汽车电器设备与维修第8章汽车空调系统

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1、第8章 汽车空调系统,8.1.1 汽车空调系统的组成、功能及类型,1.汽车空调系统的组成 现代汽车空调系统由制冷系统、取暖系统、通风和空气净化系统及控制系统组成。制冷系统是把车内空气或吸进来的新鲜空气冷却或除湿；取暖系统是把车内空气或吸进来的新鲜空气加热；通风系统是把车外新鲜空气吸进车内进行换气；空气净化系统是净化空气，除去车内存在的灰尘和气味；控制系统是对制冷和取暖系统进行控制，使其正常工作。,8.1 汽车空调系统概述,2.汽车空调系统功能,调节车 内湿度,调节车 内温度,调节车内 的空气流速,过滤净化 车内空气,3.汽车空调系统类型 1）按驱动方式分 汽车空调系统按驱动方式的不同可分为独立

2、式和非独立式。 （1）独立式空调有专门的动力源驱动整个空调系统运行。一般用于长途货运、高底板大客车等。 （2）非独立式空调直接利用汽车的行驶动力来运转。 2）按空调性能分 汽车空调系统按空调性能的不同可分为单一功能型和冷暖一体式。 3）按控制方式分 汽车空调系统按控制方式的不同可分为手动式和电控调节式。,1.制冷剂,8.1.2 制冷剂和冷冻机油,化学性质稳定，无色、无刺激性气味、不燃烧、不爆炸。,汽化潜热比R12大，但质量较小，导致制冷能力比R12略小或与之相当。,饱和蒸气压大体上讲与R12相近。以18 为界，低于18 时，R134a的饱和蒸气压略低于R12，高于18 时相反。,对人体无毒害作

3、用，不破坏大气臭氧层，在大气层停留时间较短，温室效应影响小。,吸水性和水溶解性比R12高。R134a与R12制冷剂是两种不同的物质，性质有很大差异，一定不能混用。,2）制冷剂的选择 R134a的基本性能如下：,2.冷冻机油 空调压缩机在工作时，必须对其润滑，所使用的润滑油就称为冷冻润滑油或冷冻机油，简称冷冻油。,2）冷冻机油的性能指标 冷冻机油的主要性能指标有以下几项：,要有良好的低温流动性。,与制冷剂互溶性要好。,要有适当的黏度及良好的黏温特性。,要有良好的化学稳定性。,吸水性要小。,3）对冷冻机油的性能要求 冷冻机油是一种精制的专用润滑油，其性能要求比较高，主要有以下几点：,8.2 汽车空

4、调制冷系统,汽车空调制冷系统主要由压缩机、冷凝器、液体膨胀装置和蒸发器等总成构成。 如图8-1所示，制冷系统工作时，制冷剂以不同的状态在密闭系统内循环流动。,图8-1 汽车空调系统制冷循环流程示意图,8.2.1 汽车空调制冷系统的组成及工作原理,1.压缩机,8.2.2 汽车空调制冷系统的主要部件,压缩机主要有两种类型。 1）摇板式压缩机 摇板式压缩机结构紧凑、工作平稳、质量小，各汽缸以压缩机轴线为中心布置，活塞运动方向平行于压缩机的主轴，如图8-2所示。,图8-2 摇板式压缩机结构图 1压缩机主轴； 2传动板； 3活塞； 4连杆； 5支撑钢球； 6面板； 7摇板,2）斜盘式压缩机 斜盘式压缩机

5、结构紧凑、效率高、性能可靠。其主要零件是一根主轴，如图8-3所示，斜盘用花键和主轴固定在一起，当主轴转动时，带动斜盘转动，依靠斜盘的旋转运动驱动活塞做轴向往复运动。,图8-3 斜盘式压缩机结构图 1主轴； 2活塞； 3斜盘； 4前盖； 5前缸半部； 6后缸半部； 7油底壳； 8后盖,2.冷凝器 1）管片式冷凝器 管片式冷凝器是汽车空调中早期采用的一种冷凝器，其制造工艺简单，结构如图8-4所示。,图8-4 管片式冷凝器的结构 1制冷剂进口； 2U形管； 3翘片； 4制冷剂出口,2）管带式冷凝器 管带式冷凝器是由多孔扁管弯成蛇形管，并在其中安置散热带后焊接而成的，如图8-5所示。 管带式冷凝器的散

6、热效果比管片式冷凝器好一些（一般高15%左右），但工艺复杂，焊接难度大，且材料要求高，一般用在小型汽车的制冷系统中。,图8-5 管带式冷凝器,3）鳍片式冷凝器 鳍片式冷凝器是在扁平的多通管道表面直接加工出鳍片状散热片，然后装配成冷凝器。 由于散热片与管子为一个整体，因而不存在接触热阻，故散热性能好；另外，管、片之间无须复杂的焊接工艺，加工性能好，节省材料，而且抗振性也特别好。鳍片式冷凝器是目前较先进的汽车空调冷凝器。,3.蒸发器 蒸发器也称冷却器，和冷凝器一样，也是一种热交换器，是制冷循环中获得冷气的直接器件。其外形近似冷凝器，但比冷凝器窄、小、厚。 蒸发器有管片式、管带式和层叠式等类型。管片

7、式结构简单、加工方便，但热交换效率较差。管带式比管片式工艺复杂，热交换效率可提高10%左右。层叠式加工难度最大，但其热交换效率也最高，结构也最紧凑。 4.储液罐 储液罐又称储液干燥器。采用它的目的是防止过多的制冷剂通过压缩机贮存在冷凝器里，使冷凝器的传热面积减小而使散热效率降低，还可滤除制冷剂中的杂质，吸收制冷剂中的水分，防止制冷系统管路堵塞，保护设备部件不受侵蚀，从而保证制冷系统的正常工作。,储液罐的结构如图8-6所示。它主要由外壳、视液镜、安全塞和引出管等组成。视液镜用于观察制冷剂在工作时的流动状态，由此可判断制冷剂量是否合适。,图8-6 储液罐的结构简图 1外壳； 2盖； 3视液镜； 4

8、安全塞； 5过滤器； 6干燥剂； 7引出管,5.膨胀节流管 膨胀节流管是用于许多轿车制冷系统的一种固定孔口的节流装置，又被称为孔管、固定孔管。 由于不能调节流量，液体制冷剂很可能流出蒸发器而进入压缩机，造成压缩机液击，所以装有膨胀节流管的系统。膨胀节流管直接安装在冷凝器出口和蒸发器进口之间，用于将液态制冷剂节流降压。 膨胀节流管的结构如图8-7所示。它是一根细铜管，装在一根塑料套管内。在塑料套管外环形槽内，装有密封圈。密封圈就是用来密封塑料套管外径和蒸发器进口管内径向的配合间隙的。膨胀节流管两端都装有滤网，以防止系统堵塞。,图8-7 膨胀节流管结构 1出口滤网； 2密封圈； 3进口滤网,8.3

9、 汽车空调取暖、通风、空气净化系统,8.3.1 汽车空调取暖系统,1.水暖式取暖系统 水暖式取暖系统是以发动机冷却水为热源，将暖风机送来的车内或车内外混合空气经过热交换器加热后，送入车室内的。 水暖式取暖系统的结构如图8-8所示。,图8-8水暖式取暖系统的结构 1散热器； 2散热器盖； 3补偿水桶； 4散热器出水软管； 5风扇传动带； 6暖风机出水软管； 7管箍； 8暖风机芯； 9暖风机进水软管； 10节温器； 11冷却风扇；12护风圈； 13散热器进水软管,目前，在有些车型上采用了废气水暖式取暖系统，它的安装原理如图8-9所示。在汽车排气管处装有一个热水器，热水器中的水（含防冻液）被高温废气

10、加热到100 左右并送到空调的加热器内加热车室内的空气。水在加热器内放热冷却，流回水箱，再用水泵泵入热水器中进行周而复始的供热循环。,图8-9 废气水暖式取暖系统安装原理图 1加热器； 2电磁换向阀； 3热水器； 4汽车排气管； 5水泵； 6水箱,2.气暖式取暖系统,1）热交换器式 热交换器式取暖系统的结构如图8-10所示。工作时，通过废气阀门将汽车废气引入热交换器中，将冷空气加热后由暖风机送入各出风口，用来取暖或除去雾霜。,图8-10 热交换器式取暖系统的结构 1发动机水箱； 2发动机； 3排气管； 4废气阀门； 5热交换器； 6消声器；7暖风机; 8暖风机电机,2）热管换热器式 热管换热器

11、式取暖系统中的热管换热器垂直安装在车厢底板上下，底板之上为冷凝放热段，底板之下为废气加热段，其安装原理如图8-11所示。,图8-11热管换热器安装原理图 1车头窗口； 2新鲜空气进口； 3汽车底板； 4废气进口； 5空气出口； 6热管换热器隔板； 7废气出口,8.3.2 汽车空调通风系统,1）自然通风 自然通风是利用汽车行驶时产生的风压，将外部空气引入车内循环后再排出，空气的入口设在正压区，出口设在负压区，形成空气的自然流动。 如图8-12所示为轿车外表面上的空气压力分布图。车头部位为正压区，因此空气进口设在此处；车尾部位为负压区，空气排口一般设在后排座靠背两侧。,图8-12 轿车外表面上的空

12、气压力分布图,进、排风口部位的设置必须保证车内略有正压，即使车内空气压力略高于外界大气压力，这样才能防止有害气体（如汽车尾气）进入车内而危害人体健康。否则，在车窗玻璃紧闭的情况下，有可能造成人身中毒（如CO中毒），甚至危及生命。 轿车的自然通风如图8-13所示。,图8-13 轿车的自然通风,2）强制通风 强制通风是利用风机强行引入一定比例的外部新鲜空气，与车内空气混合，再经处理（制冷、制热、去湿等）后从不同出风口送入车内。空调进气口都设有控制外来新鲜空气和车内空气比例的阀门。在开启空调初期和最大制冷（或供暖）位置时，外来空气阀门一般被关闭，空气由车内空气供给，以保证尽快降温（或升温）；在其他情

13、况下，必须按比例引入外来新鲜空气，外引入的空气比例一般占10%35%。,8.3.3 汽车空调空气净化系统,空气净化系统主要经历以下几步： （1）过滤除尘。 （2）离心除尘。 （3）静电除尘。 （4）吸附除尘。 （5）离子发生器。,图8-14 汽车空调空气净化系统的基本原理图,8.4 汽车空调控制系统,8.4.1 汽车空调的控制元件,1.温度控制组件 温度控制组件又称恒温器、温度开关，它是汽车空调系统中的温度控制部件，感受的温度有蒸发器表面温度、车内温度、大气温度等。 2.压力控制组件 压力控制组件可分为两类。一类是通断型，也称压力开关，是一种随压力变化而断开或闭合触点的元件，又称压力继电器，属

14、于保护元件。另一类是调节型，也称压力调节器，对于所设定的压力，执行的是一个调节过程。 3.电磁离合器 在非独立式汽车空调系统中，压缩机的停、转都是靠电磁离合器控制的，电磁离合器的吸合或释放决定了空调系统是否工作。,4.车速调节装置 对于非独立式空调系统，由于发动机的功率一定，这样，空调系统的工作对发动机功率输出的分配有一定影响；反过来，发动机转速的变化同样影响空调系统的工作性能。因此，为达到汽车在不同运行情况下既保证车速的要求，又保证空调系统的正常工作，就出现了车速调节装置。 5.真空控制组件 多数轿车空调系统采用真空装置作为控制元件，控制某些风门或阀门的开、闭。这是由于汽车上有现成的真空来源

15、，更主要的是真空控制装置结构简单、经济。下面主要介绍真空马达，它是一种常用的真空控制组件。,故障、安全报警,空调控制,节能控制,显示,故障存储,1.计算机控制的全自动空调系统的功能 全自动空调系统的功能主要有以下几点。,8.4.2 计算机控制的全自动空调系统,2.计算机控制的全自动空调系统的组成 全自动空调系统在普通（手动）空调系统的基础上，增设各种传感器、程序装置、伺服电机和控制模块等带动执行机构。驾驶员通过操作控制器总成上的键来选择空调系统的工作模式和风机转速，系统通过程序装置检测空气温度，调节气流混合门位置来达到并保持驾驶员预先设置的舒适程序。,8.5 汽车空调系统的使用与维护,8.5.

16、1 汽车空调系统的正确使用,为了正确使用汽车空调，应注意以下几点： （1）当使用空调制冷时，其目的是降低车内温度，因此开启汽车空调的环境温度应高于 5 。 （2）开启空调后，应先检查以下项目： 冷凝风扇是否能正常工作。 通过视液镜判断制冷剂是否足量，若不足量，检查是否有泄漏处。 听压缩机运行是否有不正常声响。 将手放在车厢的冷气出口处应能感觉到空气温度下降带来的凉意。 用手摸压缩机进、出口，以进口凉、出口烫为正常。 （3）炎夏季节，当车辆在太阳下停放较长时间，导致车内温度很高时，上车后应首先打开车门窗，散掉一部分热空气，然后开启空调并进入工作状态，关闭车门窗，以减小空调负担，提高空调效果。,（4）注意保持空调系统各部件的清洁，特别是冷凝器和蒸发器，应定期除尘并经常检查，以保持其良好的散热效果，提高空调工作效率。 （5）在不使用空调的季节，每周应开启空调使其运行510 min，使空调系统得到适当润滑，防止压缩机等部件生锈，以保持空调系统良