重卡驻车空调现状及未来技术趋势分析
国际汽车空调联盟
2022-01-18 10:00
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夏日酷热难耐,驻车空调成为卡车用户的必然选择。近期在市场调研时发现,有很多重卡都在驾驶室后围改装了一个驻车空调,其改装方式五花八门。


从很多重卡企业设计人员那里了解到,目前驻车空调都是以后装市场为主,由于缺乏统一的改装规范,因此存在很多问题。


驻车空调未来发展必然是作为重卡开发的一个选装配置,由重卡企业统一开发完毕,杜绝安全隐患和验车难题,真正满足用户“白天高温4小时,晚上低温8小时”的使用要求。


目前重卡驻车空调改装主要有两种方案:1、使用传统的家用空调进行改装;2、采用卡车专用的驻车空调改装。


图1 传统家用空调改装方案


图1所示为第一种方案,具体改装步骤为:第一步在驾驶室后围打四个孔,然后固定上两个支架,空调外机安装在支架上;第二步,在驾驶室上卧铺侧面打两个孔,安装空调内机(图2);第三步,在车身后围打一个大孔,安装管路;第四步,驾驶室后围车架上方安装一台单缸柴油发电机,把电源线接入空调外机。



客户使用驻车空调前先启动柴油发电机,启动方式有两种:一是用手柄人工启动;二是接入重卡的24V电瓶,用发动机的启动机进行启动。根据客户反馈,这种家用空调功率大,制冷效果好,一晚上只消耗5-8升柴油,费用大约50元,相对于住旅店更便宜。


图2  驾驶室内部的空调内机


根据实际调研发现,这种改装方案存在很多问题:


第一,空调外机安装方式存在安全隐患。空调外机重量一般达到40公斤,家用空调支架结构是按照承受垂直重力来设计,不满足左右方向受力(车辆急转弯)和前后方向受力(车辆加速和急刹车),因此这种支架必然无法满足要求,所以很多司机为了保险起见用绷带对空调外机进行加固。


驾驶室白车身结构采用框架结构+外覆盖件,框架结构发挥着整个驾驶室的承载作用,通常使用1-2mm的高强度钢板冲压成型,驾驶室所有的重大受力都要落实到框架上。外覆盖件的厚度通常为0.8mm,冲压成型拉延之后的厚度则降低到0.6-0.78mm。在驾驶室抖动后,其产生的动载荷能够达到100-150公斤力,必然会造成外覆盖件变形,如果振动严重则会造成外覆盖件开裂。


第二,单缸柴油发电机的固定方式错误。使用C型槽钢焊接底架,在卡车车架纵梁上表面打四个孔进行螺栓固定。由于此位置是车辆扭转最严重的位置,在纵梁上表面打孔是车架设计时最大的避讳,设计不好会引发应力集中导致车架开裂。


第三,噪音太大。单缸柴油机工作的声音在很远都能听到,因此车辆不能停在居民区附近,否则会影响周边居民。笔者到驾驶室内实际感受发现,车内噪音已经达到影响司机正常休息的程度。


图3  专用的重卡驻车空调改装方案


图3所示的是第二种方案——卡车专用驻车空调改装。由于空调外机是专门给卡车设计的,其重量比传统家用空调外机轻50%左右,在尺寸上缩短了前后方向的距离,可防止后部挂车转弯剐蹭现象。固定方式非常合理,类似于“贴”在重卡后围上,采用了四个螺栓固定,可有效承载各个方向的受力。另外,在驾驶室后端车架上固定了一个直流静音发电机,相对于单缸柴油发电机,其最大优势是重量轻、噪音低,直接通过螺栓固定在纵梁工作台上,固定方式合理。


目前各大重卡企业都已开发了驻车空调,主要是在现有天窗位置安装一个单体机,其最大优势是模块化、安装方便,只需要连接24V电线即可,成本大致为4000元。电源采用现有的24V电源,匹配一套电压预警系统,当电压低于21.5V的车辆启动电压时,则自动关闭驻车空调。


顶置驻车空调虽然结构简单,但是也存在很多问题:第一,顶部天窗不仅有通风功能,而且还有逃生功能,一旦车辆在特殊情况下受损,车内人员可通过天窗逃生,安装驻车空调后会影响天窗的逃生功能;第二,增大了风阻。驻车空调直接安装在驾驶室上方,而目前很多导流罩的前端都是在天窗之后,凸出来的驻车空调必然会增大风阻;第三,噪音大,由于是一体机,空调压缩机会产生噪音,直接传递到驾驶室内;第四,使用时间太短,无法保证客户需求。根据实际使用情况来看,24V 180 Ah电池只能满足白天1个半小时,晚上3-4个小时的使用。如果要延长使用时间则必须增大电瓶容量,相应也会大幅增加成本。


笔者在调研国外重卡驻车空调时发现,斯堪尼亚的驻车空调设计理念有很多值得借鉴的地方。它是将行车空调和驻车空调统一设计,能够降低重量、节约成本,不增加驾驶室内的风道,这种设计理念代表了未来重卡驻车空调发展的技术趋势。相比之下,目前国内重卡的驻车空调和行车空调目前还是两套系统为主。


以斯堪尼亚高端车型S500为例,其匹配的驻车空调外机(压缩机和散热器等)设计在驾驶室左侧后下方,利用了挡泥板与驾驶室之间的缝隙空间。空调内机则将行车空调和驻车空调统一设计,使用驾驶室仪表板上的控制模块和出风口。在供电方面,其采用4块电瓶,总共的容量预计大于24V 400Ah,并匹配一套专门的电池能量管理系统。笔者判断其工作逻辑为:在前期可以通过4块电瓶给驻车空调供电,当电压小于21.5V时,则断开车辆正常使用的2块电池,以保证车辆能够正常启动;然后继续使用另外2块电瓶,将其能量使用完毕,因此可以大幅延长驻车空调使用时间,能够达到“白天高温4小时,晚上低温8小时”的要求。


图4  斯堪尼亚重卡驻车空调的散热器布置


经过调研之后,笔者认为重卡驻车空调的未来发展将会有以下几点技术趋势:第一、未来将从后装市场转为前装市场,由厂家统一设计,作为选装配置提供给客户,避免后装市场遇到的车辆年检问题;第二,顶置一体机的驻车空调只是过渡产品,不是未来发展方向;第三,为了满足客户的使用时间需求,电瓶容量24V 330 Ah是最低要求;第四,通过电瓶能量管理系统控制4块电瓶是最有效的方案;第五,对于南方客户,可以开发小型发电机,安装在车架下方内侧,以提供更长的使用时间。


来源:商车邦