通风与空气净化系统

8．4　通风与空气净化系统

由于汽车车内空间比一般居室窄小得多，并且车内乘员密度大，呼吸排出的二氧化碳、汗液的蒸发、吸烟的烟雾以及从车外进入的灰尘等很容易使车室内的空气污浊，对人体健康造成危害;即使车内的温度和湿度适宜，也不能消除污浊空气给人带来的不舒适感。因此，对车内进行通风换气以及车内空气进行过滤、净化是十分必要的，通风系统和空气净化系统也是汽车空调系统的重要组成部分。尤其是在雨天不能打开车窗时，要想保持车内空气新鲜，通风系统就显得尤为主要。

8．4．1　通风系统

通风系统的作用是在汽车运行中从车外引入一定程度的新鲜空气，并将车内的污浊空气排出到车外，同时还可以防止风窗玻璃结霜。

1．通风系统的通风方式

一般有自然通风、强制通风和综合通风三种方式。

(1)自然通风是利用汽车行驶过程中所产生的气流压力差而形成的，在适当的地方设置进风口和出风口。这样便可将车外的空气引入车内，同时排出一部分车内空气，以此不断地更换车内空气，使车内空气保持新鲜。

进、排风口的位置取决于汽车行驶时车身外表面的风压分布状况和车身结构形式。进风口应设置在正风压区，并且离地面尽可能地高，以免引入汽车行驶时扬起带有尘土的空气。排风口则设置在汽车后部的负压区，并且应加大排气口的有效流通面积，提高排气效果，还必须注意到防尘、防噪声以及防雨水。

车辆行驶时，车身外部大多受到负压，只有在车前及前风挡玻璃周围为正压区。因此，轿车的进风口设在车窗的下部正风压区，而排风口设置在轿车尾部负压区。自然通风时，车内空气的流动示意图如图8－19、图8－20所示。

图8－19　车内空气的流动

(2)强制通风是利用鼓风机或风扇强制将车外空气送入车内进行通风换气。这种方式需要能源和设备，在备有冷暖气设备的车身上大多采用通风、供暖和制冷的联合装置。

汽车空调制冷系统采用的鼓风机，大部分是靠电机带动的气体输送机械，它对空气进行较小的增压，以便将冷空气送到所需要的车内，或将冷凝器四周的热空气吹到车外。因而鼓风机在空调制冷系统中是十分重要的设备。

1、4－空调侧窗内的除霜器和软管　2－空调蒸发器的管路　3－挡风玻璃除霜器软管喷嘴　5－空气循环导管　6－加热器出口导管　7－手动控制器　8－外界空气进口　9－循环空气进口

图8－20　空气流动示意图

汽车上一般设有停止、自然迎风(指车内外空气通过风窗口自然流通)、进气、排气和循环五种功能。这些功能的实现，都靠改变风门模式(各个风门的开度、关闭之间的相互组合关系)来实现。风门的开闭、开度都采用真空驱动器控制。(图8－21)

1－除霜风门驱动器　2－温度风门驱动器　3－底板驱动器

图8－21　风门真空驱动器

(3)综合通风是指同一辆汽车上通风时采用自然通风和强制通风。采用综合通风系统的汽车比单独采用强制通风或自然通风的汽车结构要复杂得多。最简单的综合通风系统是在自然通风的车身基础上，安装强制通风风扇，根据需要可分别使用和同时使用，基本上能满足各种气候条件的通风换气要求。

综合通风系统虽然结构复杂，但节省电力，经济性好，运行成本低。特别是在春秋季节的天气，用自然通风导入凉爽的外气，以取代制冷系统工作，同样可以保证舒适性要求。这种通风方式近年来在汽车上的应用逐渐增多。

2．通风管路与壳体系统

通风管路与壳体包括空气流通的管路，固定蒸发器、加热器芯、鼓风机、控制空气流动方向的风门及壳体等。如图8－22所示:

1－右管路　2－固定夹　3－弹簧垫圈　4－控制风门　5－加热器水阀　6－弹簧垫圈　7－温度风门　8－左管路　9－螺钉　10－鼓风机调速电阻　11－通风管　12－鼓风机支架　13－加热器芯　14－离心式鼓风机　15－通风管道

图8－22　通风管路与壳体系统组成

通风管路与壳体系统具有两个作用:首先，它固定加热器心和蒸发器;其次，它给车内引入新鲜的以及再循环的空气。这些空气通过选定的部件由既定的供风出口，如仪表板、地面出风口和除霜出风口等送至车内。提供的空气可以是新鲜的(室外的)和回流的(车内的)空气，取决于系统选定的风门模式。当空气被加热或被冷却(调节后)，既可从地面出风口、也可从仪表板出风口或除霜(风挡)出风口送进车内。如图8－23所示:

通风管路壳体系统对空气流向、流速和空气温度的调节方式，受到各个风门的模式控制。对控制的调节处理可简单的分为三个阶段，即吸气段、温度调节(制冷或加热)段和分配段(图8－24)。

8．4．2　空气净化系统

汽车空气净化系统通常有空气过滤式和静电除尘式两种。前者是在空调系统的进风和回风口处设置空气滤清装置，它仅能滤除空气中的灰尘和杂物，结构简单，工作可靠，只需定期清理过滤网上的灰尘和杂物即可，广泛用于各种汽车空调系统中;后者则是在空气进口的过滤器后再设置一套静电除尘装置或单独安装一套用于净化车内空气的静电除尘装置。它除了具有过滤和吸附烟尘等微小颗粒的杂质外，还具有除臭、杀菌作用，有的还能产生负离子以使车内空气更为新鲜洁净。由于其结构复杂、成本高，所以只用于某些高级轿车和旅游车上。

1－加热除霜风门　2－节流空气风门　3－加热器心　4－风机电机　5－外界空气　6－外界空气回流风门　7－回流空气　8－蒸发器　9－温度(制冷或加热)风门　10－去仪表板　11－空调除霜风门　12－去除霜器　13－去底板

图8－23　通风管路出风口

a．吸气段　b．温度调节阶段　c．分配段

A．吸进新鲜空气　B．吸进回流空气　C．去底板出风口D．去除霜出口E．去空调仪表板出口F．加热器芯G．蒸发器H．电机与风机组件

图8－24　空气调节的三个阶段(从右至左)

图8－25为静电除尘式空气净化系统的空气净化过程框图。

图8－25　静电除尘式空气净化系统

预滤器用于过滤空气中粗大的尘埃杂质。

除尘器以静电除尘方式把微小的颗粒尘埃、烟灰及汽车排出的气体中含有的微粒吸附在除尘板上。其工作原理是:通过辉光放电时产生的加速离子通过热扩散或相互碰撞而使浮游尘埃颗粒带电，然后在辉光放电的电场中，在库仑力的作用下，克服空气的粘性阻力而被吸附在集成电极板上。

灭菌灯用于杀死吸附在集成板上的细菌，它是一只低压水银放电管，能发射出波长为353．7nm的紫外线光，其杀菌能力约为太阳光的15倍。

除臭装置用于除去车厢内的汽油及香烟等气味，一般是采用活性炭过滤器、纤维式或滤纸式空气过滤器来吸附烟尘和臭气等有害气体。

图8－26所示为一个静电除尘式空气净化装置的结构示意图，其工作过程是:

1－污浊空气　2－粗滤器　3－除尘电机　4－充电电极　5－活性炭过滤器　6－负离子发生器　7－风机　8－净化空气

图8－26　静电除尘式空气净化装置

由粗滤器除去空气中较粗的尘粒，由静电集尘器吸附细微尘埃，通过活性炭过滤器除去烟气和臭气，再由负离子发生器供给负离子，最后由风机将净化的空气送入车内。

净化后的空气清洁度很高，可以充分满足乘员的舒适性要求，对于制冷或暖风用内循环方式的大客车，使用空气净化装置后，效果很明显。