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1、汽车空调系统 主讲人 赵老师 第一 章 手动空调 第一节 概述 汽车空调是利用媒介物质对车内的空气进行调节 , (空调空气调节)使之在温度、湿度、 流速和洁净度上能满足人体舒适的需要,并预防 或去除玻璃上的雾、霜和冰雪,保障乘员身体健 康和行车安全。 衡量汽车空调的主要指标有:温度、湿度、流速 和洁净度等。 汽车空调主要包括:制冷系统、暖风系统、通风 系统、空气净化系统和控制系统。 一、汽车空调的功能 1、车内温度调节: 温度:是物质冷热程度的度量 制热: 非独立式-以发动机冷却液作为热源 ,用于轿车和中小型汽车 独立式-底盘上另加装一个散热器 ,用于大、中型客车 汽车空调的功能 制冷: 非独
2、立式-压缩机由汽车发动机驱动 ,工作状态受发动机工况的影响,用于中 小型汽车。 独立式-压缩机由副发动机驱动不 受发动机工况的影响,由于大中型客车。 汽车空调的功能 2、车内湿度的调节: 湿度:是指空气中所含水蒸气量的多少。 湿度的大小直接影响人体内的水分蒸发速 率和口腔、鼻腔黏膜等健康状况和驾驶的 工作状况。车内的湿度一般应保持在 30%70%以内。普通汽车空调一般不具备 这种功能,只有高级豪华汽车采用冷暖一 体化空调器,才能对车内的湿度进行适当 调节。 汽车空调的功能 3、车内气流速度调节: 空气的流速和方向对人体舒适性影响很 大,夏季流速应限制在0.25m/s以内,总 之根据乘客的生活环
3、境,年龄、健康状况 、冷热习惯等生理特点来控制出风口的风 量,免得过大的风速直接吹到人体上,使 人感到不舒服。 汽车空调的功能 4、车内空气净化: 车厢内的空气质量是乘员舒适性的重要保证, 由于车内空间小、乘员密度大,车内极易出现 缺氧和二氧化碳浓度过高的情况,还有尾气、 灰尘、烟味等造成车内空气污浊,影响乘员的 身体健康,因此必须要求汽车空调具有补充车 外新鲜空气过滤和净化内空气的功能。一般在 汽车空调的进风口都装有空气过滤装置和空气 净化装置。 方式 引入新鲜空气 汽车空调的功能 采用活性炭吸附剂 安装负离子发生器 5、热辐射调节: 太阳的辐射会对车内产生一股热浪,容易 灼伤人的眼睛和皮肤
4、,对人体的舒适性影 响很大,选用太阳膜和阳光传感器对车内 温度能立即作出必要的校正。 二、汽车空调的特点 从1925年汽车加热器的出现就表明了汽车空 调已经出现了。但是,由于其技术含量较低 ,人们并没有真正意识到这门专业技术,而 一直到制冷技术被汽车所应用,才广泛被人 们所关注。因此,谈到汽车空调的特点,也 就是制冷技术的一些特点,概括起来汽车空 调的特点如下: 汽车空调的特点 1、抗冲击能力强: 制冷系统安装在运动的车辆上,承受剧烈 频繁的振动和冲击,因此,要求各个零部 件应有较强的抗震能力,接头牢固,并防 漏,而且,压缩机与冷凝器、蒸发器与压 缩机都用软管连接。 汽车空调的特点 2、动力源
5、多样: 汽车空调系统不能用电力作动源,原因是 设计上比较困难,轿车、轻型汽车及中型 客车其制冷所需的动力来自同一发动机, 这种空调系统叫非独立空调系统。对于大 型客车,冷藏车,由于所需制冷量比较大 ,采用专用发动机驱动,故称为独立式空 调系统。 汽车空调的特点 3、电力控制源多样: 汽车空调系统电气控制所需的电力有所不 同,一般车辆采用12V(单线制)作电源 ,大型车辆则采用24V(单线制)作电源 ,而高级豪华轿车采用5V(双线制)作电 力源。 汽车空调的特点 4、制冷效果强: 汽车在野外工作直接受太阳的辐射,热量 较强,要使汽车空调能迅速地降温,在最 短时间内达到舒适的环境,要求制冷系统 的
6、制冷量特别大。这就导致压缩机输送的 制冷剂流量变化大,但不能无限制的大, 如果过大,会导致汽车空调设计困难,制 冷效果不佳,而且会引起压力过高或压缩 机产生液击现象,使得故障频繁。 汽车空调的特点 5、控制方式不一样: 由于车辆的性能要求不同,汽车空调的控 制方式也就多样。一般车辆采用手动控制 ,高级豪华型轿车则采用自动控制或气动 控制。 汽车空调的特点 6、结构紧凑、质量小: 由于汽车车身的特点,要求汽车空调结构 紧凑,能在有限的空间进行安装,而且安 装了空调后不至于使汽车增重太多影响其 他性能。 汽车空调的特点 7、车内风量分配不均匀: 这是由汽车车身的结构所造成的。汽车空 调风道的设计是
7、研制汽车空调最大的难点 。 三、空调制冷系统的结构与工作原理 1、概念: (1)物质的三态 气态 液态 固态 放热 放热 放热 吸热 (2)汽化和液化 汽化:物质由液态变为气态的过程称为“ 汽化”。 汽化方式:蒸发;沸腾(T或P) 液化:物质由气态变为液态的过程 称 “液 化”。(T或P) 概念 (3)潜热值 潜热值:温度不变物质由液态变成气态或气 态变成液态时吸热和放热的热量。 R12-165.65kJkg R134a-219.8kJ kg 概念 2、冷媒 制冷剂:在制冷过程中起传递热 量作用的媒介物质 (1)制冷剂的要求: 无色、无味、无毒、无刺激性,对人体健 康无损害; 不易燃烧,不易爆
8、炸; 无腐蚀性; 价格合理,容易得; 与冷冻油接触时,化学、物理安定性良好 ; 冷媒 有较低的凝固点,能在低温下工作; 泄漏时容易侦测 易于改变吸热和散热的状态,有很强的 变态能力。 与润滑油无亲和作用,可与冷冻机油任 意比互溶。 制冷剂R12的特性 A、R12-二氟二氯甲烷(CH4CL2F2) B、沸点-29.8 B、沸点-29.8 潜热值165.65kJkg C、对大气臭氧层有破坏作用, 使全球变暖产生温室效应。 制冷剂R134a的特点 R134a 四氟乙烷(CH2FCF3) A、沸点-26.5 潜热值219.8kJ kg B、优点: a、传热速度快蒸发器、散热器等热交换器 面积体积减小,
9、还不影响热交换。 b、潜热值高,制冷量大 。 c、不破坏臭氧层,在大气层停留寿命短,温 室效应影响也很小(因为不含氯、不与臭氧反 应) 冷媒 C、缺点:对橡胶管和密封圈材料有较强 的溶解与分离作用,导致制冷剂泄漏。 制冷剂使用时的注意事项: 操作制冷剂时,不要与皮肤接触,应戴护 目镜,以免冻伤皮肤和眼球; 避免振动和放置高温处,以免发生爆炸; 远离火苗,避免R12分解产生有毒光气; R134a与R12不能混用,因为不相溶,会导 致压缩机损坏; 使用R134a制冷剂的系统,应避免使用铜 材料,这样会产生镀铜现象; 制冷剂应放置在低于40以下的地方保存 第二节 空调系统组成及分类 一、汽车空调系统
10、的组成 1)制冷装置-提供冷气、除湿 2)暖风装置-提供暖气、除霜、除雾 3)通风装置-通风、换气 4)空气净化装置-净化车内空气 5)控制装置-实现制冷、采暖、通风 空调系统组成及分类 二、汽车空调系统的分类 1.按功能分单一功能;组合功能 2.按驱动方式分独立式;非独立式 3.按温度可调节区域分单区;双区;四区 空调系统组成及分类 三、制冷系统的结构组成及工作原理 1、制冷系统的基本组成: 压缩机、 冷凝器、 储液干燥 器 、 膨胀阀、 蒸发器 空调制冷系统组成 (1)、压缩过程:将流经蒸发器的低温、低压的 气态制冷剂压缩为高温、高压的气态制冷剂,输送 到冷凝器。 (2)、冷凝过程:将高温
11、、高压的气态制冷剂冷 却,使其变为中温、高压的液态制冷剂,送入干燥 瓶。 (3)、干燥过程:将中温、高压的液态制冷剂过 滤,除去制冷剂中的杂质和水份,送入节流阀,并 储存小部分的制冷剂。 (4)、膨胀过程:将过滤后的中温、高压液态制 冷剂利用节流原理,使其转变为低压雾状的液/气态 混合物,送入蒸发器。 (5)、蒸发过程:低压雾状的液/气态混合物流至 蒸发器,吸收周围的热量而汽化,达到制冷的目的 。 2、空调制冷系统的工作原理 3.空调制冷系统的分类 蒸发器温度控制的两种方法(1)控制蒸发器表面的温度 (2)控制制冷剂的蒸发压力 分类 循环离合器系统 蒸发器压力控制系统 热力膨胀阀式 膨胀节管流
12、(孔管)式 吸气节流阀(STV) 先导阀 操纵的绝对压力阀(POA) 阀罐(VIR) 空调制冷系统的分类 (1)循环离合器系统(恒温器控制的离合器制冷循 环系统):将恒温器设定在预定的温度范围、接 通或切断电磁阀,使压缩机处于通、断状态的一 种控制系统。 形式 恒温器-热力膨胀阀控制制冷循环系统 恒温器-H型膨胀阀控制制冷循环系统 恒温器-孔管(CCOT)控制制冷循环系统 空调制冷系统的分类 (2)蒸发器压力控制空调系统(控制蒸发器压力) 形式 吸气节流阀(STV)先导阀操纵的压力阀(POA)系统 阀罐(VIR)的蒸发器压力控制空调系统 ( 安装恒温开关的CCOT 系统 1-压缩机离合器 2-
13、冷凝器 3-恒温开关,当毛细管温度至 0时,它断开;而此温度上升到7时,它闭合; 4-孔 管5-回油管 6-蒸发器 7-接蓄电池 8-积累器9-干燥剂 10 -压缩机高压侧低压开关,压力降至175kPa 时断开 用压力开关控制的CCOT 系统 1-压缩机离合器 2-冷凝管 3-孔管 4-回油孔 5-蒸发器6-积累器7-压力开关, 一般在138193kPa 断开,而在283351kPa 时闭合 8-接蓄电池9-干燥剂 压力开关内有一膜片,和触点相连,作用于膜片上的压力低到一定值时,触点 断开,至离合器的电路被切断,压缩机停转。作用到膜片上的压力高到一定水 平时,触点闭合,接通蓄电池至离合器的电路
14、,压缩机运行。 吸气节流阀(STV)或先导阀操作的绝对压力阀(POA)控制蒸发器温度。 防止其结 冰。用膨胀阀作为节流降压装置,储液干燥器装在高压侧,STV 或POA 阀 装在低压侧。 装用STV 的蒸发器压力控制系统 1-压缩机 2-冷凝器 3-储液干燥器 4-热力膨胀阀5-液窗 6-回油管7-蒸发器 8-加 液阀(3583kPa) 9-吸气节流阀(STV) 10-排气压力表接口 11-发动机歧管 真空 12-STV 压力检测接口13-外平衡管14-毛细管15-温包 这两类汽车空调系统都可以装置热力膨胀阀,区别它们的时候,要看低压侧装置那 些部件,如装有STV 或POA 阀,就是蒸发器压力控
15、制系统系统;如装有积累器, 又用恒温开关或压力开关控制蒸发器温度,就是循环离合器系统。 2)VIR 系统 该系统用阀罐(VIR)控制蒸发器温度,就是把膨胀阀和POA 阀都集中装在 储液干燥器的上部,三者构成一个部件(阀罐)。这样既节省管路,又节省 空间,而且性能可靠 装用VIR 的蒸发器压力控制系统 1-压缩机2-高压、高温排气3-冷凝器4-液态 5-VIR 阀罐6-液态R-12 管路7-蒸发器 8-吸气管路 9-回油管10-低压、低温回气 图中4 根外接软管4、6、9、10 分别传送R-12 的高压液态、低压液态、气态制冷 剂。部分长春第一汽车制造厂生产的奥迪100 轿车空调,装用VIR 蒸发器压力控制 系统。 四、制冷系统主要零件 1、压缩机 压缩机是制冷系统中