第八章空调系统教案资料

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1、“汽车空气调节”简称汽车空调，采用人为方式对车内空气流量、温度、湿度和清洁度调节。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。,第8章 汽车空调系统 8.1 概述,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。,8.1.1 汽车空调的功能 从汽车空调的概念来看，我们对汽车空调的功能有了一定的认识，即调节车厢内的温度，同时也对车厢内的湿度、气流速度、空气洁净度、热辐射等进行调节，从而为乘员创造了清新舒适的车内环境，具体概括如下： （1）车内温度调节

2、：温度是物质冷热程度的度量。冬季汽车利用采暖装置将车内温度升高。轿车和中小型汽车一般以发动机冷却水作为暖气的热源，而大型客车则采用独立燃烧式加热器作为暖气的热源。夏季车内降温则由制冷装置完成，目前我国大多数汽车的空调采用这种单一功能。,第8章 汽车空调系统 8.1 概述,（2）车内湿度：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。 （3）车内气流速度调节：空气的流速和方向对人体舒适性影

3、响很大，夏季流速应限制在0.25m/s以内，冬季的舒适风速一般为0.20m/s。,第8章 汽车空调系统 8.1 概述,（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。 （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，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。,第8章 汽车空调

4、系统 8.1 概述,（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。 （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。,第8章 汽车空调系统 8.1 概述,（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

5、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。 （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。 （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研制汽车空调最大的难点。,第8章 汽车空调系统 8.1 概述,8.1.3 制冷剂和冷冻油 1、制冷剂 在制冷系统中用于转换热量并循环流动的物质称为制冷剂。目前汽车空调系统中使用的制冷剂有R12和R134a两种。其中字母“R”是Refrigerant（制冷剂）的简称。 1）对制冷剂的要求 在适当蒸发温度时

6、，蒸发压力不低于大气；在适当冷凝压力时，温度不能过高；无色、无味、无毒、无刺激性，对人体健康无损害；不易燃烧，不易爆炸；无腐蚀性；价格合理，容易得；性能系数较高；与冷冻油接触时，化学、物理安定性良好；有较低的凝固点，能在低温下工作；泄漏时容易侦测。,第8章 汽车空调系统 8.1 概述,2）制冷剂R12的特性 无色、无味、无毒、不易燃烧、不易爆炸，化学性质稳定；不溶于水，对金属无腐蚀作用；能溶解多种有机物，一般橡胶密封圈不能使用；具有较好的热力性能，冷凝压力比较低；互溶性较好，它能与矿物油以任意比例互相溶解；对大气臭氧层有破坏作用，使全球变暖产生温室效应。 3）制冷剂R134a的特点 无色、无味

7、、无毒、不易燃烧、不易爆炸，化学性质稳定；不破坏臭氧层，在大气层停留寿命短，温室效应影响也很小；粘度较低，流动阻力较小；分子直径比R12略小，易外泄，能被分子筛吸收；与矿物油不相溶，与氟橡胶不相溶；吸水性和水溶性比R12高；汽化替热高，定压比热大，具有较好的制冷能力。,第8章 汽车空调系统 8.1 概述,实验表明，改动后的R134a系统，在以下方面更加优于R12系统： R134a的传热性能及循环特性；R134a与润滑油相溶性；R134a与金属及橡胶相溶性；R134a与干燥剂相溶性；R134a对现代汽车空调系统影响。 4）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

8、伤皮肤和眼球；避免振动和放置高温处，以免发生爆炸；原离火苗，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8章 汽车空调系统 8.1 概述,2、冷冻油 在制冷系统中，用于保证压缩机正常工作，不易磨损，随系统循环流动并和制冷剂相溶的油称为冷冻油（refrigeration oil）。目前汽车空调系统中使用的冷冻油有R12用矿物油、R134a用合成油（RAG、POE）两种。 1）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，而且这种粘度形成的

9、油膜强度要高，能承受较大的轴向负荷，在不同温度下具有良好的润滑性能；要有良好的低温流动性和互溶性，在制冷系统中，润滑油随制冷剂一起在系统中流动，在任何温度下都不能沉积，而且互溶，避免通过节流孔管时造成溅爆产生燥声；化学性质要稳定，与制冷剂和其他材料不起化学反映；毒性腐蚀要小，闪点要高，这是对安全性一种要求，最好是无毒，不燃烧，对金属橡胶无腐蚀。吸水性要小，如油中水份含量过高，通过节流阀时会因低温而结冰，造成系统因结冰而堵塞的现象。,第8章 汽车空调系统 8.1 概述,2）冷冻油的作用 润滑作用：减少压缩机运动部件的摩擦和磨损，延长机组的使用寿命。冷却作用：它能及时带走运动表面摩擦产生的热量，防

10、止压缩机温度升过高或压缩机被烧坏。密封作用：密封件表面涂上冷冻油后能提高接点的密封性，防止制冷剂泄漏。降低压缩机的噪声：能在压缩机摩擦表面形成一种油膜，保护运动部件，防止因金属摩擦而发出声响。 3）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。制冷系统中不能加注过量的冷冻油，以免影响制冷效果。,第8章 汽车空调系统 8.1 概述,8.2.1 制冷的基本原理 在日常生活中，我们会有这样的体会，用酒精棉擦身体时，或手上沾有汽油时，都会有凉的感觉。 这说明当液体变成气体时吸收了热量，从而降

11、低了温度。汽车制冷就是通过消耗一定的动力把制冷剂由气体转变成液体，然后再利用由液体转变成气体过程中吸收外部热量来达到汽车制冷的目的。,第8章 汽车空调系统 8.2 汽车空调制冷系统,8.2.2 制冷系统的组成及制冷循环工作过程 如图8-2所示，汽车制冷系统主要由压缩机、冷凝器、干燥瓶、膨胀阀、蒸发器、连接管路等组成，其工作过程如下：,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。此过程的主要作用是压缩增压，以便气体易于液化。压缩过程中，制冷剂状态不发生变化，而温度、压力不断升高，形成过热气体。,2、冷凝过程：将高温、高压的气态制冷剂冷却，使其变为

12、高温、高压的液态制冷剂，送入干燥瓶。,高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器（散热器）与大气进行热交换。由于压力及温度的降低，制冷剂气体冷凝成液体，并放出大量的热。此过程作用是排热、冷凝。冷凝过程的特点是制冷剂的状态发生变化，即在压力、温度不变的情况下，由气态逐渐向液态转变。,4、膨胀过程：将过滤后的高温、高压液态制冷剂利用节流原理，使其转变为低压雾状的液态混合物，送入蒸发器。 该过程的作用是使制冷剂降温降压，由高温高压液体，迅速地变成低温低压液体，以利于吸热、控制制冷能力以及维持制冷系统正常运行。,3、干燥过程：将高温、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

13、冷剂。,5、蒸发过程：低压雾状的液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。,经膨胀阀降温降压后的雾状制冷剂液体进入蒸发器，因此制冷剂沸点远低于蒸发器内温度，故制冷剂液体在蒸发器内蒸发、沸腾成气体。在蒸发过程中大量吸收周围的热量，降低车内温度。而后低温低压的制冷剂气体流出蒸发器等待压缩机再次吸入。此过程的特点是制冷剂状态由液态变化到气态，此时压力不变，即在定压过程中进行这一状态的变化。,8.2.3 制冷系统主要零件 1、压缩机 安装在发动机前部，由发动机曲轴上的驱动轮经驱动带驱动旋转。 压缩机是制冷系统中低压和高压、低温和高温的转换装置，是推动制冷剂在制冷系统中不断循环的动力。

14、输送制冷剂、保障制冷系统正常工作具有十分的作用。 1）汽车用空调压缩机的性能要求 要有良好的低速性能，即要求在怠速运转时有较大的制冷能力和较高的效率。 高速运转时要求输入功率低，即降低油耗，提高汽车动力性。 体积小、重量轻，便于安装和维修。 安全稳定、可靠性好，能够在恶劣的条件下有良好的抗震性和密封性。 对汽车不利影响小，要求压缩机运行平稳，噪音低、震动小，开、停压缩机时对发动机转速的影响不应太大，启动扭矩要小。 2）压缩机的种类 主要有：曲轴连杆式压缩机、斜盘式压缩机、摆盘式压缩机、旋叶式压缩机、滚动活塞式压缩机、涡旋式压缩机等。,（1）曲轴连杆式压缩机 曲轴连杆式压缩机结构如图9-3所示。

15、 主要由曲轴连杆机构，进、排气阀，润滑机构和曲轴密封机构组成。曲轴连杆机构：由活塞、活塞销、曲轴、连杆、轴承等组成。 进、排气阀：由吸气阀片、排气阀片、阀门板、挡板等组成。 润滑机构：冷冻油，作飞溅润滑和强制润滑。 轴承密封机构：由弹性挡圈、密封圈、O型环、轴封组成。,曲轴连杆是压缩机机构示意图 1-轴封 2-曲轴 3-连杆 4-吸气阀片 5-排气阀片 6-活塞 7-汽缸体 8-曲轴箱,当发动机带动曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞在气缸内作上下往复运动，在吸、排气阀的配合下，完成对制冷剂气体的吸人、压缩和输送的任务。压缩机的活塞在气缸内不断地运动，改变了气缸的容积，从而在制冷系统中起到了压缩和

16、输送制冷剂的作用。,曲轴连杆式压缩机的工作过程示意图 a)压缩 b)排气 c)膨胀 d)吸气 1-活塞 2-气缸 3-进气阀 4-排气阀,工作过程： 压缩过程：制冷气体在汽缸内从进气时的低压升高到排气压力的过程。 排气过程：制冷气体从汽缸向排气管输出的过程。 膨胀过程：活塞从上止点向下移动到进气阀打开的过程。 进气过程：制冷剂从进气气阀进入汽缸，直到活塞下行至下止点为止的过程。,（2）斜盘式压缩机（称双向斜盘式） 斜盘式压缩机的结构如图8-4所示。 主要由缸体、活塞、主轴斜盘、前后缸盖、前后阀板、阀片、密封圈等组成。,第8章 汽车空调系统 8.2 汽车空调制冷系统,SD-5翘板式压缩机的结构图 1-主轴 2-轴封总成 3-滑动轴承 4-断面滚动轴承 5-前缸盖 6-传动板 7-锥齿轮 8-缸体 9-钢球 10-翘板滚住轴承11-翘板 12-锥齿轮 13-连杆 14-活塞 15-阀板垫 16-吸气腔 17-后盖 18-阀板 19-排气阀片20-排气腔 21-压紧弹簧22-后盖缸垫,空调压缩机的工作过程,第8章 汽车空调系