的不断发展，冷暖一体式空调第一次在汽车上实现应用，并且已经具备了基本的制冷、制热、除霜、通风和过滤等功能，但是需要人员控制，工作量较大，可调温性差。目前我国工程机械多数都在使用这种空调系统。
自动温控空调系统，该种空调系统虽冷暖一体，但需要手动调节温度，增加了操作人员的工作量，控制效果也不是非常好，但是目前此方案还是得到了用户的认可。这种空调系统需要事先将温度设定好，系统会在事先设定的温度范围内自动工作，起到调节驾驶室内空气的目的。目前，此方案被广泛地应用于工程机械的空调系统中。
4、结语
在空调制冷系统设计完成之后，应该首先进行试验验证，以确定其是否满足工程机械的实际要求，在实验室验证之时，各个参数应预留足够的裕量，以保证在实际使用之中达到设计要求。
参考文献
[1]梅明聪.户外功能性能场所的空调制冷系统设计研究[D].西华大学，2013.
[2]胡伟宏.关于空调制冷系统的节能优化[J].科技视界，2014，23：280+297.
[3]蒋真平，郭军胜，韩嫔.浅谈工程机械空调系统设计及发展趋势[J].建筑机械化，2004，10：65-66.
[4]倪居华.关于空调制冷系统设计的优化[J].硅谷，2013，14：130+37.