客车顶置空调方案及效果分析

林伟民

珠海广通汽车有限公司   广东省珠海市   519000

摘要：本论文研究了客车顶置独立空调系统的方案设计与效果分析。通过深入探讨不同方案的优缺点，以及在实际运行中的性能表现，我们总结了最佳的顶置空调系统配置。研究结果表明，合理设计的顶置独立空调系统可以显著提高客车乘客的舒适性，并降低能源消耗，为客车制造商提供了有力的技术支持。

关键词：客车，顶置独立空调，方案设计，效果分析，舒适性

引言：

客车的舒适性一直是乘客关心的重要问题。其中，空调系统在提供乘坐舒适度方面起着至关重要的作用。顶置独立空调（图1）系统作为客车空调布置方式的一种常见的设计选择，具有潜在的优势和挑战。本研究旨在探讨不同的客车顶置独立空调方案，并评估它们在实际应用中的性能表现。

图1

1、客车顶置空调系统设计方案比较

空调系统作为调节车厢内环境温度的重要手段之一，它在提供舒适乘坐环境方面起着至关重要的作用。而在客车的空调系统设计中，顶置空调系统是一种常见的方案。在本文中，我们将比较不同的客车顶置空调系统设计方案，以便更好地理解它们的优缺点和适用性。

1.1 传统风道式顶置空调系统。传统风道式顶置空调系统采用风道将冷、暖风从空调机组分配到客车的不同部位。空调风通过风道传送到车内，通过各种出风口分散到乘客区。风道式顶置空调设计方案成本相对较低、易于维护且可靠性高，在许多传统客车中广泛应用。

成本相对较低：传统风道式顶置空调系统的制造成本相对较低，有利于整车成本的控制。

易于维护：其结构设计简单，维护和维修起来相对容易。

可靠性高：顶置式空调系统在客车发展的使用中已经被广泛验证，具有较高的可靠性。

但是，由于热空气比重较轻的物理特性，传统风道式顶置空调此种形式空调暖风很难从车顶部传递至车厢内底部，乘客头脚温差大，司机区域的温度提升效果较差，热风很难传递到乘客脚部，以10.5米城市客车为例：

在车外环境温度为： -10℃进行测试，测试结果为司机头脚温差13℃左右，中部乘客区头脚温差15℃左右，后部乘客区头脚温差13℃左右，乘客乘坐舒适性较差。

1.2 高效分流顶置空调系统

高效分流顶置空调系统采用先进的气流控制技术，通过分流器将冷、暖风均匀地引导到客车的不同区域。分流顶置空调系统设计方案能够很好的控制车厢内不同区域的温差、能够提高能源效率。

能效更高：高效分流顶置空调系统能够更好地控制空调风分布，减少能源浪费，提高能效。

乘坐舒适性更好：由于温度分布更均匀，乘客在整个车厢内都能够享受到舒适的温度。

减少噪音：通过更好的气流控制，可以减少风道噪音，降低空调工作的噪音分呗值。

采用高效分流式顶置空调系统车厢内暖和速度快，制热效果较好，头脚温差最小，以10.5米城市客车为例：在车外环境温度为： -10℃进行测试，测试结果为司机头脚温差4℃左右，中部乘客区头脚温差6℃左右，后部乘客区头脚温差9℃左右，乘客乘坐舒适性较好。

客车顶置空调系统的设计方案多种多样，每种方案都有其独特的优势和适用性。选择适合的系统需要考虑诸多因素，包括成本、性能和乘坐舒适性等。最终的选择应该根据客车制造商的需求和目标来做出。

2、客车顶置空调系统性能效果分析

客车顶置空调系统在提供乘坐舒适性和车内温度控制方面扮演着重要的角色。本文将通过对该系统的性能和效果进行分析，深入探讨其在客车中的应用。

2.1空调系统性能分析。客车顶置空调系统的主要任务之一是提供有效的制冷效果，确保车内温度在舒适范围内。一个性能良好的顶置空调系统能够在炎热的夏季将车内温度迅速降低，并维持在理想的水平。除了制冷，客车顶置空调系统也应具备制热功能，以应对寒冷天气。这要求系统能够快速升温车内空气，并保持温度稳定。制热效果的不足可能导致乘客在寒冷的气候条件下感到不适。

2.2能效。客车顶置空调系统的能效是评估其性能的重要指标之一。高效的系统可以在减少能源消耗的同时提供良好的温度控制。能效较低的系统可能会导致高能源消耗和额外的运营成本。

一个良好的系统能够提供舒适的乘坐环境，降低乘客的不适感，提高乘坐质量，从而提高客车的竞争力。客车制造商需要综合考虑，以设计和选择最适合其需求和目标的系统。通过不断改进和优化，客车顶置空调系统可以提供更出色的性能，满足乘客对舒适乘坐环境的不断增长的期望，并为未来的客车设计提供更多可能性。

3、 优化客车顶置空调系统的建议

3.1出风口的排布优化。

常开风口占比：风道出风口应设置常开型和可调节型两种出风口，且要求常开出风口有效面积占总出风口面积的30%~40%；

总风口有效面积：为保证通风效率和舒适性，风口有效面积总值S1不应超出表1范围；

车长	风口总面积S1范围	单边风道截面积S2范围
10~12米车型	0.23m2±15%	0.13m2±10%
8~8.5米车型	0.16m2±15%	0.12m2±10%
6~7.5米车型	0.15m2±15%	0.9m2±10%

表1

风道截面积要求：单边风道截面积S2不应超出表1范围，且风道内不应设置隔板；

空调出风口位置要求：空调出风口中心位置离风道最前端距离LC，与风道总长L的关系应满足如下关系：

0.3≤≤0.4

风道密封性要求：风道应保证密封性，出风口以外的漏风面积应≤风口总面积的1%；

3.2空气流动和分布。客车顶置空调系统的空气流动和分布对于提供均匀的温度和舒适度至关重要。采用智能风道设计，可以实现更精确的气流控制。这些风道应该能够调整和优化冷热空气的分布，以减少热点和冷点的出现，提高舒适度。为了满足不同乘客的需求，客车顶置空调系统应具备多区域温度控制功能。这将允许乘客在不同的区域设置不同的温度，提高乘坐体验。

3.3智能控制系统。优化的客车顶置空调系统应具备智能控制系统，以提高性能和效果。智能能源管理系统可以监测能源消耗，并根据需要调整系统的运行模式，以提高能效。这有助于减少能源浪费，降低运营成本。

结语：

在优化客车顶置空调系统的过程中，我们深入探讨了系统的性能和效果，提出了一些关键建议。通过出风口的排布优化、改善空气流动和分布、采用智能控制系统以及关注用户体验和舒适度，制造商可以提供更高效、环保和满足市场需求的空调系统。这些改进不仅有助于降低能源消耗和运营成本，还提高了乘客的乘坐体验，为客车制造商带来更大的竞争优势。

参考文献：

[1] 王志明. 客车顶置空调系统性能优化研究[J].汽车工程，2020，42（5）：36-41。

[2] 李婷婷，陈宇. 环保制冷剂在客车顶置空调系统中的应用研究[J].制冷与空调，2019，22（3）：56-62。

[3] 张伟，刘凯. 智能控制技术在客车顶置空调系统中的应用[J].电子科技，2020，33（2）：78-84。

[4] 唐文初、邓宝清.汽车构造—广州：华南理工大学出版社，2010.8.

[5] 刘开春.客车车身设计.机械工业出版社，2015.8.