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1、课题二 汽车空调制冷系统的结构及原理,汽车空调制冷系统的组成及原理 学习目标 了解空调制冷系统的工作过程及原理。 认识制冷系统中的各元件的结构及原理。,【设疑和引入】 制冷系统是空调重要的组成部分，你是否有观察过家用空调的组成部分和各部分的结构特点？,【基础知识】 一、制冷系统的作用 制冷系统是空调重要的组成部分，制冷剂在封闭的系统中循环流动。 其调节车内空气的原理如图2-1-1所示。,图2-1-1 汽车空调调节车内空气的原理,二、制冷系统的组成,汽车空调制冷系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀及蒸发器组成（简称空调四大件），另外还有一个比较重要的组成部件，就是储液干燥器。 其系统组成及布置如图2
2、-1-2所示。,图2-1-2 制冷系统组成及布置,三、制冷原理,汽车空调制冷系统的工作原理如图2-1-3所示，制冷系统工作过程如图2-1-4所示。,图2-1-3 制冷系统工作原理,图2-1-4 制冷系统工作过程,四、制冷系统的分类,汽车空调系统基本分两类：循环离合器系统和蒸发器压力控制系统。 1循环离合器系统 （1）循环离合器孔管系统（CCOT）。该系统用一根固定式节流管代替热力膨胀阀对制冷剂进行节流减压降温作用，称为循环离合器孔管CCOT（Cycling Clutch Orifice Tube）系统。该系统常用恒温开关控制，如图2-1-5所示。,图2-1-5 安装恒温开关控制的CCOT系统1
3、压缩机离合器；2冷凝器；3恒温开关（当毛细管温度下降至0时断开、而温度上升至7时闭合）；4孔管；5回流管；6蒸发器；7接蓄电池；8储液器；9干燥剂；10压缩机高压侧压力开关,CCOT系统也可以用压力开关控制。 压力开关安装在储液器上，如图2-1-6所示。,图2-1-6 用压力开关控制的CCOT系统1压缩机离合器；2冷凝器；3孔管；4回流管；5蒸发器；6储液器；7压力开关；8接蓄电池；9干燥剂,（2）循环离合器膨胀系统。循环离合器膨胀阀系统的膨胀阀只能控制过热，不能保证蒸发器不结冰。因此，要将恒温开关安装在蒸发器上或风箱内，用以控制压缩机的启动和停止，如图2-1-7所示。,图2-1-7 用膨胀阀
4、的循环离合器系统1压缩机；2恒温开关；3毛细管；4膨胀阀；5储液干燥器；6视液窗；7冷凝器；8蒸发器,2蒸发器压力控制系统,蒸发器压力控制系统也称传统温控系统，只要选定空调功能，该系统就连续运行。,（1）STV和POA系统。用吸气节流阀 （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，储液干燥器安装在高压侧，STV或POA阀安装在低压侧，如图2-1-8所示。,图2-1-8 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视液窗；6回流管；7蒸发器；8加液阀；9吸气节流阀；10排气压力表接口；11发动机真空歧管；
5、12STV压力检测接口；13外平衡管；14毛细管；15感温包,（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阀都集中安装在储液干燥器的上部，三者构成一个部件（阀罐），如图2-1-9所示。 图2-1-9中，4根外接软管4、6、9、10分别传送高压液态、低压液态、气态制冷剂。,图2-1-9 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液态制冷剂；5VIR阀罐； 6液态制冷剂管路；7蒸发器；8吸气管路；9回流管；10低压低温回气管,任务二 汽车空调分类,学习目标 汽车空调系统的结构类型。,【设疑和引入】 装有车用空调的汽车上，为什么有的汽车上有一
6、台发动机，有的却有两台发动机？ 有的空调既可以制冷又可以取暖，而有的空调却只能制冷呢？,【基础知识】 一、按驱动方式分类 1非独立式空调 非独立式空调是用主发动机通过皮带传动带动空调压缩机运转，由电磁离合器控制二者之间的动力传递。,图2-2-1 非独立式空调工作原理图,优点：结构简单、噪声小，便于安装布置。 缺点：消耗发动机10%15%的动力，降低汽车后备功率，影响汽车的动力性。 非独立式空调主要用于轿车、货车及小型客车上。,2独立式空调,所谓独立式空调，就是专门用一个副发动机带动空调压缩机运转，其运行过程稳定，不受主发动机工作情况的影响，如图2-2-2所示。,图2-2-2 独立式空调工作原理
7、图,优点：制冷与行驶互不影响，制冷量大，制冷效果稳定。 缺点：结构复杂、成本高、噪声大，布置难度大。 独立式空调主要装于大客车上。,3电力驱动空调,电力驱动空调用于特种车辆，如雷达指挥车、营房车等。 主要是在停车时空调处于工作状态，利用地面电源，此时压缩机由电动机驱动，但同时仍需增加直流电源（汽车空调的电气元件是按直流电方式工作的）。,二、按布置形式分类,1整体式空调 它是将副发动机、压缩机、冷凝器、蒸发器等通过皮带和管道连成一个整体，安装在一个专门机架上，构成一个独立总成，其动力源为副发动机，最终由送风管将冷风送入车内。 这种形式主要用于独立式空调系统的布置，如图2-2-3所示。,图2-2-
8、3 整体式空调,2分体式空调（以车顶置式为例）,蒸发器与冷凝器组合成一体，与压缩机分开。 压缩机由主机或辅机带动。 由辅机带动的，则压缩机与辅机组合在一起，有专用机架，机架上还有发动机水箱、辅助发电机等。,放在汽车车顶上方，称车外顶置式空调器，如图2-2-4（a）所示；一类放在汽车后侧的，称后置式空调器，如图2-2-4（b）所示；还有一类是与压缩机组对称放在车架侧面，称为底置分体式空调器，如图2-2-4（c）所示。,图2-2-4 分体式空调,3分散式空调,它是将压缩机、冷凝器、蒸发器等各部件分散安装于车上部位，用管道相互连接。 这种布置形式用于非独立式空调系统，如图2-2-5所示。,图2-2-
9、5 分散式空调,三、按送风方式分类,1直吹式空调 这种方式的气流直接从空调器送风面板吹出，也叫仪表板式空调，其结构简单，送风阻力小，但车内送风均匀性差。,2风道式空调,这种方式是将气流用风机送到塑料风道，再由风道送到车顶或座位下的出风口吹出。,四、按功能分类,1冷暖分开型 制冷与供暖完全分开，各自独立控制，结构分开布置。 2冷暖合一型 在制冷系统的基础上增装加热器及暖风出口，但制冷与采暖不能同时工作，其结构形式如图2-2-6所示。,图2-2-6 冷暖合一型空调,缺点：要驾驶员手动控制其出风量和冷暖转化模式（也就是我们日常所说的手动空调），这给驾驶员行车带来了操作不便的缺点。,3全功能型,这种形
10、式的汽车空调集制冷、供暖、除霜、去湿、通风、净化等功能于一体，由于其功能完善、提高了乘员的舒适性。 因此越来越多的汽车空调采用了这种形式，全功能汽车空调系统的布置如图2-2-7所示。,图2-2-7 全功能型汽车空调,全功能性又可分为空气混合型和再加热型两种，因此，对全功能式的功能可归纳如下。,（1）空气内循环或进新风的冷气。 （2）空气内循环或进新风的暖气。 （3）各种工况下的除湿。 （4）从冷到暖连续改变的温度控制。,五、按控制方式分类,1手动空调 用拉钮或旋钮控制，一般设有开关键、调温键、调风键等。 其操纵机构一般为拉索式，也有少数为气动式（真空）。 手动式控制面板如图2-2-8所示。,图
11、2-2-8 手动空调控制面板,2半自动空调,半自动式一般用拉钮控制，设有温度选择键和功能选择键，其控制面板如图2-2-9所示。 半自动空调的操纵机构一般为气动式。,图2-2-9 半自动空调控制面板,3全自动空调,全自动空调一般用按键控制，其操纵机构一般为电动式，也有少数用电控气动式。 其控制面板如图2-2-10所示。,图2-2-10 全自动空调控制面板,六、空调系统的布置原则,表2-2-1空调系统在车辆上的布置原则,任务三 汽车空调压缩机,学习目标 熟悉压缩机的作用及类型。 了解汽车空调压缩机的结构及工作原理。 能对常见车型的压缩机进行拆装及检修。 熟悉电磁离合器的结构及原理。 能对电磁离合器
12、进行检修。,【设疑和引入】 将汽车发动机和变速器之间的动力连接或切断的元件是什么？是离合器。 在汽车空调系统中也有离合器，称电磁离合器，它用于控制连接或切断发动机和汽车空调压缩机之间的动力。,【基础知识】 一、压缩机的作用及分类 压缩机的性能指标主要有：排气量、制冷量、输入功率、净重和容积效率。,1汽车空调压缩机的作用,压缩机的作用如表2-3-1所示。 压缩机的工作使制冷剂在系统内不断循环，达到制冷的目的。,表2-3-1压缩机的作用,2汽车空调压缩机的分类,目前，正式应用在汽车空调上的压缩机不少于30种，根据缸数不同可分为 1缸、2缸、3缸、4缸、6缸或10缸；根据设计结构不同有往复式、旋转式
13、、涡旋式3种，如图2-3-2所示。 不同的车型采用的压缩机型号有所不同。,图2-3-2 压缩机的分类,二、往复式活塞压缩机构造及工作原理,往复式是指活塞做来回的往复运动，它的驱动方法一般有3种：曲轴驱动、摆盘式驱动和斜盘驱动。,图2-3-3 往复式活塞压缩机,1曲轴连杆式压缩机,曲轴式又称曲轴连杆式，该种压缩机通过容积变化来压缩气体，有立式和卧式两种。 其工作原理和活塞发动机一样，但压缩机是一种泵，这一点和发动机正好相反。,当曲轴被外力带动旋转时，活塞上下移动。 活塞下移时产生真空，从蒸发器吸进制冷剂蒸气；活塞向上移动时，压缩制冷剂蒸气至冷凝器，其结构如图2-3-4所示。,图2-3-4 曲柄连
14、杆式压缩机结构图,并联双缸压缩机有A206、A209、A210三种型号，每转排量分别为98.4ml、147.6ml、164ml，制冷量和消耗功率如表 2-3-2所示。,表2-3-2压缩机制冷剂和消耗功率,2摆盘式压缩机,摆盘式压缩机的最大优点是工作平稳、结构紧凑、体积小，适用于车厢空间狭小的车型使用。 其铸造材料为铝合金，以减轻汽车自重。 摆盘式压缩机的工作原理如图2-3-5 所示。,图2-3-5 摆盘式压缩机工作原理图1压缩机主轴；2转子（端面凸轮）；3活塞；4连杆；5支撑钢球；6防转锥齿轮副；7翘板,日本三电公司生产的SD-5型摆盘式压缩机构造如图2-3-6所示。,图2-3-6 SD-5摆
15、盘式压缩机构造,3斜盘式压缩机,斜盘式压缩机是一种轴向往复式压缩机。 斜盘式压缩机的工作过程示意如表2-3-3所示。,表2-3-3斜盘式压缩机工作过程,续表,斜盘式压缩机的双头活塞，各在相对应的气缸（一前一后）中滑动。 活塞的一头在前缸中压缩蒸气时，活塞的另一头在后缸中吸入蒸气；反向时，作用互相对调。,各气缸均装有进、排气门，另有一根排气管，用于连通前后高压腔。 双头活塞中间开槽与斜盘装合，因此可由斜盘驱动其沿气缸前后滑动。 图2-3-7所示为DA-6型斜盘式活塞压缩机构造。,图2-3-7 DA-6型斜盘式压缩机构造1前板和轮毂；2带轮轴承；3带轮；4离合器线圈；5螺栓（6件）； 6轴封；7前
16、缸盖；8缸盖垫；9、21阀板；10、20吸气簧片阀； 11前缸体；12主轴和斜盘；13活塞（3对）；14止推轴承；15主轴承；16钢球护座（6件）；17活塞钢球（6件）；18密卦圈；19后缸体；22缸盖垫；23后缸盖；24系统控制开关；25高压安全阀,三、回转式压缩机构造及工作原理,1圆形气缸旋叶式压缩机 在圆形气缸中，转子是偏心安装的，转子外圆非常贴近泵腔的一侧。 叶片或滑片随转子转动，并可在槽内径向滑动，以便和气缸内壁共同形成密封，如图2-3-8所示。,图2-3-8 四叶片圆形气缸旋叶式压缩机,转子顺时针运转，制冷剂蒸气从进气口进入，密封在叶片和气缸壁之间的空腔内。 当转子叶片转过180角时，制冷剂蒸气在密封腔内被压缩，直至从排气口排出。 图2-3-9所示为美国约克VR492型旋叶式压缩机构造。,图2-3-9 美国约克VR492型旋叶式压缩机构造,2椭圆气缸旋叶式压缩机,图2-3
