一、必答题
（1）简述某汽车（任选一款车型）的结构、性能和特点，以及所配置的空调的结构和布置形式，分析此类汽车及空调的发展方向和技术方向；
答：宝马X5 2011款 xDrive35i 豪华型
空调结构和布置形式：
全自动，前置式，非独立式空调系统，是冷热统一式的的结构形式，它是外循环整体式风箱，装在仪表板下方，冷暖同时工作，在冷风吹出前对其进行适当加热以降低相对湿度，增强舒适感。

空调特色是温度分区控制,后排出风口,花粉灰尘过滤，启动后，自动空调控制系统从车辆外部导入新鲜空气，降低空气的湿度，并且根据温度设置，重新加热空气。

不管系统是在手动还是自动模式下运行，空气温度、空气量和空气质量都可以得到精确控制。

在自动模式下，系统自动控制空气流和空气量的分配，将温度稳定地保持在所选择的温度。

对于前排和后排座椅，都有独立的空
气通道，在B柱中还另外设置了出口。

中控台中提供了一个温控贮藏空间。

“最大制冷”设置可以在阳光较大的时候快速冷却客舱。

即使在发动机不运行时，自动空调系统也可以用于保持客舱的舒适。

这类汽车会朝着更加智能化，更环保，更安全的方向发展，作为豪华汽车，汽车内部装饰会更加华丽，但是更环保，舒适程度更高，在马力速度应该不会有大的增加，，但安全保护更加到位。

因为能源危机，所以汽车的动力将会更环保，会用氢能源，电动汽车或混合动力汽车，驱动电机呈多样性发展，结构更加简单，可靠，质量更小，效率更高。

车身也会用更轻巧坚固，更加环保的材料。

因为发展清洁无污染的电动汽车已是大势所趋，也是世界各国的必然选择
汽车空调应该朝着更环保，节能，高效舒适的方向发展，所以今后汽车空调的发展方向大都围绕着保护环境、提高效率、节能节材、减轻重量、压缩体积、降低振动与噪声、操作维修简便、安全可靠等几个方向展开发。

未来新型空调系统的开发必须与还必须汽车开发同步，以适应新的变化，使空调更加智能化，性能越来越高。

（2）依据热力学定律，阐述空调制冷的原理及主要影响因素；
答：热力学第二定律指出热量可自发从高温物体向低温物
移，而不能自发从低温物体向高温物体传递。

要让低温
体的热量向高温物体转移，则必须消耗外界功。

制冷系
就是消耗一定的外界功(电能或机械能)的条件下利用制
剂的状态变化，将热量从低温物体转移到高温环境中去
从而达到制冷目的。

若制冷机消耗的功为W，从低温
体取出的热量为Q,则E=Q/W 称制冷系数。

制冷系数
小与低温物体和高温物体间的温差有关。

温差越大，则
冷系数越小。

E值越大越经济，因为消耗的功少。

影响
素还有冷凝器散热性能，压缩机性能，制冷剂性能，蒸
器性能，空调系统密封性能等。

二、选答题
（1）汽车空调的热湿负荷是什么，应该如何确定其数值？
答：汽车空调热湿负荷计算方法有三种：热负荷平衡模型计算法，试算法，经验计算法
热负荷平衡模型计算法：Qe = QB + QG + QBi + QE
+ QC + QM + QP + QV
式中 Qe－空调热负荷 W；
QB－通过车顶与车门传入车厢的热负荷 W；
QG－通过各玻璃表面以对流方式进入车厢的热负荷 W
QBi－通过各玻璃表面以辐射方式直接进入车厢热负荷 W； QE －从发动机室一侧传入车厢的热负荷 W；
QC－从行李厢及车厢地板处传入车厢的热负荷 W；
QM－空调风机造成的热负荷 W；
QP－乘员散发的热负荷 W；
QV－由通风和密封性泄漏进入车厢的热负荷 W；
试算法：性能计算方法，主要适用于计算空调系统安装在车上的实际制冷量。

通过该方法得出的制冷量值，更能准确地反映空调的制冷能力，是对理论计算法的校核。

该方法首先要从实际装置中测量出有关的数据，然后利用压焓图或焓湿图，查出相关的焓值或其他数据，最后通过公式，计算出空调实际的制冷量和风量。

经验计算法：我们在实际选择汽车空调时,有时受条件的限制，或者要求不是很严格的情况下，也可采用经验估算的方法来得到所需空调系统的制冷量。

具体有两种方法，即乘员估算法和车型估算法。

（2）汽车空调系统由哪些主要部件组成，它们各自的功能是什么？分析冷凝器的工作原理、平流式冷凝器的构造和优缺点。

答：汽车空调制冷系统主要由压缩机，冷凝器，贮液干燥器，节流装置，蒸发器等部件组成。

冷凝器是将压缩机排出的高压过热制冷剂蒸汽通过它放出热量后，凝结成液体进而过冷的换热设备。

它的工作原理大体分为三个阶段，首先是高温，高压过热蒸汽向周围介质放热，温度下降，直降到该压力下的饱和温度；接着，制冷剂饱和蒸汽继续在冷凝器中放热，并逐渐凝结，直到全部凝结为饱
和液体‘最后，饱和液体制冷剂在防放热，温度降到所要求的过冷温度。

平流式冷凝器由扁管和波浪形散热片组成，散热片上开有百叶窗式条缝，扁管每根截断，两端各有一根集流管。

分为两种：单元平流式冷凝器，多元平流式冷凝器。

平流式冷凝器优点：①与蛇形管带式冷凝器相比，它提高了单位迎风面和单位体积的换热能力②空气侧和制冷剂侧流动阻力较小③在相同迎风面积和冷却条件下，制冷剂的冷凝温度和压力相对较低。

（3）简述对制冷剂性能的要求和研究动态，分析R134a与氟里昂类制冷剂相比较有哪些优点和不足点；
答：①热力性质要好：(1)蒸发温度t0要低、蒸发压力t0稍大于大气压；(2)冷凝压力Pk压力要低（若太高冷凝器容易破损，结构变得复杂或要更多级压缩）；(3)临界温度要高；(4)凝固温度要低（低温制冷时才不会凝固）；(5)气化潜热要大；(6)单位体积制冷量gv要大；(7)传热性能要好（即放热系数要大，↓散热越快）；(8)绝热指数K要求小。

②物理性质要好1)密度要小，易于流动，使管径小；
(2)能溶解于水，免冰堵；
(3)绝缘性好；与电机的线圈接触时，安全可靠
:③化学性质：1) 性能稳定，使用中不分解不变质;
(2) 本身与油、水混合时不腐蚀金属，不污染轴封填料
④卫生、安全性与环保性：(1)要求无毒、无臭、无刺激性气味
(2)不易燃、不易爆
(3)泄漏易觉察
(4)要求不破坏大气中的臭氧(O3)层，O3层能阻挡太阳光中紫外线，极大地减轻太阳紫外线对地球生物的危害。

R134a与氟利昂类制冷剂相比优点：分子小，容易渗透;导热性能好;对臭氧层没破坏作用，温室效应小;密度100C饱和气低，质量流量小制冷剂充注量可减少;单位质量制冷量大;绝热指数小，排气温度低；粘度低流动性好。

缺点： R12的氯元素能在压缩机摩擦副之间生成一层润滑性好的氯化物薄层，而且与矿物油完全相溶。

保证压缩机的工作时的润滑作用，而R134a不能生成薄层，因而润滑性较差；亲水性强，分子筛吸水太多，机械强度变差；与金属相容性，与铁，铜，铝三种金属同时共存时，会略使R134a分解。

（4）分析非独立式和独立式汽车空调系统的组成和使用特点；
答：独立式空调系统的压缩机由一台独立的辅助发动机带动。

它又分为独立整体式和独立分体式两种。

独立式空调系统将辅助发动机，压缩机，冷凝器，蒸发器及其他一些部件组装在一机架上，布置在汽车的后部或中部，控制板装在驾驶室，由司机控制。

它制冷量与汽车行驶工况关系不大，停车或怠速时，也可开空调，适用于汽车主机后备功率不足的场合。

不过需要辅助发动机，轻型客车车厢高度低，有可能使乘员头部碰到车顶。

非独立式汽车
空调系统就是压缩机由车上主机直接带动，其中又分为压缩机间断运行的和连续运行两种独立式。

非独立式分体式空调系统多数将冷凝器与蒸发器组成一体或布置于车顶外面，或布置于车后。

前者将冷凝器与蒸发器水平布置组成一体，平置于车顶外面，后者将这两器上下垂直布置组成一体，放于后部，称后置式。

后置式空调利用了后排座椅的空间，尺寸紧凑。

由于安装位置比车顶式较低，维修保养比较方便。