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1、汽车空调 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 控制系统和空气净化系统 空调 汽车空调的组成 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 控制装置 实现制冷 采暖 通风5 空气净化装置 净化车内空气 汽车空调系统的组成 一 汽车空调的功能 1 车内温度调节 制热 非独立式 以发动机冷却液作为热源 用于轿
2、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 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境 年龄 健
3、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 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 方式 引入新鲜空气 采用活性炭吸附剂 安装负离子发生器 二 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 沸腾液化 物质由气态变为液态的过程称 液化 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 制冷剂的特性 A R12 二氟二氯
4、甲烷 CH4CL2F2 B R134a 四氟乙烷 CH2FCF3 空调系统组成及分类 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 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
5、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 压缩机 制冷系统的心脏 利用活塞在气缸中往复运动来改变容积大小进行增压 从而提供动力 三 制冷系统主要零件 曲轴连杆式压缩机 冷凝器 把来自压缩机的高温高压的气态制冷剂在冷凝器内冷却 将热量传递给车室外部环境中 干燥瓶 除去水分和过滤杂质 防止制冷系统管路产生冰堵和杂堵 干燥瓶 蒸发器 吸收车室内部的热量 调节汽车室内空气温度 低压雾状制冷剂蒸发 膨胀阀 内外平衡膨胀阀实物图 膨胀阀的作用 节流降压 它将从干燥瓶来的中温 高压的液态制冷剂降压为容易蒸发的低温 低压 雾状制冷剂 进入蒸发器
6、 即分开了制冷剂的高压侧和低压侧 调节制冷剂流量 由于制冷剂负荷的改变以及压缩机转速的改变 要求流量作相应调节 以保持车内温度稳定 膨胀阀能自动调节进入蒸发器的流量 以满足制冷剂循环要求 防止液击 避免液态制冷剂进入压缩机而造成液击现象 对冷冻机油性能的要求 要有适当的粘度 受温度的影响要小 要有良好的低温流动性和互溶性 化学性质要稳定 毒性腐蚀要小 吸水性要小 冷冻油的作用 润滑作用 冷却作用 密封作用 降低压缩机的噪声 冷冻机油使用注意事项 冷冻机油应保存在干燥 密封的容器里 放在阴暗处以免空气中的水分和其他杂质进入油中 不同牌号的冷冻油不能混装 混用 变质的冷冻油不能使用 制冷系统中不能
7、加注过量的冷冬油 以免影响制冷效果 R12用矿物油 国产 13 18 25 30号冷冻润滑油进口 日本SUNISO3GS SUNISO5GSR134a用合成油 代号为PAG或者ESTER的冷冻润滑油 冷冻油的种类 轿车空调更换零部件需补加冷冻机油 第三节汽车空调的控制部件 1 电磁离合器 电磁离合器 电磁离合器的构造 皮带盘 衔铁和摩擦片 电磁线圈 实物图 电磁离合器的工作原理 是当电流通过离合器绕组时产生较强的磁场 衔铁被线圈磁力牢牢吸住 压缩机主轴通过键与毂连接 而衔铁与毂紧箍 这时皮带轮旋转 通过转板上吸力带动衔铁旋转 主轴即被驱动 当离合器线圈断电时 衔铁被弹簧弹回 皮带轮只在轴承上空
8、转 2 温度控制器 作用 温度控制器又称恒温开关 感受蒸发器表面的温度 控制压缩机离合器线圈中电流的通 断致使压缩机产生开与停的动作 起到调节车内温度及防止蒸发器结霜的一种电气控制装置 类型 波纹管式温度控制器 电子式温度控制器 蒸发器温度过低 A 结冰霜堵住管片间隙 空气不能流通 不能通过蒸发器变成冷空气 B 蒸发器过冷会发生 液击 造成压缩机过载 液击 液态制冷剂吸入压缩机突然汽化 沸腾阻止活塞运动 甚至将进排气阀打坏 C 由于冰霜导热系数比铜铝小很多 所以即便空气能穿过蒸发器间隙 空气从冷媒吸冷量大大减小 蒸发器温度过高 蒸发器表面与空气温差小 传热慢了 降温慢了 所以蒸发器温度控制在0
9、 3 之间 蒸发器温度控制方法 a 控制制冷循环的速度 控制压缩机 占空比 b 控制制冷循环的量 由膨胀阀控制 1 波纹管式式温度控制器 其工作原理 波纹管和充满制冷剂的感温毛细管相连 毛细管感温元件置于蒸发器翅片冷气通过的位置之中 当蒸发器温度变化时毛细管中的制冷剂温度也随着变化 对应的压力也发生变化 温度升高 压力就增大 推动波纹管中膜片运动 推动机械杠杆机构使触点闭合 电磁离合器线圈通电 压缩机旋转 制冷系统循环制冷 如果车内温度降到设定的温度以下 膜片向相反的方向运动 弹簧帮助复位 使触点脱开 电磁离合器线圈断电 压缩机停止工作 调整调节螺钉可以改变温控器的温度设定值 旋转凸轮4的旋钮
10、 可以调整温度的高低 2 电子 热敏电阻 温度控制器 热敏电阻有两种 一种电阻具有负感温电阻特性 即温度升高 电阻值下降 一种具有正感温电阻特性 即温度上升 电阻值上升 由于热敏电阻结构简单 调节精度高 工作可靠 故障少等优点 因而被越来越多的车用空调器所采用 该图用负感温电阻 温度高 阻值小VT1基极电位低而截止使VT2导通 VT3截止 VT4导通 压缩机工作 温度低 阻值大VT1基极电位高而导通使VT2截止 VT3导通 VT4截止 压缩机停止工作 电子温度控制器工作原理 3 压力开关 1 高压开关作用 高压压力开关是为了防止制冷剂填充过多 冷凝器散热又不好 造成压力过高 产生管路爆裂 高压
11、保护开关位置 安装在压缩给与冷凝器之间的高压管路上控制内容 系统压力过高会自动切断压缩机电磁离合器 工作压力 高压开关的切断压力和触点恢复闭合压力一般因车型而异 切断压力一般在2 1 3 0MPa范围内 触点闭合恢复压力为1 6 1 9MPa 如图9 18所示 高压保护开关 高压调节开关位置 冷凝器出口或干燥瓶上控制内容 冷凝器风扇的高速档工作压力 开关为触点常开型 当压力超过1373 1500kpa时接通 作用 当气体泄漏 压力降低 切断电磁离合器电源 以免烧坏压缩机 位置 高压管路上的低压开关 安装在冷凝器与膨胀阀之间或干燥瓶上 串联在电磁离合器电路中 高于270kpa 闭合 低于200k
12、pa 断开 低压管路上的低压开关 安装在蒸发器到压缩机进口之间 防止压缩机抽真空 断开压力 80 100kpa 闭合压力 100kpa 2 低压开关 3 高低压组合开关 将高低压开关组合成一体 安装在储液干燥瓶上 压力引入口 低压保护动触点 低压保护定触点 弹簧 接线柱 高压保护定触点 金属膜片 销子 和膜片一体 低压保护动触点 高压保护动触点 高压保护动触点 5 过热开关及热力熔断器 过热开关及热力熔断器 接线柱 壳体 膜片总成 底座孔 感应管 底座孔 膜片底座 动触点 一种温度压力感应开关 一般安装在压缩机缸盖里面 当系统处在正常情况下 膜片总成动触点离开接线柱 此开关保持常开 当系统因泄
13、漏导致制冷剂不足时 压缩机温度异常升高 感温管内气体膨胀并推动膜片 膜片上动触点与接线柱连接 过热开关闭合使压缩机停转 直至故障排除为止 过热开关及热力熔断器 磁离合器线电圈 过热开关 热力熔断器 绕线式电阻加热器 温度感应熔丝 环境温度开关 热力熔断器是与过热开关热力配合实现温度控制的 过热开关由温度感应熔丝和绕线式电阻加热器组成 当过热开关闭合时 绕线式电阻加热器通电 给控制电磁离合器线圈电路的温度感应熔丝加热 使感应熔丝温度升高 直到把熔丝熔化 这样切断电磁离合器线圈电路 压缩机停止运转 保护压缩机不因温度异常而损坏 5 易熔塞 易熔塞又称熔化螺栓 是制冷系统中的过压保护装置 它安装在储
14、液干燥瓶上 它有一个孔贯穿螺栓中心 孔中填满一种特殊的焊剂 当高压端的压力和温度升至约3MPa和95 100 时易熔塞中焊剂熔化 使制冷剂排出至大气中 从而防止制冷装置损坏 6 怠速提升装置 汽车冷气在使用时会消耗发动机功率 因此在排气量较小的发动机 如不开冷气时 调整至正常怠速 一旦将冷气开启则会因功率消耗而使怠速降低 出现发动机怠速不稳定的现象 甚至使发动机熄火 因此设计一种装置在开冷气时使发动机怠速自动升高亦能维持正常的怠速 1 电磁离合器控制电路 汽车汽车空调压缩机电磁离合器电路中主要有 A C开关 制冷剂高低压开关 制冷剂温度开关 冷却液温度开关 压缩机过热开关等控制元件 压缩机是否
15、正常工作由其控制元件及其控制电路决定 压缩机工作方式分为三种 手动空调压缩机控制 半自动空调压缩机控制 全自动空调压缩机控制 第四节 汽车空调系统电路分析 压缩机电磁离合器 鼓风机控制电路 压缩机工作指示灯 接蓄电池正极 温控器 压力开关 鼓风机电 鼓风机调速电阻 冷凝器风扇电机 电磁离合器 空调及鼓风机开关 水温开关 手动空手动空调压缩机控制调压缩机控制 半自动空调压缩机控制 压缩机工作条件 A C开关闭合 温度开关闭合 压力开关闭合 鼓风机开关闭合 发动机转速信号 压缩机转速信号 制冷压力开关闭合 2 鼓风机控制电路 要使车内有个舒适的环境 除了控制车室温度 还应控制送风量 即控制风机转速
16、 以适应环境变化 满足驾驶员和乘客的不同需求 鼓风机调速一般通过改变线路中电阻来实现 根据控制方法不同可分为以下三种形式 1 手动鼓风机开关和调速电阻控制 2 电控模块通过大功率晶体管控制 3 晶体管与调整电阻器组合型 调速电阻 限温开关 风机电阻 晶体管与调速电阻组合 晶体管控制风机电路 点火开关 鼓风机开关 控制模块 鼓风机电机 晶体管 3 冷凝器 散热器风扇控制电路 冷凝器 散热器风扇控制电路通常由A C开关 冷却液温度开关 制冷剂温度开关 制冷剂压力开关 继电器等元件组成 车型不同 则配置风扇的数量不同 控制线路设计方面差异也很大 但其控制方式则大同小异 下面就一些较典型的冷凝器散热风扇电路进行分析 A C开关和水温开关联合控制型制冷剂压力开关与水温开关组合控制型压力开关与电脑组合控制型 丰田冷却风扇系统电路图 400 LS 压力开关与电脑组合控制冷却风扇 空调电路示意图 汽车空调系统典型实例电路 桑塔纳汽车空调控制电路 A C开关 环境温度开关 内循环电磁阀 低压开关 高压开关 怠速电磁阀 鼓风机 冷凝风扇 温控开关 鼓风机继电器 点火开关 空调继电器 夏利轿车空调控制系统电
