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摘要：介绍星锐平台车型的空调主机风门现状及存在的问题，从温度调节的原理、主机及风门结构等方面，详细阐述空调主机风门优化的研究过程。结果表明主机风门提升方案完全具有可行性，并且对应用于其他车型有着重要意义。
随着社会的发展，人们对商用车空调效果也越来越重视。江淮商用车空调原先只配备暖风装置，现在为满足顾客需求设计为冷暖空调。冷暖空调分为冷暖一体式和单暖风机总成加单蒸发器总成，单体式大多应用于大型客车上，冷暖一体式由于结构紧凑被所有乘用车所采用。空调主机为冷暖一体式的直接体现部件，而风门为主机调节所有模式和冷暖，风门结构好坏直接影响空调效果。传统海绵风门由于可靠性低等问题在乘用车应用越来越少，二次注塑风门由于结构可靠、耐久、舒适性好等逐渐普及。
1 星锐平台车型空调现状分析
市场问题中，顾客反馈星锐车型空调制冷效果随着时间久了效果变差且主机有异响，空调出风口有气味；另外，星锐车型成本都较高，因此公司在保证品质的同时要求降低不必要的成本。
1.1空调温度调节原理
空调采暖原理：现在大多车型都采用发动机冷却水作为热源进行采暖；发动机冷却水通过暖风管路流至加热器芯体然后再流回发动机，而鼓风机将暖风芯体中冷却水热量吹到乘员舱来采暖或者除霜；水路根据加热器布置数量分为串联式和并联式；星锐平台双空调车型目前水路根据发动机类型及水温水流量，采用串联式和并联式，但逐渐向并联式发展。图1为串联式水路。
空调制冷原理：压缩机出来的高温高压气体经制冷管送到冷凝器冷却，被冷凝成高温高压的液体，再经干燥瓶干燥作用和膨胀阀节流降压，成为低温低压的液体，通过吸收蒸发器芯体热量变为气体，蒸发器温度降低后通过鼓风机吹到乘员舱。整个过程为制冷剂状态变化和热量转移的过程。图2为制冷循环原理图。
加热器芯体和蒸发器芯体全部在空调主机内部，控制系统采集信息后，调节冷暖风门伺服电机、控制冷暖风门角度实现热风和冷风的比例，最终达到乘客想要的温度。
1.2结构现状和原因分析
针对上述问题，对问题车辆空调系统进行检查，零部件完好，冷媒量正常（1480 g ），系统压力正常，台架温升为3.8℃。最后拆开主机，发现内部风门密封海棉脱落，海绵脱落会导致风门密封不严，主机内部暖风和冷风出现窜风现象，无法按正常比例调节；更换新主机风门后，经台架试验，主机温升正常，满足设计要求，同时异响消失（温升.2℃）。
目前，星锐车型空调主机风门结构采用塑料风门加海绵密封方式（图3），风门材料为PP +40％云母，密封海绵材料为PUF聚酉旨发泡。风门材料注塑完成后，将密封海绵用胶贴在风门边缘；风门沿着风门轴转动时，密封海绵会受到两侧的侧应力，同时风门在主机内部受冷热气流的交叉影响，时间久了密封海绵容易脱落；且海绵有一定的气味，随着鼓风机的风吹到乘员舱；同时，海绵风门密封方式较差，主机的温升效果较大，对制冷有很大的影响，所以有的车型都匹配一个暖风水阀在制冷模式时关闭（图4），但是水阀布置较为困难，成本较高。
根据上述更换风门台架试验，温升差2℃，且主机异响消失，得出风门密封海绵掉落为导致此问题的根本原因。
2 优化方案及验证
通过上述问题和原因分析，初步确定风门机构密封海绵为造成上述市场问题的主要原因，以下针对优化点进行阐述和验证效果。
1）风门结构优化针对结构问题参照国内外风门结构使用趋势，优化为二次注塑风门（图5）。风门材料为PP -TD20，包胶为TPE，所以先注塑硬质塑料PP，再通过注塑工艺在硬质材料表面包裹一层比较薄的TPE软胶。为有足够压缩率，风门工作角度应考虑超范围角（表1）。
二次注塑原理：一般先在一套模具内将硬质塑料注塑成型，硬质塑料件冷却取下，再放人另一套模具内，即包胶模具，将TPE等软胶注塑粘接到硬质塑料上。但要取得良好二次注塑效果，通常TPE和硬质塑料溶解度相近、避免尖锐的转角、选择合适的排气、保持TPE融体温度，TPE材料包裹需烘料再加工，减少水纹以获得良好表面色泽均匀度。所以二次注塑风门不会像密封海绵出现脱落等风险，不仅保证主机风门的可靠性，同时能增加风门舒适的触感、缓冲性能和密封性能。
2）方案验证二次注塑风门具有良好的密封性能，同时为有效降低成本，取消暖风电子水阀进行台架试验。对提出的设计方案，通过台架试验进行效果确认：设置鼓风机电压12V，进风温度0℃，环境温度20℃，模式：最大制冷。吹面模式时，通热水（9 L/min ，温度90℃，）和不通热水的情况下，测试出风口的温度差，见表2和表3.
根据试验结果，满足主机设计要求出风温度差12℃，，且由于密封效果好，可以取消暖风水阀；并在后期环境仓和新疆高温试验制冷效果达到相关降温标准。
在对3台整改件搭载样车进行可靠性验证，跑完综合路况折合20万km后，风门和主机结构、空调效果无故障。
3 结论
本文在问题的分析过程中，从原理的角度进行相关因素的排查，检查出影响空调主机时间久制冷效果下降及主机异响的主要因素，最终形成整改优化方案，有效提升星锐平台车型空调制冷效果和可靠性。本优化方案变动成本小，可实施性强，对于其他商用车的空调效果提升有着普遍的借鉴意义，极具推广性。
