第五章-鐵路及城軌車輛空調(diào)制冷裝置課件

第五章鐵路及城軌車輛空調(diào)制冷裝置第五章鐵路及城軌車輛空調(diào)制冷裝置1第二節(jié)城市軌道交通車輛空調(diào)與制冷裝置一、城軌車輛空調(diào)裝置的組成車輛空調(diào)系統(tǒng)的作用就是使客室內(nèi)的溫度、相對(duì)濕度、空氣流動(dòng)速度及潔凈度（主要指塵埃及二氧化碳含量）保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，為乘客創(chuàng)造舒適的乘車環(huán)境。一般車輛空調(diào)系統(tǒng)主要由通風(fēng)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、加濕系統(tǒng)以及自動(dòng)控制系統(tǒng)五大系統(tǒng)組成?？紤]到實(shí)際運(yùn)行區(qū)域的氣候條件，有些車輛可不設(shè)專門的加熱及加濕系統(tǒng)。

通風(fēng)系統(tǒng)的作用是將車外新鮮空氣吸入并與車內(nèi)再循環(huán)空氣混合，在濾清灰塵和雜質(zhì)后，再輸送和分配到車內(nèi)各處，使車內(nèi)獲得合理的氣流組織。同時(shí)將車內(nèi)污濁的空氣排除車外，使車內(nèi)的空氣參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求。

第二節(jié)城市軌道交通車輛空調(diào)與制冷裝置一、城軌車輛空調(diào)裝置的2

空氣制冷系統(tǒng)的作用是在夏季對(duì)進(jìn)入車內(nèi)的空氣進(jìn)行降溫、減濕處理，使車內(nèi)空氣的溫度與相對(duì)濕度維持在規(guī)定的范圍內(nèi)。

空氣加熱系統(tǒng)的作用是在冬季對(duì)進(jìn)入車內(nèi)的空氣進(jìn)行預(yù)熱和對(duì)車內(nèi)的空氣進(jìn)行加熱，以保證冬季車內(nèi)空氣的溫度在規(guī)定的范圍內(nèi)。

空氣加濕系統(tǒng)的作用是在冬季車內(nèi)空氣相對(duì)濕度較低時(shí)對(duì)空氣進(jìn)行加濕，以保證冬季車內(nèi)空氣的相對(duì)濕度在規(guī)定的范圍內(nèi)。

自動(dòng)控制系統(tǒng)的作用是控制各系統(tǒng)按給定的方案協(xié)調(diào)地工作，以使室內(nèi)的空氣參數(shù)控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，并同時(shí)對(duì)空調(diào)裝置起自動(dòng)保護(hù)作用。

空氣制冷系統(tǒng)的作用是在夏季對(duì)進(jìn)入車內(nèi)的3二、通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)有機(jī)械強(qiáng)迫通風(fēng)和自然通風(fēng)兩種方式。機(jī)械強(qiáng)迫通風(fēng)系統(tǒng)是車輛空調(diào)裝置中唯一不分季節(jié)而長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的系統(tǒng)，因此它的質(zhì)量狀態(tài)直接影響到旅客的舒適性和空調(diào)裝置的經(jīng)濟(jì)性。一般城軌車輛采用機(jī)械強(qiáng)迫通風(fēng)方式，依靠通風(fēng)機(jī)所造成的空氣壓力差，通過車內(nèi)送風(fēng)道輸送經(jīng)過處理后的空氣，從而達(dá)到通風(fēng)換氣的目的。

二、通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)有機(jī)械強(qiáng)迫通風(fēng)和自4送風(fēng)回風(fēng)廢氣二、通風(fēng)系統(tǒng)

●經(jīng)冷卻處理的空氣沿車長(zhǎng)方向輸送

●回風(fēng)經(jīng)側(cè)板回送

●廢氣經(jīng)車頂排除車外客室氣流組織送風(fēng)回風(fēng)廢氣二、通風(fēng)系統(tǒng)●經(jīng)冷卻處理的空氣沿車長(zhǎng)方向5

二、通風(fēng)系統(tǒng)客室氣流組織二、通風(fēng)系統(tǒng)客室氣流組織6

1、通風(fēng)機(jī)組

通風(fēng)機(jī)組是通風(fēng)系統(tǒng)的動(dòng)力裝置，其作用是吸入車外新風(fēng)和室內(nèi)回風(fēng)，并將處理后空氣加壓，通過主風(fēng)道等送入客室。它通常由一臺(tái)雙向伸軸的雙速電機(jī)和兩臺(tái)離心式通風(fēng)機(jī)組成。

二、通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)機(jī)組1、通風(fēng)機(jī)組二、通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)機(jī)組7

2、送風(fēng)道、回風(fēng)道和排風(fēng)道車頂?shù)亩_(tái)空調(diào)機(jī)組，通過與車體相連的二個(gè)吸振消音的連接風(fēng)道，將處理后的空氣送到車頂?shù)闹黠L(fēng)道內(nèi)。送風(fēng)道的作用是將經(jīng)過處理的空氣輸送到室內(nèi)。車輛風(fēng)道沿車輛方向分為三個(gè)，中間大的為主風(fēng)道，兩側(cè)為副風(fēng)道，主副風(fēng)道由隔板分開，隔板上設(shè)有一系列調(diào)整風(fēng)量的氣孔。主風(fēng)道的空氣經(jīng)隔板氣孔進(jìn)入副風(fēng)道，使得兩側(cè)風(fēng)道內(nèi)得氣流穩(wěn)定地送入客室中。

回風(fēng)道用來抽取室內(nèi)再循環(huán)空氣的。進(jìn)入回風(fēng)風(fēng)道的空氣，一部分通過車頂?shù)?個(gè)靜壓排氣孔排至車外，另一部分進(jìn)入空調(diào)機(jī)組與吸入的新風(fēng)混合后，經(jīng)過冷卻、過濾由離心風(fēng)機(jī)將送入主風(fēng)道，在客室內(nèi)形成空氣循環(huán)，達(dá)到調(diào)節(jié)空氣溫度、濕度目的。

排風(fēng)道用以排除車內(nèi)污濁空氣，即排風(fēng)口與車頂靜壓排風(fēng)器間的通道。

二、通風(fēng)系統(tǒng)2、送風(fēng)道、回風(fēng)道和排風(fēng)道二、通風(fēng)系統(tǒng)8空調(diào)機(jī)組

空調(diào)機(jī)組9

3、新風(fēng)口、送風(fēng)口、回風(fēng)口及排氣口

（1）新風(fēng)口

新風(fēng)口即車外新鮮空氣的吸入口。新風(fēng)口一般裝有新風(fēng)格柵以防止雜物及雨雪進(jìn)入車內(nèi)，另外還設(shè)有新風(fēng)濾網(wǎng)和新風(fēng)調(diào)節(jié)裝置，新風(fēng)調(diào)節(jié)裝置由一個(gè)24V直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)新風(fēng)調(diào)節(jié)門，調(diào)節(jié)進(jìn)入客室的新鮮空氣量。

二、通風(fēng)系統(tǒng)新風(fēng)口3、新風(fēng)口、送風(fēng)口、回風(fēng)口10

（2）送風(fēng)口

送風(fēng)口是用來向客室內(nèi)分配空氣的。送風(fēng)口大多裝有送風(fēng)器及風(fēng)量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，它不但使客室內(nèi)送風(fēng)均勻、溫度均勻、達(dá)到氣流組織分布合理的效果，還可以根據(jù)需要來調(diào)節(jié)送風(fēng)量的大小，送風(fēng)口處一般也裝有送風(fēng)濾網(wǎng)。

（3）回風(fēng)口

回風(fēng)口是室內(nèi)再循環(huán)空氣的吸入口。正常情況下，客室內(nèi)一部分空氣應(yīng)作為回風(fēng)，回風(fēng)與新風(fēng)混合前是在客室中被充分循環(huán)過的。與新風(fēng)混合過濾后，通過蒸發(fā)器入口進(jìn)入，應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)擋板，用于調(diào)節(jié)新風(fēng)、回風(fēng)的混合量（比例）。

（4）排風(fēng)口

排風(fēng)口是用來將客室內(nèi)廢氣和多余的空氣排出車外。從車內(nèi)的長(zhǎng)椅下，經(jīng)內(nèi)墻板后側(cè)導(dǎo)向車頂，由車頂靜壓排風(fēng)器排出車外。

二、通風(fēng)系統(tǒng)

11二、通風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)口

回風(fēng)口送風(fēng)口與回風(fēng)口二、通風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)口回風(fēng)口送風(fēng)口與回風(fēng)口12客室氣流流程圖客室氣流流程圖13二、通風(fēng)系統(tǒng)

（5）應(yīng)急通風(fēng)系統(tǒng)每輛車配有1臺(tái)緊急逆變器，在交流輔助電源設(shè)備故障情況下，應(yīng)急通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)立即自動(dòng)投入工作，向客室、司機(jī)室輸送新風(fēng)，維持45分鐘緊急通風(fēng)。應(yīng)急供電由蓄電池供給，并經(jīng)直流/交流逆變器。當(dāng)交流輔助電源供電正常時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入正常工作狀態(tài)。

緊急逆變器二、通風(fēng)系統(tǒng)（5）應(yīng)急通風(fēng)系統(tǒng)緊急逆變器14

三、制冷系統(tǒng)

一般每車設(shè)有二個(gè)集中式的空調(diào)單元，分別安裝在車頂?shù)亩?。為了使車輛的外型輪廓不超出車輛靜態(tài)限界，特在車頂兩端設(shè)計(jì)了二個(gè)專用于安裝空調(diào)單元的凹坑，在安裝空調(diào)單元的機(jī)座上加裝橡膠墊以減小的振動(dòng)影響。三、制冷系統(tǒng)15

每個(gè)空調(diào)單元的控制與監(jiān)控都是由設(shè)在每輛車的電器柜中的空調(diào)控制單元實(shí)施自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)以及整列車的制冷壓縮機(jī)的順序啟動(dòng)，以免同時(shí)啟動(dòng)電流過大而造成事故。

空調(diào)系統(tǒng)電源是由A、B、C車每輛車的輔助逆變器提供。其中A車的逆變器提供控制系統(tǒng)的電源，B車逆變器提供每節(jié)車各一個(gè)單元的空調(diào)機(jī)組的電源，C車逆變器提供每節(jié)車另一個(gè)單元的空調(diào)機(jī)組的電源。每個(gè)空調(diào)單元的控制與監(jiān)控都是由設(shè)在每輛車的電器柜中的16上海地鐵直流傳動(dòng)車輛空調(diào)制冷循環(huán)流程圖

1—貯液器2—壓縮機(jī)3—冷凝器4—蒸發(fā)器5—過濾干燥器6—視液鏡

7—截止閥8—單向閥9—電磁閥10—膨脹閥11—熱氣旁路閥12—軟管

13—壓力表14—低壓表15—高壓表16—限壓閥17—進(jìn)給閥上海地鐵直流傳動(dòng)車輛空調(diào)制冷循環(huán)流程圖

1—貯液器2—壓17上海地鐵交流傳動(dòng)車輛空調(diào)制冷循環(huán)流程圖上海地鐵交流傳動(dòng)車輛空調(diào)制冷循環(huán)流程圖18熱氣旁路閥

壓縮空氣在蒸發(fā)器中冷卻時(shí)，有大量凝結(jié)水析出。如果工質(zhì)蒸發(fā)溫度過低，使蒸發(fā)器銅管表面溫度在負(fù)荷條件下低于水的冰點(diǎn)，則凝結(jié)水就會(huì)在蒸發(fā)器里結(jié)冰，嚴(yán)重時(shí)阻塞氣流通道，使供氣管道癱瘓。為了防止這種情況的出現(xiàn)，必須對(duì)工質(zhì)蒸發(fā)溫度加以控制。其簡(jiǎn)單有效的措施就是在冷凝器和蒸發(fā)器之間加設(shè)一只熱氣旁路閥，熱氣旁路閥的測(cè)壓管與蒸發(fā)壓力直接連接。當(dāng)蒸發(fā)壓力低于一定程度時(shí)，熱氣旁路閥自動(dòng)開啟，冷凝器中的高溫工質(zhì)蒸氣直接進(jìn)入蒸發(fā)器，提升蒸發(fā)溫度，避免冰堵現(xiàn)象。熱氣旁路閥19

三、制冷系統(tǒng)

1、制冷系統(tǒng)的工作過程由壓縮機(jī)壓縮成高溫高壓的工質(zhì)蒸氣，進(jìn)入風(fēng)冷冷凝器，經(jīng)外界空氣的強(qiáng)制冷卻，冷凝成常溫高壓的液體，進(jìn)入外平衡式膨脹閥節(jié)流降壓，變成低溫低壓的氣液混合工質(zhì)，然后進(jìn)入蒸發(fā)器，吸收流過蒸發(fā)器的空氣熱量，蒸發(fā)成低溫低壓的蒸氣，然后被壓縮機(jī)吸入，完成一個(gè)封閉的制冷循環(huán)。壓縮機(jī)不斷工作，達(dá)到連續(xù)制冷的效果。車內(nèi)的空氣通過蒸發(fā)器時(shí)，空氣中的水份冷凝成水滴，匯集至機(jī)組內(nèi)接水盤，由排水管將水引到車外而起除濕作用。

三、制冷系統(tǒng)1、制冷系統(tǒng)的工作過程20

2、制冷車內(nèi)的循環(huán)空氣及由新風(fēng)口進(jìn)入的新鮮空氣，由機(jī)組的通風(fēng)機(jī)吸入，在蒸發(fā)器前混合，通過蒸發(fā)器得到冷卻，并由機(jī)組出風(fēng)口送入車頂通風(fēng)道各格柵，向車內(nèi)吹出冷風(fēng)。在制冷系統(tǒng)連續(xù)工作下使車內(nèi)溫度逐漸降低，并由溫度調(diào)節(jié)器自動(dòng)調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣溫度，可在一定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣溫度。

三、制冷系統(tǒng)2、制冷三、制冷系統(tǒng)21其他線路車輛上的空調(diào)機(jī)組的結(jié)構(gòu)與上海地鐵基本相同，主要區(qū)別有：（1）蒸發(fā)器數(shù)量不同。（2）選用壓縮機(jī)型號(hào)不同。

各空調(diào)機(jī)組的主要技術(shù)參數(shù)見書上P97表5.1其他線路車輛上的空調(diào)機(jī)組的結(jié)構(gòu)與上海地鐵基本相同，22

四、加熱系統(tǒng)

考慮到城軌車輛實(shí)際運(yùn)行區(qū)域的氣候條件，有些設(shè)置了專門的加熱系統(tǒng)。由新風(fēng)口引入的新鮮空氣及車內(nèi)循環(huán)空氣，被機(jī)組的通風(fēng)機(jī)吸入并在電加熱器前混合，通過電加熱器加熱，溫度升高，再由通風(fēng)機(jī)送入車內(nèi)風(fēng)道各格柵，向車內(nèi)送熱風(fēng)，使溫度徐徐上升，并由溫度調(diào)節(jié)器自動(dòng)調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣溫度，維持車內(nèi)的一定舒適溫度。四、加熱系統(tǒng)考慮到城軌車輛實(shí)際運(yùn)行23

五、空調(diào)裝置的調(diào)節(jié)及控制空調(diào)機(jī)組的工作由微機(jī)進(jìn)行控制。通過微機(jī)調(diào)節(jié)器可控制室溫，空調(diào)系統(tǒng)中新風(fēng)口、風(fēng)道和客室座位下均設(shè)有溫度傳感器，由溫度傳感器測(cè)得的溫度值，傳遞到調(diào)節(jié)器中進(jìn)行處理。每節(jié)車有一臺(tái)微機(jī)調(diào)節(jié)器，它控制兩個(gè)空調(diào)單元，可由司機(jī)室集中控制或每節(jié)車單獨(dú)控制。五、空調(diào)裝置的調(diào)節(jié)及控制空調(diào)機(jī)組的工作由微機(jī)24

1、運(yùn)轉(zhuǎn)前的檢查在啟動(dòng)空調(diào)機(jī)組之前，必須對(duì)下列各項(xiàng)進(jìn)行檢查，在確認(rèn)各部分狀態(tài)良好后，方可開始啟動(dòng)。（1）配線用電氣連接器是否確實(shí)接好。

（2）電氣回路是否正常。

（3）主回路及控制回路的絕緣電阻是否均正常。

（4）各風(fēng)機(jī)的葉輪是否碰風(fēng)筒的內(nèi)壁。

（5）防止逆相連接。

五、空調(diào)裝置的調(diào)節(jié)及控制1、運(yùn)轉(zhuǎn)前的檢查五、空調(diào)裝置的調(diào)節(jié)及控制25

2、運(yùn)轉(zhuǎn)確認(rèn)

（1）離心風(fēng)機(jī)首先請(qǐng)確認(rèn)車內(nèi)是否有風(fēng)吹出，風(fēng)量極小時(shí)，應(yīng)檢查風(fēng)機(jī)是否反轉(zhuǎn)。如果反轉(zhuǎn)，請(qǐng)將電源相序調(diào)整正確，即將三相中的任意兩相對(duì)調(diào)，然后再確認(rèn)是否有異常振動(dòng)和異常噪音。

（2）送風(fēng)均勻性的調(diào)整可通過對(duì)車內(nèi)出風(fēng)口導(dǎo)風(fēng)板的調(diào)整，保證客室內(nèi)送風(fēng)均勻。

（3）軸流風(fēng)機(jī)確認(rèn)室外軸流風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。五、空調(diào)裝置的調(diào)節(jié)及控制2、運(yùn)轉(zhuǎn)確認(rèn)五、空調(diào)裝置的調(diào)節(jié)及控26

（4）制冷

全制冷狀態(tài)時(shí)，吸入和吹出的空氣溫差約為8～10℃時(shí)為正常，請(qǐng)確認(rèn)一下是否有異常振動(dòng)、異常噪音。

（5）加熱

全加熱狀態(tài)時(shí)，吸入和吹出的空氣溫差約為7～9℃時(shí)為正常，同時(shí)注意電流讀數(shù)。

（6）當(dāng)車內(nèi)溫度處于20℃以下時(shí)的低溫運(yùn)轉(zhuǎn)

低溫運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于可能在蒸發(fā)器上引起結(jié)霜現(xiàn)象從而導(dǎo)致對(duì)壓縮機(jī)造成損傷，避免在這樣的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)。

（7）再啟動(dòng)

短時(shí)間再啟動(dòng)，啟動(dòng)電流會(huì)造成電動(dòng)機(jī)絕緣不良、電磁接觸器的接點(diǎn)損耗，所以再啟動(dòng)一定要在停機(jī)后2～3分鐘以后。五、空調(diào)裝置的調(diào)節(jié)及控制

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3、空調(diào)機(jī)組的安全操作

（1）操作需由懂得制冷技術(shù)和電氣技術(shù)的工人擔(dān)任。開機(jī)前，必須認(rèn)真檢查電氣系統(tǒng)的安全性，嚴(yán)格按照電工操作規(guī)則進(jìn)行操作。在進(jìn)行電氣控制柜的檢修時(shí)，必須切斷電源，嚴(yán)禁帶電作業(yè)。

（2）保護(hù)措施●電源有過電壓和欠電壓保護(hù)?！駢嚎s機(jī)有空氣開關(guān)、壓力開關(guān)、過電流、低溫、延時(shí)起動(dòng)等保護(hù)。●風(fēng)機(jī)有熱繼電器保護(hù)。●電加熱器有空氣開關(guān)、溫度繼電器及溫度熔斷器保護(hù)。五、空調(diào)裝置的調(diào)節(jié)及控制3、空調(diào)機(jī)28

4、使用電加熱器的注意事項(xiàng)（1）通電前的檢查●檢查電加熱回路中各處接線是否完好。●檢查溫度繼電器、溫度熔斷器及其它保護(hù)裝置是否正常。●檢查通風(fēng)機(jī)的接觸器、熱繼電器是否良好?！駥㈦姛峁苌霞捌渲車母街锛捌渌s物清理干凈。（2）開機(jī)順序先開通風(fēng)機(jī)，確認(rèn)通風(fēng)機(jī)工作后，方可開電熱運(yùn)轉(zhuǎn)。（3）開機(jī)后的檢查●檢查通風(fēng)機(jī)工作是否正常?！褡⒁庥^查電加熱器的工作情況及工作電流。（4）關(guān)機(jī)順序先關(guān)斷電熱，讓通風(fēng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)3min以上方可關(guān)斷通風(fēng)機(jī)。

五、空調(diào)裝置的調(diào)節(jié)及控制4、使用電加熱29廣州一號(hào)地鐵車輛空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介一、客室空調(diào)

1.系統(tǒng)概述

(1)總體信息每節(jié)車有兩個(gè)獨(dú)立的單元式機(jī)組、兩個(gè)送風(fēng)道，每節(jié)車廂共用一個(gè)客室空調(diào)控制盤。

1)兩個(gè)完全相同的車頂單元式空調(diào)機(jī)組：制冷量為44kW，分別安裝在車輛的端部。

2)一個(gè)控制盤：控制空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行。

3)一個(gè)緊急逆變器：110VDC/400VAC，在緊急通風(fēng)模式下運(yùn)行時(shí)為空調(diào)機(jī)組通風(fēng)機(jī)供電。廣州一號(hào)地鐵車輛空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介一、客室空調(diào)

1.系統(tǒng)概述30單元式空調(diào)機(jī)組主要部件

由空氣處理室和壓縮機(jī)/冷凝室兩部分組成。尺寸：2950*1850*455(mm),每臺(tái)機(jī)組重量889kg?？諝馓幚硎业闹饕考嚎s機(jī)/冷凝室的主要部件廣州一號(hào)地鐵車輛空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介單元式空調(diào)機(jī)組主要部件廣州一號(hào)地鐵車輛空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介311)壓縮機(jī)：為全封閉螺桿式。2)冷凝器：空氣冷卻式冷凝器。

3)冷凝風(fēng)機(jī)：空調(diào)機(jī)組采用強(qiáng)迫通風(fēng)的對(duì)流冷卻，吸入外界空氣吹入冷凝器管路，并通過機(jī)組兩側(cè)的上蓋排出。兩臺(tái)軸流式風(fēng)機(jī)通過印接高壓處得壓力，由控制器根據(jù)壓力變化情況來控制風(fēng)機(jī)的啟停和運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)。

4）蒸發(fā)器5)干燥過濾器：干燥過濾器安裝在液管上冷凝器的出口處，其濾芯是100%分子篩，可除去制冷劑中的水分和雜質(zhì)，防止水及雜質(zhì)對(duì)系統(tǒng)及部件造成損害。以免出現(xiàn)“冰堵”和“臟堵”。廣州一號(hào)地鐵車輛空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介1)壓縮機(jī)：為全封閉螺桿式。廣州一號(hào)地鐵車輛空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介326)濕度指示器(視液鏡)：濕度指示器位于干燥過濾器出口的下游，可顯示出系統(tǒng)中是否具有過多的水分。

7)送風(fēng)機(jī)：兼有吸風(fēng)和送風(fēng)的雙重功能。